STRUTTURA, SCALA ARCHITETTURA

Se si costruisce una macchina grande mantenendo tra le singole parti il rapporto che hanno in una macchina più piccola e se questa resiste allo sforzo cui è sottoposta, non vedo perché non possa resistere anche la macchina grande ».
Questa affermazione di Sagredo fu contestata da Galileo che dimostrò come ogni aumento di dimensione sia accompagnato da una diminuzione di efficienza anche se vi sono strutture con comportamenti diversi, in linea di massima, ogni struttura ha una sua dimensione massima e una minima e la dimensione ottimale e fra questi estremi; il determinarlo esattamente permetterà la sua massima efficienza ».
Gli effetti prodotti dalle costruzioni a grande scala sono apparsi spesso difficilmente prevedibili. Controverse sono le valutazioni date di volta in volta rispetto all’efficienza dei « giganti », quali le super-petroliere, i macchinari per miniere, le megacentrali elettriche e tutte quelle strutture aventi una simile economia di scala.
Gli edifici alti, che costituiscono uno degli esempi più facilmente a portata del nostro occhio, sono stati e continuano ad essere oggetto di numerose analisi. A partire dalle polemiche del 1891, nate in occasione della costruzione della Tour Eiffel a Parigi, molti sono stati gli interrogativi successivamente sorti.
La congestionata realtà urbana entro la quale la maggior parte della gente è costretta a vivere, insidiata costantemente da un inquinamento ormai endemico, obbliga a guardare « all’uso del territorio, dell’energia, del costo delle costruzioni ad alta densità », non perdendo di vista la salvaguardia della salute ambientale.
Nei « Discorsi intorno a due nuove scienze », scritti da Galileo nel 1638, Sagredo esprimeva l’opinione più diffusa nel ‘600 sul rapporto fra dimensione e struttura, ritenuto costante, (Galileo confutò questa affermazione dicendo che la dimensione di un organismo o di un oggetto qualsiasi ha un’influenza decisiva sulla sua struttura e funzione.
Dimostrò questa sua teoria con la massima chiarezza e con un grande numero di disegni presi da strutture animate e inanimate.
Disse: « L’impossibilità di accrescere notevolmente la dimensione delle strutture sia in arte che in natura è evidente, come è altrettanto impossibile costruire navi, palazzi o templi enormi in modo che i remi, i cortili, le travi, i bulloni di ferro e, in breve, tutte le parti rimangano unite.
La natura non può produrre alberi eccezionalmente grandi perché i rami si romperebbero sotto il proprio peso; parimenti, sarebbe impossibile comporre le strutture ossee di uomini, cavalli o di altri animali sottoposti ad un enorme aumento di statura, in modo che possano svolgere le loro normali funzioni, perché questo aumento richiederebbe del materiale più duro e resistente del solito, oppure le dimensioni delle ossa dovrebbero essere aumentate al punto da conferire un aspetto mostruoso agli animali stessi.
Per illustrare ciò in breve, ho disegnato un osso, aumentando di tre volte la sua lunghezza originale e moltiplicandone lo spessore in modo che possa compiere la stessa funzione che svolge, in un animale proporzionatamente grande, l’osso piccolo nell’animale piccolo.
Da questi disegni si può chiaramente vedere quanto appaia sproporzionato l’osso grande. E’ evidente dunque che, se si desidera mantenere in un gigante la stessa proporzione degli arti come in un uomo normale, occorre trovare un materiale più duro e resistente per le ossa, oppure bisognerà accettare una diminuzione della forza del gigante ».
In quest’opera rimarchevole, Galileo formula l’idea di una dimensione massima per le strutture. Dice: « Tra i prismi pesanti o i cilindri di forma uguale, vi è uno e soltanto uno che, sotto lo sforzo del proprio peso, si trovi al limite del punto di rottura; uno appena più grande non sopporterebbe il carico del proprio peso e si romperebbe, mentre tutti quelli di dimensione minore riescono a resistere ad ulteriori forze che tendessero a romperli ».
Se annienta la dimensione aumenta l’inefficienza?
I principi concernenti gli effetti della grandezza, stabiliti da Galileo, sono stati da allora sviluppati ed elaborati in molti campi, come la biologia, la matematica, la filosofia e l’ingegneria. Sir D’Arcy Wentworth Thompson cita molti esempi da questi campi nella sua opera « Sulla crescita e la forma ».
