Vai alla Home Page About me Courseware Federica Living Library Federica Federica Podstudio Virtual Campus 3D Le Miniguide all'orientamento Gli eBook di Federica La Corte in Rete
 
I corsi di Architettura
 
Il Corso Le lezioni del Corso La Cattedra
 
Materiali di approfondimento Risorse Web Il Podcast di questa lezione

Sergio Pone » 6.Gridshell: il concetto di grid e shell, superfici a doppia curvatura


Gridshell: tipologia strutturale

Frei Otto, Mannheim Lattice shell, Federal Garden Exhibition, 1971

Frei Otto, Mannheim Lattice shell, Federal Garden Exhibition, 1971


Gridshell: tipologia strutturale II

Nella riduzione di peso è il segreto della maggiore resistenza delle strutture a condizione che il materiale sottratto sia compensato con l’esatta collocazione nello spazio del poco materiale che resta e quindi con lo studio della forma più giusta per le membrature resistenti. Oltre all’aspirazione alla leggerezza, la principale connotazione che accomuna le strutture resistenti per forma è, la necessità di riportare a una coerenza strutturale le morfologie sempre più complesse dei manufatti: una necessità che immediatamente cerca punti d’appoggio nell’antica disciplina della geometria.

Rispondono alla logica di resistenza per forma le strutture reticolari spaziali, in cui il materiale resistente è collocato nei punti maggiormente sollecitati, intorno è il vuoto; le grandi cupole, in cui l’obiettivo è realizzare la forma più stabile possibile utilizzando sottili aste d’acciaio; i gusci in calcestruzzo armato, che con lamine resistenti dello spessore di pochi centimetri consentono di realizzare superfici a doppia curvatura capaci di coprire spazi di grande dimensione, le strutture a reti di cavi e le strutture auto-tendenti, in cui si privilegia l’utilizzo degli elementi tesi rispetto a quelli compressi per ottimizzare al massimo le prestazioni dell’acciaio.

Attacco a terra della Mannheim Lattice Shell

Attacco a terra della Mannheim Lattice Shell


Gridshell: tipologia strutturale III

La gridshell nasce dall’ibridazione tra due comportamenti strutturali: il graticcio (grid) e il guscio (shell), ibridazione che si riflette nella commistione di due famiglie di forme apparentemente inconciliabili: quelle rigidamente cartesiane dei graticci con quelle morbidamente curvilinee dei gusci. Essa è correntemente realizzata in acciaio o in legno ma le due varianti sono molto diverse soprattutto in relazione al modo in cui sono realizzate. Le gridshell in acciaio, di cui sono massimi interpreti gli ingegneri tedeschi Schlaich e Bergermann*, possono essere realizzate secondo tecniche esecutive convenzionali mentre l’equivalente in legno si può realizzare in due fasi: la prima, la tessitura, consente di creare la lamina attraverso l’assemblaggio degli elementi lineari in una trama e un ordito regolari, la seconda, la manifattura, consente di “cucire” il tessuto secondo la forma desiderata. Tutto è generale, regolare e ripetitivo durante la fase di tessitura, tutto è particolare, diverso e unico nella manifattura. La tessitura ha le caratteristiche della produzione industriale, la manifattura quelle dell’azione artigianale. La tessitura interpreta l’anima razionalista e cartesiana del grid, la manifattura rappresenta la parte organica dello shell. Ognuna delle due non può esistere senza l’altra.

*Schlaich Bergermann und Partner sono gli autori, ad esempio, della gridshell realizzata da Massimiliano Fuksas per la Fiera di Milano.

Gridshell: tessitura e deformazione

La forma finale della gridshell non dipende solo dal “taglio e cucito” del graticcio piano ma anche dalla sua deformazione, quindi la forma finale deve necessariamente seguire le regole precise connesse alla natura stessa del materiale e alla capacità di deformazione del “tessuto strutturale” di partenza. Questo tipo di costruzione si ispira al modo di lavorare il bamboo di alcune popolazioni del terzo mondo ma è debitore anche alla sapienza costruttiva necessaria per la realizzazione degli scafi in legno e deve la sua esistenza al genio di Frei Otto e ai suoi studi sui tessuti e sulle loro deformazioni nelle tensostrutture.

Questo tipo di costruzione, inoltre, consente di spingere la sperimentazione strutturale nella direzione della sostenibilità poiché le singole bacchette di legno possono essere giuntate mediante collegamenti metallici escludendo l’uso dei collanti chimici, a vantaggio della reversibilità del sistema e della sostituibilità delle singole parti, il che determina principalmente la garanzia, alla fine del ciclo di vita, di poter smaltire ecologicamente il legno di cui si compone (Edward Cullinan conquista il primo premio del Wood Awards 2003 con la sua gridshell utilizzata come struttura portante del Weald & Downland Museum finito di costruire nel 2002 nel Sussex).

Weald & Downland Museum, 2002, Sussex

Weald & Downland Museum, 2002, Sussex


Gridshell: casi studio

Frei Otto, Mannheim Lattice shell, Federal Garden Exhibition, 1971, vista dal satellite

Frei Otto, Mannheim Lattice shell, Federal Garden Exhibition, 1971, vista dal satellite


Gridshell: casi studio II

Per la Mannheim Lattice Shell, furono utilizzati 72 km di assicelle di abete canadese collegate tra loro in una griglia a doppio strato, per una superficie complessiva di 4700 m2. La griglia è stata portata alla sua particolare forma tridimensionale facendo uso di impalcature a torre; una volta in posizione i nodi sono stati bloccati e fissati ai piloni; quindi la pelle è stata solidarizzata alla struttura mediante un sistema di cavi, che hanno anche funzione di controvento.

