Paper John Hancock Center - architettura

UN NUOVO MODO DI CONCEPIRE IL GRATTACIELO

1.

In un epoca in cui gli edifici richiedevano altezze sempre maggiori, il John Hancock

Center di Chicago si presenta come l’espressione delle nuove modalità e opportunità che

portarono al graduale abbandono della formula di Mies per edifici alti.

Le tradizionali strutture a telaio lasciarono infatti il posto a strutture tubolari e a

travature reticolari, espressione formali oneste del bisogno di stabilità dei grattacieli.

Un edificio con struttura tubolare è progettato come un cilindro cavo, dove la struttura

esterna è sufficientemente robusta per resistere a tutti i carichi laterali sull'edificio,

mentre gli elementi strutturali all'interno sono pensati per supportare solamente le forze

gravitazionali verticali. Questo sistema è stato introdotto dall’ingegnere

bengalese-americano Fazlur Rahman Khan mentre lavorava presso lo studio di

architettura Skidmore, Owings & Merrill (SOM) con la realizzazione del condominio

Dewitt-Chestnut di 43 piani di Chicago (1963-1966). Ma fu con il John Hancock Center

di 100 piani, oggi rinominato 875 Michigan Avenue, che Khan mostrò al mondo che il

futuro del design dei grattacieli era tubolare.

Khan fu affiancato alla progettazione dall’architetto Bruce Graham, sempre della SOM.

La costruzione dell’edificio iniziò nel 1965 e terminò nel 1969. Con i suoi 344 metri di

altezza, l’Hancock fu l’edificio più alto di Chicago fino al 1973, anno di completamento

dell’Aon Center.

L’edificio segnalò non solo una nuova stretta collaborazione tra architetti e ingegneri, ma

anche un cambio di paradigma nella progettazione dei grattacieli.

Khan in seguito utilizzò una variazione del sistema tubolare, il “tube bundle”, per la

Sears Tower (oggi Willis Tower), l’edificio più alto del mondo dal 1973 al 1998.

Oggi, le variazioni sui sistemi di tubi sviluppati da Khan sono diventate uno standard

nella progettazione di grattacieli in tutto il mondo.

LA FORMA DELL’EDIFICIO

2.

Il programma originale del John Hancock Center non prevedeva una singola torre, ma un

requisito generale di un complesso edilizio situato su Michigan Avenue che

2

comprendesse un edificio per uffici e uno per appartamenti di 90.000 m ciascuno,

2

collegati insieme con 70.000 m di strutture commerciali e parcheggi.

2

A causa dell'area relativamente piccola di 13 400 m , era evidente da un punto di vista

urbanistico che ciò avrebbe creato un sito congestionato ed opprimente, con pochissimo

spazio nella piazza al piano terra. Alla ricerca di una soluzione urbana migliore, Khan e

Bruce Graham iniziarono a concepire l’idea di unire i vari spazi in un unico grande

edificio di 100 piani, che avrebbe garantito un ampio ambiente urbano al livello della

strada (Fig. III).

Ideare una struttura stabile ed economica, che allo stesso rispettasse i requisiti

architettonici, costituiva una grandiosa sfida ingegneristica. È in questo momento che

Khan, invece di utilizzare un sistema convenzionale di telaio in acciaio, pensò di fare

affidamento su un sistema strutturale tubolare. Spingendo la maggior parte degli

elementi strutturali verso il perimetro la quantità di acciaio si sarebbe ridotta di quasi il

50%, abbassando i costi di costruzione e creando interni più aperti. 5

Fig. IV. Confronto tra il progetto architettonico originale e

quello finale (IABSE journal J-16/82; 1982)

Il sistema strutturale fa sì che tutte le colonne esterne, collegate ai

grandi controventi diagonali a X nel piano delle colonne, agiscano

come un muro portante rigido. I carichi verticali vengono

gradualmente ridistribuiti su tutte le colonne attraverso le grandi

diagonali d'acciaio (Fig. IV). Le diagonali, le colonne e le travi di fascia

media si incontrano tutte sulle rispettive linee centrali, eliminando così

eventuali momenti secondari causati dall'eccentricità. Pesanti tiranti

sono stati posizionati ai livelli in cui le diagonali intersecano le colonne

angolari in modo che la struttura non si estendesse verso l'esterno a

quel livello. A causa di questa distribuzione uniforme dei carichi, tutte

le colonne esterne su ciascuna faccia sono state realizzate con

dimensioni uguali (9,14 x 9,14 cm). La struttura dell’edificio, secondo le

parole di Khan, può essere meglio descritta come un “tubo reticolare

ottimale di colonne e diagonali”. Fig V. Schema di distribuzione dei carichi

(CTBUH Journal; 2000) 6

L’iconica forma dell’edificio, caratterizzata da una graduale rastremazione verso l’alto,

deriva da un’esigenza progettuale specifica. Permette di posizionare gli uffici - che

possono occupare spazi più profondi, lontani dalle finestre - nei piani inferiori del

grattacielo, mentre gli appartamenti - che richiedono necessariamente l’illuminazione

naturale delle finestre - nei piani superiori, di dimensioni ridotte. Questa forma rese

possibile la diminuzione graduale della grandezza dei piani senza l’interruzione del

comportamento tubolare del sistema strutturale. Si va così a realizzare un edificio dotato

di una facciata continua, in cui gli uffici sono situati dal 18° al 41° piano, mentre il più

grande piano abitativo è situato al 46° piano. Al 94° piano è situato un osservatorio; al

95° e 96° un ristorante. Gli altri piani sono destinati a parcheggi, negozi e spazi

meccanici.