Dice: « In meccanica elementare, studiamo il caso semplice di due travi uguali sostenute alle due estremità, che non reggono altro peso che il proprio.
Tendono a flettersi o a cedere verso il basso entro i limiti della loro elasticità, proporzionatamente ai quadrati delle dimensioni lineari; se un fiammifero è lungo due pollici e una trave similare è lunga 6 piedi (cioè 36 volte tanto), questa cederà tutto il proprio peso 1300 volte più dell’altro.
Per equilibrare questa tendenza, man mano che la dimensione di un animale aumenta, gli arti tendono a diventare più grossi e più corti e lo scheletro si fa più massiccio e pesante; le ossa costituiscono circa l’8% del corpo di un topo o di uno scricciolo, il 13 o 14% in un’oca o in un cane e il 17 o 18% del corpo di un uomo.
L’elefante e l’ippopotamo non sono soltanto grossi ma anche goffi, e l’alce è necessariamente meno aggraziato della gazzella.
E’ interessantissimo, d’altra parte, osservare quanto poco le proporzioni scheletriche di una piccola focena differiscano da quelle di una grande balena, perfino nelle membra e nelle ossa delle membra; questo perché l’influenza totale della gravità in entrambe è insignificante, o quasi ».
Sulle limitazioni d’altezza Thompson osserva che l’albero alto tende a piegarsi sotto il proprio peso e cita Greenhill che dimostrò come un pino della Columbia Britannica alto 221 piedi (67 m) e con un diametro di 21 pollici (53 cm) alla base, non avrebbe potuto superare un’altezza di 300 piedi (91 m), esattamente il limite previsto da Galileo per la crescita degli alberi.
Analogie con l’albero ad alto fusto si ritrovano nel faro di Smeaton e nella torre Eiffel, i cui profili seguono una curva logaritmica in modo che la forza strutturale sia uniforme in tutta la loro altezza.
«Dagli esempi finora citati, sembrerebbe che ogni aumento di dimensione sia accompagnato da una diminuzione di efficienza. Questo non è sempre vero, e vi sono molte strutture la cui aumentata efficienza dovuta ad un aumento di volume con una proporzionale diminuzione di superficie, raggiunge i limiti della resistenza dei materiali.
Se prendiamo in considerazione due obelischi simili di dimensioni diverse, possiamo dimostrare che finché non si supera la resistenza del materiale, l’obelisco più grande reggerà sotto venti che faranno cadere il più piccolo, e nel caso di camini simili, sarà molto probabile che il più grande resista ad una tempesta più di quanto non possa resistere il più piccolo.
In questi casi, le forze che causano la caduta sono proporzionali alle superfici esposte al vento, mentre le forze stabilizzatrici sono proporzionali ai volumi, poiché ogni aumento di dimensione è accompagnato da un aumento sproporzionatamente maggiore del volume rispetto all’area, queste strutture diventano più stabili man mano che aumenta la loro dimensione. »
Vi è anche un certo numero di strutture le cui prestazioni non cambiano per un’ampia gamma di dimensioni, come per esempio un serbatoio per liquidi.
Il grafico (figura 3) indica il peso per gallone contenuto man mano che la capacità aumenta; il peso è costante per un grande tratto.
Vi sono anche delle strutture le cui prestazioni seguono delle curve tipicamente ottimali con i punti di massima efficienza che non corrispondono né alle dimensioni minime né alle massime.
Nel 1947, dopo aver letto « Sulla crescita e la forma » mi convinsi che scale diverse richiedono strutture diverse. Fu eseguito uno studio su come questi principi si possano applicare alle strutture dell’ingegneria moderna. Il primo studio è un confronto tra le campate di diversi tipi di strutture di ponti (fig. 1, pag. 36). Ogni tipo ha un limite massimo e uno minimo.
La massima campata a travi e di 860 piedi mentre la travatura reticolare semplice è stata usata per campate di 720 piedi e la travatura reticolare continua è stata usata per una campata di 1000 piedi. In seguito, la campata continua a crescere rapidamente, l’arco raggiunge i 1600 piedi, il ponte a mensola 1800 piedi e infine il ponte sospeso raggiunge attualmente un massimo di 4200 piedi e si prevede che possa raggiungere circa 10.000 piedi (3.000 m).
