Una massiccia torre in legno è stata sottoposta a un test di scossa per studiarne la resilienza sismica

Jul 10, 2023

Il 9 maggio, decine di persone si sono riunite per guardare una torre di dieci piani nel nord-est di San Diego tremare e oscillare sotto la forza di terremoti simulati uno dopo l'altro. L'edificio, un modello sperimentale di un edificio alto in legno massiccio, è stato costruito in cima al Large High Performance Outdoor Shake Table presso l'UC di San Diego. Il cosiddetto tavolo a cui è imbullonato l'edificio è una piastra a nido d'ape in acciaio spessa 3 piedi, 25 x 40 piedi, montata su attuatori idraulici. Si muove con sei gradi di libertà per simulare accuratamente i terremoti secondo le registrazioni sismiche. Durante il test di quel giorno, sono state effettuate simulazioni dei maggiori terremoti avvenuti nel 1994 a Northridge, in California (magnitudo 6,7), e nel 1999 a Chi-Chi, Taiwan (magnitudo 7,7). Entrambe le volte, dopo un spaventoso traballamento, l'edificio si è raddrizzato nella sua forma e posizione iniziale, senza danni apparenti subiti dallo scuotimento.

Durante i test, oltre alle ispezioni visive, circa 750 sensori hanno registrato dati in tutto l'edificio. I test sono stati una notevole dimostrazione di costruzione resiliente e un'importante pietra miliare per il progetto Tall Wood, un'ampia collaborazione sotto gli auspici della Natural Hazards Engineering Research Infrastructure (NHERI) della National Science Foundation.

Il progetto NHERI Tall Wood, che studia la resilienza sismica dei grattacieli in legno, è guidato dal dottor Shiling Pei della Colorado School of Mines e coinvolge ricercatori di istituzioni accademiche di tutto il mondo e molti partner industriali. Tra questi c'è LEVER Architecture con sede a Portland, il cui ruolo di architetti nel progetto continua il profondo impegno dell'azienda con le costruzioni in legno massiccio. L'edificio di prova può essere visto come una modifica del progetto Framework non costruito di LEVER, che ha vinto il premio US Tall Wood Building Prize nel 2015. Al centro di entrambi i progetti c'è quello che viene chiamato un sistema di pareti a dondolo: pareti trasparenti in legno massiccio ancorate da pilastri aste o cavi tesi che scendono lungo i loro centri. Thomas Robinson, cofondatore e direttore di LEVER, ha spiegato il concetto in loco: "Una tipica parete a strapiombo è ancorata ai due angoli della base. Su queste pareti, solo i cavi sono ancorati alla fondazione. Ciò consente all'intera parete di oscillare all'indietro. e avanti, e poi il cavo lo riporta al centro."

A causa dell’elevato rapporto resistenza/peso del legno, la strategia strutturale qui non è semplicemente quella di resistere alla forza sismica ma piuttosto di progettare mezzi per muoversi e dissipare quella forza attraverso un sistema strutturale meno massiccio. L’idea è che un tale sistema avrebbe danni minimi in caso di terremoto e sarebbe immediatamente occupabile e rapidamente riparabile. Come ha affermato Robinson, "Pensiamo sempre: 'Cosa può potenzialmente fare il legno che altri materiali non possono fare altrettanto bene?'"

Con la strategia di resilienza del movimento in gioco, diversi tipi di legno massiccio: laminato a strati incrociati (CLT), laminato impiallacciato (VLT), laminato con chiodi/tasselli (NLT/DLT), pannello di compensato massiccio (MPP), laminato a colla (legno lamellare) )—vengono utilizzati in tutta la torre per massimizzare le condizioni oggetto di valutazione. Il progetto incorpora anche una serie di sistemi non strutturali destinati a muoversi di concerto con le pareti oscillanti, tra cui una scala ignifuga che accoglie la deriva, giunti di dilatazione e binari di deflessione annidati nelle partizioni interne, e esclusivi sistemi di facciate continue con espansione -pannelli di giunzione appesi ai livelli inferiori di ciascuno dei quattro angoli dell'edificio.

La torre è l'edificio a grandezza naturale più alto mai testato su una tavola vibrante, un fatto che indica la portata dell'ambizione del progetto. Anche se le prove e i dati già prodotti dal progetto Tall Wood probabilmente aumenteranno la visibilità e l’implementazione del legno resiliente, l’obiettivo del team del progetto è quello di codificare la conoscenza che ha prodotto. "Il lavoro è in corso", ha spiegato Pei. "Stiamo cercando di lavorare con l'USDA, il servizio forestale e i professionisti per provare a fare il passo successivo, per introdurlo nel nostro codice edilizio nel prossimo ciclo di aggiornamento. Se tutto va bene avremo un sistema di pareti oscillanti nel nostro codice entro il 2028."