PROGETTARE LA STRUTTURA DI UN GRATTACIELO NEGLI ANNI ‘60

3.

La geometria finale della struttura è stata ottenuta utilizzando un programma che,

studiando diverse combinazione di variabili, come la spaziatura delle colonne e l’altezza

tipica del piano per il livello, ha calcolato la rastremazione richiesta rispetto all’asse.

“All’inizio degli anni ’60 le capacità dei computer erano piuttosto limitate. I computer

erano più lenti e avevano poca capacità di memoria. La SOM aveva solo un piccolo

computer (IBM 1620) con una capacità di memoria di 20.000 cifre” [Ali Mir, 2001].

Una volta completato il progetto preliminare, computer più potenti si sono occupati di

effettuare analisi raffinate della struttura sotto stress.

L'uso del computer come strumento computazionale è stato un fattore primario

nell'analisi e nella progettazione di una struttura così importante e innovativa. Agli inizi

degli anni Sessanta i moderni computer digitali erano ancora molto lenti poco sviluppati.

Ad esempio, il tempo di esecuzione per l'analisi del telaio spaziale dell’intera struttura era

circa di 21 minuti: una quantità di tempo astronomica per gli standard odierni.

Khan ha riconosciuto e sottolineato che senza l'aiuto dei computer, l'analisi raffinata e la

progettazione ottimale degli edifici super alti sarebbero impensabili, così come qualsiasi

studio parametrico su di essi. Tuttavia egli ha sempre avvertito i suoi colleghi del fatto

che un’eccessiva dipendenza dai risultati del computer potessere essere

controproducente andando ad inibire il pensiero logico.

Poiché l'edificio è così alto, una delle preoccupazioni principali di Khan era la sua risposta

dinamica alle raffiche di vento. Lo spostamento massimo di un edificio durante le

oscillazioni dipende dalla sua geometria, dai materiali di costruzione e dalle

caratteristiche di smorzamento, nonché dalla velocità del vento. Spostamenti o

oscillazioni fino ai limiti critici massimi non sarebbero pericolosi dal punto di vista

strutturale, ma sono indesiderabili per il comfort degli occupanti, soprattutto dei piani

superiori.

Per comprendere meglio la risposta dell’edificio alle forze laterali, sono stati condotti test

in galleria del vento su vari modelli, con lo scopo di determinare l'entità dei carichi statici

del vento a vari livelli. Nonostante Khan avesse concluso che le oscillazioni massime

previste nel John Hancock Center erano al di sotto del livello di disturbo, ci furono, dopo

che il grattacielo fu terminato, alcune piccole lamentele da parte degli occupanti. 7

DIBATTITO CRITICO

4.

L'accoglienza iniziale del John Hancock Center da parte della critica è stata mista. Mentre

alcuni hanno elogiato il Centro per la sua estetica forte e audace, altri si sono mostrati

meno entusiasti. Soprannominato “Big John”, il grattacielo non era infatti esente da

controversie in termini di immagine pubblica. Sia il suo sistema strutturale che l'estetica

rappresentavano un cambiamento radicale rispetto a quelli prevalenti a quel tempo.

Hancock dichiarò il dominio della tecnologia e fu inizialmente criticato in quanto

industriale, super-razionale e rappresentativo dell'architettura dell'era delle macchine. Il

critico Paul Goldberger scrisse riguardo al grattacielo:

[Il John Hancock Center] ha mostrato con orgoglio, quasi con arroganza, i

suoi rinforzi strutturali: enormi sostegni a X che tagliavano la facciata. Era

un edificio spavaldo, di enorme forza, anche se la sua forma lo rendeva un

vicino poco compatibile su North Michigan Avenue. La torre sembrava un

gigante incombente, un grande cowboy che infestava la città. Il tentativo di

Skidmore di addolcire la forma rivestendo il fondo in travertino (Fig. VI) non

è servito a molto; in verità, aggiungeva solo un tono scomodo e goffo alla

struttura

[Goldberger, 1989]

Nel 1966 Wolf Von Eckardt descrisse il John Hancock come “un brutto colosso rinforzato

in acciaio [...] che promette di sconvolgere non solo l'apparenza ma l'ecologia urbana del

centro della città” ; Herbert Newman fu più schietto, affermando che “i cento piani

sempre più assottigliati di Hancock servono principalmente come supporto per antenne

televisive da un dollaro”.

Sebbene l'edificio possa non sembrare carino o grazioso, la sua maestosa presenza,

l'aspetto di forza e stabilità accentuato dalle grandi diagonali e la leggerezza dovuta

all'esposizione del suo sistema strutturale gli conferiscono una qualità estetica insolita

che sfida la moda provvisoria del tempo e fa sì che si definisca un'architettura palese e

razionale.

Nel 1989 Graham ha scritto su questo edificio: “per noi era essenziale esporre la struttura

di questo ‘mammut’ quanto percepire la struttura della Torre Eiffel, perché a Chicago

l'onestà della struttura è diventata una tradizione.”

Nel corso degli anni, l’Hancock Center è diventato molto stimato e adorato, non

solamente dalla critica, ma soprattutto dalle persone che vivono e lavorano lì. Secondo

John Zils, “Avere una ‘diagonale’ nel proprio appartamento è diventato quasi uno status

symbol. Simboleggia