E’ chiaro perciò che, a certi limiti, il sistema strutturale debba essere cambiato.
La ragione di un limite massimo ai sistemi strutturali è evidente se si confrontano i pesi dei ponti ferroviari di lunghezze diverse (fig. 2, pag. 36). Si calcola che la struttura di una campata di 150 piedi pesi 4.500.000 libbre, che significa un aumento di peso undici volte superiore.
La curva del grafico indica che con una campata di 600 piedi, l’aumento di peso cresce rapidamente per ogni aumento di lunghezza e si pensa che la campata massima per questo tipo di costruzione non superi di molto i 700 piedi (243 m).
Lo scheletro in acciaio di edifici a molti piani si comporta nello stesso modo. Un edificio con otto piani richiede 10 libbre di acciaio per ogni piede quadrato, mentre un edificio con 100 piani ne richiede 30.
Per tirare le conclusioni si può dire che ogni struttura ha una dimensione massima e una minima.
Per esempio, nelle strutture dei ponti esiste uno spazio tra i 400 e i 700 piedi in cui viene usato indifferentemente un tipo o un altro, ma oltre i 2000 piedi regna sovrano il sistema a sospensione, mentre al di sotto dei 400 piedi il ponte a sospensione ha un’efficienza minima.
Come risultato finale, si può dire che la dimensione ottimale è tra questi estremi e il determinarlo esattamente permetterà la sua massima efficienza.

Scala e ambiente
Le costruzioni a grande scala determinano degli effetti positivi e negativi sia dal punto di vista dell’ambiente sia da quello estetico.
Questi effetti sono spesso complessi e difficili da valutare in anticipo, come dimostra il caso delle super-petroliere. I loro fautori sostengono che più la petroliera è grande, più diminuisce il costo del trasporto del greggio e, di conseguenza, il prezzo dei prodotti petroliferi diminuirà.
Coloro che criticano le grandi petroliere, d’altra parte, affermano che con l’aumento delle dimensioni aumenteranno anche i problemi riguardanti il lavaggio delle stive e l’inquinamento dell’acqua.
Nel 1959 fu costruita la prima petroliera da 100.000 tonnellate (pescaggio 49 piedi), e da allora abbiamo rapidamente raggiunto le 200.000 e le 300.000 tonnellate. Esiste il progetto di una petroliera da 500.000 tonnellate, e corrono voci che una compagnia petrolifera abbia preso in considerazione delle petroliere da 800.000 tonnellate.
Si pensa che sia tecnicamente possibile costruire delle petroliere da un milione di tonnellate. Nell’industria delle petroliere esistono economie di scala sia allo stadio della costruzione sia a quello operativo.
La tabella dimostra la riduzione nel costo del trasporto del petrolio man mano che aumenta la dimensione della petroliera.
Risulta chiaramente da questa tabella che il costo del trasporto diminuisce coll’aumentare della dimensione della petroliera. Un aumento di dimensione da 100.000 a 200.000 tonnellate riduce il costo dell’11,2%, mentre un aumento da 200.000 a 300.000 tonnellate riduce il costo soltanto dello 0,4%.
Una delle ragioni di questa diminuzione nei profitti sta nel fatto che i proprietari delle petroliere ne limitano il pescaggio man mano che ne viene aumentata la dimensione per accrescere la flessibilità operativa della petroliera stessa. Naturalmente più è basso il pescaggio, più porti potrà toccare la petroliera.
Il macchinario per miniere ha una economia di scala simile. Delle enormi scavatrici che pesano migliaia di tonnellate e che spostano la terra per centinaia o migliaia di piedi, permettono di rimodellare il terreno con costi minori, di creare laghi e canali, di rimuovere un terreno di copertura alto centinaia di piedi dal carbone e dal minerale grezzo.
La scavatrice a benna mobile (fig. 5, pag. 37) pesante 15.000 tonnellate, ha una capacità di benna di 220 iarde cubiche un braccio lungo 310 piedi e può spostare del materiale su una superficie di oltre 1000 piedi in un solo ciclo.
