Ingegneria Civile

Il Burj Khalifa

Dopo aver parlato del Burj Al-Arab, non si può non scoprire l’altro simbolo di Dubai, il Burj Khalifa. Il Burj Khalifa è, ad oggi, l’edificio più alto del mondo con i suoi 828 metri.

La costruzione di questa meravigliosa opera ingegneristica, però, ha dovuto affrontare più di qualche difficoltà.

Le fondazioni

Il progetto delle fondazioni è stato affrontato sulla base dei grandi carichi verticali ed orizzontali a cui è sottoposto l’edificio.

I principali problemi a cui ha dovuto rispondere la progettazione delle fondazioni sono stati:

  • Scarse proprietà meccaniche del terreno
  • Grandi sollecitazioni dovute alla sismicità della zona e ai carichi da vento

La zona in cui sorge il Burj Khalifa, infatti, è considerata sismicamente attiva ed i venti della zona di Dubai possono raggiungere anche più di 200 km/h.

Si è perciò adottata una soluzione progettuale che prevedeva una platea di fondazione su pali. La platea è spessa 3.7 metri e sono stati utilizzati 192 pali dal diametro di 1.5 metri e una lunghezza che si estende per quasi 50 metri nel terreno.

Schema delle fondazioni del Burj Khalifa

Questo schema è stato necessario se si pensa alla stratigrafia del terreno della zona. Questa presenta, dopo una zona sabbiosa di piccolo spessore, rocce arenarie e siltiti dalle scarse o molto scarse qualità meccaniche.

Una fondazione di questo tipo, perciò, poteva contare sulla grande resistenza ai carichi verticali fornita dalla platea di fondazione e dalla componente attritiva laterale dei pali di fondazione. Il taglio dovuto ai grandi carichi orizzontali, invece, è affidato prettamente ai pali, che può essere calcolato in via approssimata con la teoria di Broms. Quest’ultima ipotizza una distribuzione delle tensioni orizzontali del terreno che varia in relazione al meccanismo di rotazione del palo e alle proprietà del terreno.

Esempio della teoria di Broms per terreni coesivi

Naturalmente nel caso in esame sono state impiegate più complesse analisi agli elementi finiti, modellando il terreno attraverso un comportamento non lineare, al fine di prevedere l’effettiva resistenza e l’entità dei cedimenti attesi.

La struttura in elevazione

La pianta del Burj Khalifa ha una forma ad Y ed è ispirata al fiore Hymenocallis, popolare nella zona di Dubai. La scelta della forma della sezione trasversale, però, oltre ad essere una scelta esteticamente apprezzabile, risulta strutturalmente vincente.

Pianta del Burj Khalifa

Tramite la simmetria della struttura è stato possibile progettare un edificio resistente e perfettamente bilanciato. La struttura è costituita infatti da un nucleo in cemento armato e delle pareti che seguono la direzione delle ali.

Il nucleo, posizionato al centro, garantisce resistenza torsionale all’edificio, possibile grazie al suo profilo chiuso e al grande spessore delle pareti. I setti, invece, si protraggono per quasi tutta la lunghezza delle ali e garantiscono una buona resistenza alle azioni orizzontali. Questa è necessaria se si pensa all’edificio come una grande mensola soggetta ai carichi da vento e da sisma, per contrastare i grandissimi momenti che scaturiscono da questo schema strutturale.

Proprio per diminuire le sollecitazioni derivanti da questi carichi e limitare il fenomeno del distacco dei vortici, sono state effettuate numerose prove in galleria del vento. Queste hanno portato a definirne la forma della sezione trasversale e la sua evoluzione con l’altezza.

L’andamento della sezione trasversale con l’altezza

Per ridurre al minimo il distacco dei vortici, la sezione trasversale si riduce con l’altezza. In particolare la lunghezza delle ali diminuisce progressivamente, in una configurazione a spirale.

La costruzione

Il Burj Khalifa ha avuto un tempo di costruzione molto basso, questo è dovuto anche al sistema di getto e di casseforme utilizzate. Il sistema, chiamato Jump-Forming, consiste nell’effettuare il getto all’interno di casseforme autoancorate mobili. Si procede al getto successivo una volta avvenuta la maturazione del precedente, dopo soli tre giorni.

Esempio di Jump-Forming

La temperatura del sito, però, avrebbe sicuramente creato fessure. L’intero processo di getto quindi venne effettuato di notte, aggiungendo ghiaccio all’impasto, limitando perciò l’effetto delle alte temperature sulla maturazione del calcestruzzo.

Per i livelli più alti, interamente costruiti con acciaio strutturale vennero utilizzate delle gru posizionate sulla cima dell’edificio in costruzione, che crescevano in altezza con l’edificio.

Più in alto del Burj Khalifa

La Jeddah Tower, la Dubai Creek Tower e la Sky Mile Tower sono progetti già pronti per superare in altezza il Burj Khalifa. Questa battaglia alla realizzazione dell’edificio più alto del mondo, però, ha sia molti pro che altrettanti contro. Dal punto di vista dell’ingegneria civile, però, questo non può che portare innovazione tecnologica, che può riflettersi anche in applicazioni più quotidiane ma che soprattutto regala opere così uniche ed imponenti.

Fonti
Edoardo Moretti
Studente di Ingegneria Civile all'Università di Tor Vergata in Roma. Appassionato di ponti, grandi opere e di tutto ciò che è necessario per realizzarle. Interessato anche alla musica, mi diverto a suonare pianoforte e chitarra.

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