È vero che la sfera antisismica ha salvato il grattacielo Taipei 101 dal terremoto a Taiwan? / Is it true that the anti-seismic sphere saved the Taipei 101 skyscraper from the earthquake in Taiwan?

 È vero che la sfera antisismica ha salvato il grattacielo Taipei 101 dal terremoto a Taiwan? / Is it true that the anti-seismic sphere saved the Taipei 101 skyscraper from the earthquake in Taiwan?

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Progettata e realizzata da un'impresa veneta, la sfera larga 5,5 metri e di 660 tonnellate funziona come un pendolo che fa da contrappeso, aiutando il grattacielo Taipei 1010 a ridurre le vibrazioni prodotte da vento e sisma. È uno degli smorzatori antisismici più grandi al mondo.

Il terremoto a Taiwan del 3 aprile 2024 ha riacceso l'attenzione sull'enorme sfera di acciaio che ha aiutato il grattacielo Taipei 101 – 11° grattacielo più alto al mondo e uno dei simboli di Taiwan, che si staglia fino a 508 metri di altezza nella capitale – ad assorbire le vibrazioni del forte sisma. Questa grande sfera gialla dal diametro di 5,5 metri ed una massa di 660 tonnellate – il cui “padre” è l'ingegnere italiano Renato Vitaliani – è posta tra l'87° e il 91° piano del grattacielo ed è libera di oscillare. Ha uno scopo antisismico: oscillando come un pendolo in caso di vibrazioni, aiuta a mantenere stabile il grattacielo in caso di forti venti o terremoti. A tutti gli effetti, questa sfera è uno degli smorzatori antisismici più grandi al mondo, se non il più grande in assoluto.

Come funziona la sfera antisismica del Taipei 101

La Wind Damping Ball – letteralmente “palla anti-vento” – è una cosiddetta “massa accordata”, o meglio Tuned Mass Damper (TMD). In pratica è un grande pendolo che, agendo come un contrappeso, sfrutta la sua stessa inerzia per contrastare le vibrazioni orizzontali stabilizzando il baricentro della struttura. Ma come fa una palla gigante a stabilizzare un edificio così imponente?

La sfera è montata nei pressi della cima del Taipei 101 (tra l'87° e il 91° piano, su un totale di 101 piani) e collegata alla struttura principale del grattacielo da cavi di acciaio lunghi 42 metri, ma è sostanzialmente libera di muoversi… o di rimanere ferma quando l'edificio si muove. Mentre questo vibra, infatti, lei per inerzia tenderà invece a rimanere in posizione. Se per esempio il palazzo oscilla verso destra, la sfera rimanendo ferma tenderà a riportare il baricentro verso sinistra, controbilanciando quindi l'oscillazione del grattacielo.

La sfera TMD può oscillare con un'ampiezza massima di 150 cm: di più rischierebbe di destabilizzare il grattacielo nella direzione opposta a quella della vibrazione! L'ampiezza dell'oscillazione è limitata tramite 8 smorzatori idraulici, di realizzazione itlaliana, che possiamo immaginare come degli “ammortizzatori” che assorbono le oscillazioni della sfera.

La sfera ha salvato il grattacielo dal terremoto a Taiwan?

Molti in questi giorni hanno parlato del Tuned Mass Damper come di un sistema che «ha salvato» il Taipei 101 dal terremoto del 3 aprile. Ma è proprio così? Facciamo un po' di chiarezza.

L’epicentro è stato a 155 km da Taipei, cioè piuttosto distante: pur molto violento, quindi, il sisma non si è abbattuto su Taipei con la stessa intensità che ha mostrato nella costa orientale di Taiwan. È lecito quindi supporre che il Taipei 101 sarebbe potuto rimanere in piedi anche senza questa “sfera antisismica”, soprattutto se teniamo conto del fatto che il TMD non è l'unico sistema antisismico di cui dispone il grattacielo. L'edificio infatti è dotato di 36 colonne ad alta prestazione, di cui 8 supercolonne riempite di acciaio e calcestruzzo. Inoltre le fondamenta dell’edificio sono rinforzate da 380 pali che arrivano a decine di metri di profondità. Quindi la sua stabilità non è dovuta solo alla sfera, ma a tutto il sistema antisismico del grattacielo.

ENGLISH

Designed and built by a Venetian company, the 5.5 meter wide and 660 ton sphere works like a pendulum that acts as a counterweight, helping the Taipei 1010 skyscraper to reduce the vibrations produced by wind and earthquake. It is one of the largest anti-seismic dampers in the world.

The earthquake in Taiwan on April 3, 2024 has reignited attention on the enormous steel sphere that helped build the Taipei 101 skyscraper – the 11th tallest skyscraper in the world and one of the symbols of Taiwan, which stands up to 508 meters high in the capital – to absorb the vibrations of the strong earthquake. This large yellow sphere with a diameter of 5.5 meters and a mass of 660 tons - whose "father" is the Italian engineer Renato Vitaliani - is placed between the 87th and 91st floors of the skyscraper and is free to oscillate . It has an anti-seismic purpose: swinging like a pendulum in the event of vibrations, it helps keep the skyscraper stable in the event of strong winds or earthquakes. For all intents and purposes, this sphere is one of the largest, if not the largest, seismic dampers in the world.

How the Taipei 101 earthquake sphere works

The Wind Damping Ball - literally "anti-wind ball" - is a so-called "tuned mass", or rather Tuned Mass Damper (TMD). In practice it is a large pendulum which, acting as a counterweight, exploits its own inertia to counteract horizontal vibrations, stabilizing the center of gravity of the structure. But how does a giant ball stabilize such an imposing building?

The sphere is mounted near the top of Taipei 101 (between the 87th and 91st floors, out of a total of 101 floors) and connected to the main structure of the skyscraper by 42 meter long steel cables, but is essentially free to move… or stay still when the building moves. In fact, while it vibrates, due to inertia it will tend to remain in position. For example, if the building swings to the right, the sphere, remaining still, will tend to bring the center of gravity back to the left, thus counterbalancing the oscillation of the skyscraper.

The TMD sphere can oscillate with a maximum amplitude of 150 cm: any more would risk destabilizing the skyscraper in the opposite direction to that of the vibration! The amplitude of the oscillation is limited by 8 hydraulic dampers, made in Italy, which we can imagine as "shock absorbers" that absorb the oscillations of the sphere.

Did the sphere save the skyscraper from the earthquake in Taiwan?

Many in recent days have spoken of the Tuned Mass Damper as a system that "saved" Taipei 101 from the April 3 earthquake. But is it really like that? Let's clarify things a little.

The epicenter was 155 km from Taipei, that is, rather distant: although very violent, therefore, the earthquake did not hit Taipei with the same intensity that it showed on the eastern coast of Taiwan. It is therefore reasonable to assume that Taipei 101 could have remained standing even without this "anti-seismic sphere", especially if we take into account the fact that the TMD is not the only anti-seismic system the skyscraper has. In fact, the building is equipped with 36 high-performance columns, of which 8 supercolumns filled with steel and concrete. Furthermore, the foundations of the building are reinforced by 380 piles that reach tens of meters deep. Therefore its stability is not only due to the sphere, but to the entire anti-seismic system of the skyscraper.

Da:

https://www.geopop.it/e-vero-che-la-sfera-antisismica-ha-salvato-il-grattacielo-taipei-101-dal-terremoto-a-taiwan/