E’ la più grande scavatrice del mondo, e la sua capacità annua è di 60.000.000 di iarde cubiche. Sposta la terra per circa 10 centesimi di dollaro per iarda cubica, circa 1/10 del costo per spostarla con una macchina piccola.
La scavatrice a ruota usata nell’estrazione di carbone, ha un’altezza di 200 piedi e una capacità di oltre 10.000 iarde cubiche al giorno (fig. 7, pag. 37).
Le grandi scavatrici portano alla produzione di camion enormi che possono trasportare centinaia di tonnellate di materiale in una sola volta.
Il camion usato per l’industria mineraria, ha una capacità di 250 tonnellate ed è lungo 42 piedi, largo 26 piedi e alto 18 piedi. Questo macchinario di dimensioni cosi grandi è giustificato anche dalla riduzione dei costi operativi e di costruzione.

Utili al 70% le mega-centrali elettriche
Le aziende elettriche costruiscono delle centrali sempre più grandi, nella ricerca di una economia di scala, ma una recente relazione dell’Amministrazione Federale dell’Energia (FEA) indica che questa strategia può avere effetti negativi.
Secondo la FEA, le centrali di questo tipo sono disponibili all’uso solo per il 70% del tempo, il che significa che le aziende devono costruirne tre per avere il lavoro di due.
Un’efficienza migliorata non internazioni forzate di un punto nella percentuale potrebbe significare un risparmio nei costi di costruzione, risparmio che toccherebbe 1,8 miliardi di dollari nel 1980.
Tra tutti i pro e i contro della ricerca attuale di fonti energetiche alternative, è sorta una nuova controversia, collegata all’energia: se costruire o no delle linee di trasmissione di 765 kilevolt.
Vi sono alcuni inconvenienti: a parte il problema visivo di torri alte da 140 a 200 piedi, le linee possono produrre un inquinamento sonoro, generare dell’ozono, causare delle scosse elettriche dovute a correnti indotte e creare anche dei notevoli campi elettrostatici e elettromagnetici con effetti negativi sugli organismi viventi, incluse le piante.
Tali reti a voltaggio cosi elevato, come 765 kV, permetteranno di trasportare più energia in aree più estese a prezzo inferiore. Per esempio, occorrerebbero cinque linee a 345 kV per trasportare la stessa energia di una sola linea a 765 kV. Ma nello stesso tempo, si avrebbero gli inconvenienti di cui sopra.
Un’alta concentrazione di ozono causa probabilmente più danni alla vegetazione di qualsiasi altro elemento inquinante dell’aria e può avere degli effetti dannosi sulla salute umana.
Dal punto di vista ecologico, gli esempi succitati possono avere degli effetti altamente distruttivi o portare grandi benefici quando il loro uso viene attentamente controllato. Grandi costruzioni possono portare a cambiamenti di ambiente su vasta scala.
Nella costruzione di petroliere gigantesche, il pericolo del versamento del petrolio e della distruzione della petroliera stessa dovuta ad incidenti, deve essere attentamente vagliato.
Nell’ambiente in cui viviamo e in cui costruiamo, dobbiamo esaminare attentamente l’uso del terreno, dell’energia e il costo di costruzioni a bassa densità rispetto a quelle ad alta densità, i complessi multi-funzionali nei centri urbani.
Dovremmo prima di tutto preoccuparci di proteggere la salute umana dal rumore, dall’inquinamento dell’aria e dell’acqua.

Scala ed estetica
Le grandi strutture di ingegneria e meccanica hanno avuto un’influenza enorme su un certo campo dell’arte contemporanea. Esistono molti esempi: uno ovvio e l’influenza della scultura minimal; un altro è l’influenza dell’opera di Frei Otto sulla Valley Curtain di Christo.
Le migliori macchine sono anche delle opere d’arte e le persone che s’interessano d’arte dovrebbero andare a vedere queste macchine colossali, specialmente quando sono in moto, come andrebbero a visitare un museo. Si è discusso molto sugli effetti che le grandi strutture hanno su città e paesaggi.
La polemica più famosa è sorta dopo la costruzione della torre Eiffel nel 1891.
A quell’epoca fu considerata da molti una mostruosità fuori scala in rapporto alla città. Oggi è considerata da molte persone il simbolo di Parigi. Io penso che gli edifici giganteschi un giorno simboleggeranno Chicago.