Il carico è trasferito ai nodi per l’attrito indotto dai bulloni; la forma della struttura e il suo sistema di giunzioni è tale per cui un carico verticale uniformemente distribuito determina solo sforzi di compressione nelle aste; la spinta laterale del vento o quella asimmetrica della neve è comunque assorbita dal sistema di cavi che corre in diagonale rispetto alla griglia.

Frei Otto, Mannheim Lattice shell, Federal Garden Exhibition, 1971

Frei Otto, Mannheim Lattice shell, Federal Garden Exhibition, 1971


Gridshell: casi studio III

Collegamento tra la gridshell e l’arcone di bordo

Collegamento tra la gridshell e l'arcone di bordo


Gridshell: casi studio IV

Collegamento tra la gridshell e il pilastro metallico

Collegamento tra la gridshell e il pilastro metallico


Gridshell: casi studio V

La spinta laterale del vento o quella asimmetrica della neve è assorbita dal sistema di cavi che corre in diagonale rispetto alla griglia. Il Mannhein Lattice Shell mette in luce le straordinarie potenzialità di questa tipologia strutturale, in seguito definita Gridshell, particolarmente interessante perché presenta un rapporto tra leggerezza e resistenza molto vantaggioso; inoltre evidenzia come negli anni Settanta esistesse ancora molto da sperimentare nella cultura costruttiva del legno, forse prematuramente abbandonata, soprattutto in Europa, a vantaggio delle concorrenti strutture in acciaio e in calcestruzzo armato. La grande curiosità intellettuale e l’atteggiamento naturalmente sperimentale di Frei Otto generano, anche in questo settore (come peraltro in quello delle tensostrutture), un’opera che risulterà paradigmatica per le generazioni successive. E forse non è un caso che sia proprio Otto a “inventare” questo modo di costruire utilizzando l’esperienza ventennale accumulata nell’osservazione di come si deformano trama e ordito dei tessuti delle sue tensostrutture quando sono portati ad assumere una forma a doppia curvatura.

Frei Otto, Mannhein Lattice Shell per la Federal Garden Exhibition, 1971

Frei Otto, Mannhein Lattice Shell per la Federal Garden Exhibition, 1971


Gridshell: casi studio VI

Il blocco del ristorante: si nota il raddoppio di alcune aste

Il blocco del ristorante: si nota il raddoppio di alcune aste


Gridshell: casi studio VII

Il percorso sospeso e l’appoggio sui pilastri

Il percorso sospeso e l'appoggio sui pilastri


Gridshell: casi studio VIII

Edward Cullinan, Downland Gridshell per il Weald & Downland Open Air Museum, Sussex, 2002

Edward Cullinan, Downland Gridshell per il Weald & Downland Open Air Museum, Sussex, 2002


Gridshell: casi studio IX

La quercia verde è stata scelta per il Weald & Downland Open Air Museum per l’alto contenuto di umidità che conferisce agli elementi costruttivi grande flessibilità, essenziale durante il processo di curvatura in entrambi i sensi delle assicelle. Una volta assunta la posizione finale, l’essiccamento naturale ha reso stabile la struttura. Il tetto, con la sua griglia montata contiene 12 tonnellate di legname. Le assicelle sono poste sui supporti per formare il primo strato della griglia. Il giunto è realizzato con due piastre d’acciaio galvanizzato serrate con quattro bulloni esterni. Uno spinotto in acciaio collega le due assicelle interne, appositamente forate, mentre le due esterne sono intere per meglio seguire la curvatura della struttura. Dopo circa 3 settimane di progressive deformazioni, la copertura ha raggiunto la forma desiderata. Questo progetto dimostra, come spesso Franco Laner ha scritto e le costruzioni navali dimostrato, che il legno si presta molto bene a essere utilizzato nei regimi di coazione, curvato e sottoposto a presollecitazioni che ne incrementano la capacità portante. E ancora adotta il principio della tessitura e degli elementi semplici che solo tramite l’assemblaggio assumono forme complesse e particolarmente resistenti.

Conclusioni

La singolarità di questo tipo di strutture risiede soprattutto nel fatto che la sagomatura avviene in cantiere dove il graticcio di legno viene assemblato in forma piana sul terreno e poi progressivamente sollevato in alcuni punti per attribuirgli la forma finale. Questa modalità costruttiva fa leva sulla grande elasticità del legno e quindi sulla sua disponibilità a essere deformato anche in maniera sensibile senza spezzarsi, ma flettendosi dolcemente e cambiando la geometria delle maglie che da quadrate diventano leggermente romboidali; ma soprattutto si tratta di una tipologia strutturale che sembra ibridare tutti i comportamenti delle strutture resistenti per forma.
Altro punto fondamentale risiede nel fatto che il progetto col legno dovrebbe essere progetto di  sostituibilità. Parti o elementi sostituibili garantiscono la durabilità dell’opera. La gridshell sembra rispondere a questo obiettivo proprio grazie alle sue giunzioni a secco.

  • Contenuti protetti da Creative Commons
  • Feed RSS
  • Condividi su FriendFeed
  • Condividi su Facebook
  • Segnala su Twitter
  • Condividi su LinkedIn
Progetto "Campus Virtuale" dell'Università degli Studi di Napoli Federico II, realizzato con il cofinanziamento dell'Unione europea. Asse V - Società dell'informazione - Obiettivo Operativo 5.1 e-Government ed e-Inclusion