Il bellissimo ponte sul Bosforo, con la sua arcata di 3.500 piedi, le torri alte 540 piedi e il piano stradale a 206 piedi sopra l’acqua, cosi stupefacente per la sua dimensione in confronto a Istanbul, sta rapidamente diventando il simbolo della città. Le costruzioni colossali summenzionate sono esempi insoliti.
Una città può averne soltanto un numero limitato prima che sorga il problema visivo di come inserirle in un rapporto armonico tra di loro. Vi possono essere delle strutture fuori scala o estranee alle condizioni esistenti.
Ne sono un esempio le autostrade americane costruite in aree urbane che possiedono tutti gli attributi negativi: rumore, inquinamento dell’aria, come anche un’intrusione esteticamente disastrosa nell’ambiente circostante.
Esiste cosi il problema generale di come inserire strutture nuove in armonia con l’ambiente. Un problema di questo genere fu posto dal concorso per il ponte Garibaldi a Roma. Nella nostra proposta, presentata al concorso, abbiamo adattato con molta cura la scala e la forma della struttura al luogo e alle caratteristiche della città e dei suoi dintorni. Il progetto fu disegnato con James Ferris, Bruno Zevi e Carlo Cestelli-Guidi.
Un altro esempio è dato dall’edificio del giornale Republic nella città di Columbus, Indiana, che mostra come la dimensione, la scala, il colore e l’eleganza di un edificio piccolo l’hanno reso adatto per una città piccola.
I problemi degli edifici alti di cui si è parlato nella parte precedente, in rapporto all’edificio alto. Le strutture in muratura danno un’efficienza massima in edifici bassi in cui lo spessore che i muri devono avere per offrire una protezione adeguata contro gli elementi è sufficiente per sostenere i piani e il tetto.
L’altezza massima di una struttura in muratura fu quella dei sedici piani del Monadnock Building costruito a Chicago nel 1891 da Burnham e Root. I suoi muri hanno uno spessore di 6 piedi alla base, che diminuisce gradualmente piano per piano fino a raggiungere i 30 pollici.
Le colonne interne sono di ghisa; i muri perimetrali sono portanti, stabilizzando la struttura con la loro massa. Una ossatura di cemento armato è una struttura monolitica in cui tutti i pesi verticali sono portati dalle colonne, mentre i pesi orizzontali sono retti da colonne rinforzate da travi e traverse.
Una caratteristica di questo tipo di struttura — di cui il Promontory Apartment Building costruito a Chicago nel 1948 da Mies van der Rohe è un buon esempio — consiste nel fatto che lo spessore del pavimento può rimanere invariato per ogni piano, mentre le colonne e le travi devono aumentare nei piani inferiori a causa dell’aumento dei pesi verticali e orizzontali.
L’ossatura interna permette una grande flessibilità poiché gli elementi verticali sono relativamente piccoli e isolati: ma l’aumento delle dimensioni degli elementi principali nei piani inferiori di edifici alti tende ad interferire nell’uso e nella flessibilità dello spazio interno e, di conseguenza, il limite pratico dell’altezza per questo tipo di struttura si aggira intorno ai venticinque piani.
Nel 1953 completai una tesi di laurea che portava il titolo: « L’edificio alto e l’effetto-scala ».
Formulando la teoria che una struttura cambia con l’aumento di scala, proposi il disegno di un edificio in cemento armato di 86 piani, nel momento in cui l’edificio in cemento armato più alto del mondo era di 36 piani.
Contemporaneamente proposi degli schemi per alcune costruzioni in acciaio. In seguito, Fazlur Khan ha rigorosamente considerato e sviluppato uno studio di schemi strutturali comparati per edifici in acciaio di altezze diverse.
L’edificio per uffici di 86 piani ha una grande super-struttura di colonne esterne che reggono sei piattaforme entro le quali una serie secondaria di strutture dovrebbero reggere i piani.
Alcuni elementi strutturali subiscono una diminuzione della loro sezione per tutta l’altezza dell’edificio. Le colonne formano delle campate di 140×108 piedi. Nel punto in cui le colonne e le travi s’intersecano, degli archi sopportano le forze accresciute in questi punti di congiunzione.
Tra ognuna delle sei piattaforme orizzontali vi sono quindici piani intermedi, sette dei quali sono appesi alla piattaforma superiore e gli altri sette sono retti dalla piattaforma inferiore.
Gli elementi di sospensione e di appoggio formano delle campate regolari di 28×47 piedi. Il piano centrale di ogni serie di quindici piani sarà senza colonne, poiché il suo pavimento è retto e il soffitto è sospeso. Questo tipo di struttura offre il vantaggio, rispetto ad una costruzione tradizionale, di ridurre il numero e la dimensione delle colonne interne, che non sono in effetti superiori a quelli richiesti da un edificio di sette piani.
Se si confronta la pianta del pianterreno con quella di una costruzione tradizionale, si nota che nella costruzione tradizionale le colonne riducono qualsiasi possibilità di pianificazione interna flessibile.
Allora sembrava che un aumento dell’altezza totale di un edificio richiedesse un numero maggiore di ascensori e che questo ponesse un limite all’altezza. Sebbene la struttura potesse in teoria estendersi in altezza, il vano per lo ascensore assorbiva un’area eccessiva del pavimento nel primo super-piano, il che impediva di usare questo spazio per uffici. In questi ultimi tempi si è preso in esame, sviluppandolo, il problema degli ascensori in edifici alti. Gli ascensori a due piani e gli atri sospesi nel World Trade Center.
La figura presenta una serie di studi per grattacieli in acciaio in cui la copertura esterna diventa l’elemento portante e resistente al vento, di ogni piano. Di conseguenza, lo spazio interno ad ogni piano potrebbe essere completamente senza colonne.
La differenza del materiale usato, in questo caso l’acciaio, in confronto allo studio di strutture di cemento armato rinforzato, si evidenzia nella diversità di espressione architettonica.
Da quando furono fatti questi studi nel 1953, Chicago ha assistito ad uno sviluppo eccezionale e alla costruzione di grattacieli con sistemi strutturali progrediti. La domanda per spazi senza colonne è in aumento.
E’ impossibile, in un edificio di cemento armato, creare uno spazio largo 40 piedi senza colonne, usando la struttura tradizionale trave-colonna per reggere i pesi laterali. Il costo della struttura sarebbe così elevato e lo spessore del pavimento cosi grande, che una tale soluzione si porrebbe automaticamente al di fuori del mercato competitivo.
Ma il sistema tubolare offre una soluzione efficiente ed economica. L’Europoint a Rotterdam, Olanda, esprime il sistema strutturale tubolare. Il complesso consiste di tre grattacieli per uffici, tutti con lo stesso sistema strutturale. Il secondo grattacielo fu completato nel 1975. Il progetto degli edifici è di Skidmore, Owings & Merrill, con Myron Goldsmith, socio incaricato del disegno, e William Dunlap e George Jarik, soci incaricati dell’amministrazione.
I muri esterni hanno 13 campate da 3,60 m= 46,80 m e 9 campate da 3,60 m = 32,40 m, e ogni edificio contiene 20 piani per uffici.
Gli edifici offrono un elegante contrasto con il carattere della città che ha case basse.
E’ in preparazione un terzo edificio con 36 piani per uffici, con un’altezza totale di 146,10 m. acciaio altissimi, l’unica limitazione imposta riguarda la pianificazione e la necessità che la proporzione dell’altezza rispetto alla larghezza minima non superi all’incirca l’otto a uno.
Fu anche affrontata la necessità di trovare una struttura in cemento armato ugualmente efficiente; i tubi a costruzione reticolare furono sostituiti dal cemento armato.
L’edificio fu disegnato nel 1968 come tesi di laurea all’Illinois Institute of Technology da Robert L. Hodgkison e Myron Goldsmith, Fazlur Khan in qualità di consulenti principali. Gli studi preliminari furono condotti su un’altezza campione di 1300 piedi, con una proporzione tra altezza e larghezza non superiore al rapporto 7 a 1, da cui consegue una larghezza minima di 180-190 piedi.
Lo scopo di questa tesi era di trovare una soluzione strutturale economica a questo problema che, espressa sulla facciata, desse un disegno esteticamente soddisfacente. Gli studi portarono ad un progetto disegnato con 116 piani oltre il terreno, un’altezza di 1436 piedi, una superficie di 220 piedi quadrati con una proporzione tra altezza e larghezza di 6 a 5, incluso l’atrio d’ingresso del pianterreno, 108 piani per uffici, 6 piani per gli impianti e un ristorante al livello 113.
Problemi degli edifici bassi Un perfezionamento simile per le strutture basse può essere notato in alcuni degli edifici di Skidmore, Owings & Merrill: gli hangars per la manutenzione e il lavaggio della United Airlines a San Francisco, di cui Myron Goldsmith fu ingegnere principale per la struttura, l’edificio del giornale Republic a Columbus, Indiana (in questa pagina), e l’edificio amministrativo della United Airlines vicino all’aeroporto O’Hare nell’iIlinois. Qui fu usato un minimo di acciaio e cemento.
La scala dei sistemi strutturali e dei particolari è direttamente proporzionata alla dimensione degli edifici, alle esigenze funzionali e alla necessità di flessibilità.
Per quello che riguarda la rimessa UAL di San Francisco, vennero esaminati alcuni schemi che presentavano approssimativamente la stessa economia, ma la scelta finale fu fatta in base alle caratteristiche architettoniche ed estetiche. Di solito l’architetto ha buone possibilità di curare l’aspetto formale di un progetto anche se deve tener conto di strettissime limitazioni economiche.
L’edificio del giornale Republic, nella County Courthouse Square, è situato in una zona urbana rinnovata. La pianta dell’edificio è stata disegnata in relazione ai requisiti strettamente funzionali della produzione di un quotidiano.
L’espressione funzionale è stata raggiunta mostrando la macchina da stampa stessa quale elemento visivo principale: la parete di vetro, usata per evidenziare la macchina da stampa, e un’intelaiatura strutturale in acciaio esterna estendono a tutto l’edificio il tema della macchina.
L’acciaio strutturale all’esterno costituisce un’intelaiatura rigida, mentre le colonne hanno una duplice funzione: devono da una parte reggere l’intelaiatura degli elementi del tetto e dall’altra servire da montanti per la parete delle finestre. Il sistema strutturale del tetto consiste di un piano metallico altamente antiacustico, spesso 3 pollici, avente anche la funzione di diaframma strutturale.
Questa soluzione consente di eliminare la trave tradizionale al perimetro e permette di ottenere una fascia esterna molto bassa ed elegante. La sezione superiore del muro esterno sul lato est, ovest e parzialmente sud, consiste di pannelli in alluminio isolato, che riducono il carico di riscaldamento e raffreddamento.
La parete esterna delle finestre è di alluminio dipinto e di cristallo chiaro. La stampante, dipinta di giallo intenso, si trova subito dietro il perimetro in vetro e appare sia come scultura che come macchina.
Questo edificio, progettato da Myron Goldsmith, socio incaricato del progetto, e da Jim Kim, progettista dirigente, fu pensato tenendo presente la scala di una piccola città, palese anche in tutti i particolari.
L’edificio amministrativo UAL nell’Illinois è, nonostante lo splendore dell’apparenza, una delle strutture più economiche di quelle dimensioni esistente in tutto il paese. Il costo totale fu mantenuto basso (ne risentirono alcuni dettagli) e il costo strutturale risultò essere al di sotto dei 4 dollari per piede.
Nonostante ciò, precomprimendo l’edificio in due direzioni, gli architetti riuscirono ad ottenere delle campate di 66×60 piedi, oltre a dei cortili monumentali, Bruce J. Graham e Myron Goldsmith furono i soci progettisti di questa costruzione.
Il sistema a cialde, usato per questo edificio, era quello logico per delle campate di grandi dimensioni, senz’altro inadatto al piccolo edificio del giornale di cui abbiamo parlato sopra.
Come per gli edifici alti, anche in quelli bassi dobbiamo cambiare i sistemi strutturali man mano che le campate e le distanze fra gli appoggi aumentano e che i requisiti funzionali cambiano.
L’edificio del giornale Republic presentava dei requisiti funzionali ben precisi, mentre l’edificio UAL richiedeva la massima flessibilità, di conseguenza la soluzione logica era di ottenere uno spazio maggiore tra gli appoggi.