Wieżowiec, który łamie prawa fizyki? Mimo wąskiej podstawy stoi stabilnie

Choć nie każdy musi być fanem nowoczesnej architektury, to Vancouver House przykuwa uwagę i nie pozwala obojętnie przejść obok budynku. Mimochodem w głowie może pojawić się pytanie jakim prawem on stoi stabilnie i nie przewraca się przy najmniejszym podmuchu wiatru. Idąc od dołu do górnych pięter, płyta podłogowa rozszerza się 16-krotnie i podwaja swoją powierzchnię. To było wyzwanie dla inżynierów. Zobaczmy, co kryje się za tym dziełem architektury. Budynek został ukończony w 2020 r., ale od kilku tygodni znów jest o nim głośno w mediach społecznościowych. To za sprawą zdjęć (a właściwie jednego zdjęcia), która wykonała firma Westbank Living oferująca lokale na wynajem.

Vancouver House jest budynkiem, który wymagał zastosowania unikalnych rozwiązań w wielu dziedzinach. Jego wąska podstawa podyktowana została wymogami dotyczącymi prześwitów przestrzeni wokół mostu Granville Street Bridge. Konieczne było zachowanie bezpiecznej odległości od mostu wynoszącej minimum 30 metrów, w związku z czym architekci z firmy Bjarke Ingels wyrzeźbili zarys wieży wokół tych ograniczeń.

Szczyt budynku jest prostokątem o szerokości ponad 30 m i powierzchni 1226 m kw. Schodząc w dół podłoga zmienia swój kształt na trójkąt, niemal połowę mniejszy u podstawy niż dach. W północnym krańcu szerokość to zaledwie 1,8 metra, a powierzchnia 725 metrów kw.

Architekci projektując obiekt działali także z myślą, że dzięki utworzeniu kilku przestrzeni artystycznych pod pobliskim przejściem podziemnym posłuży jako plan rozwoju ograniczonych miejsc w miastach.

— Model podejścia do projektowania miejskiego, transformacja witryny Vancouver House pokazuje, w jaki sposób zapomniane przestrzenie pod, nad i wokół infrastruktury mogą zostać odzyskane przez społeczeństwo i zaoferować przestrzeń dla sztuki i spotkań społeczności — powiedziało studio — Przekształcając spód mostu w miejsce sztuki publicznej, nowa przestrzeń miejska jest odpowiedzią na brak przestrzeni kulturalnej i imprezowej w mieście.

Chociaż wszelkie laury magazynów architektonicznych zbiera studio BIG, to cichymi bohaterami są firmy konstrukcyjne jak np. Glotman Simpson, która do niezwykłego projektu dodała najbardziej zaawansowane rozwiązania inżynierskie, dzięki którym może on stabilnie stać. Jednym z wyzwań była lokalizacja miasta na zachodnim wybrzeżu Ameryki Północnej. To granica płyt tektonicznych - pacyficznej i północnoamerykańskiej. Znajduje się tu uskok przesuwczy. Pewnie pamiętasz z lekcji geografii w szkole schemat, w którym cięższa płyta oceaniczna wchodzi pod lżejszą kontynentalną i powstaje strefa subdukcji (czyli dobrze nam wszystkim znane rowy oceaniczne). Uskok przesuwczy polega na tym, że obie płyty przemieszczają się względem siebie horyzontalnie, ale nie zmienia to faktu, że to jeden z najbardziej aktywnych sejsmicznie regionów na świecie.

Zsumowanie działania sił grawitacji i sejsmicznych wymagało usztywnienia budynku, aby był odporny na zginanie i skręcanie. Vancouver House posiada żelbetowy rdzeń wykorzystujący innowacyjne systemy, które nigdy nie były stosowane w lokalnym budownictwie mieszkaniowym. W skrajnych punktach wiszących skrzydeł znajduje się 11 prętów o wysokiej wytrzymałości przeciwdziałających głównie jednokierunkowemu obciążeniu wieży, cofając budynek do pozycji bliskiej pionowi.

Pęknięcia betonu są wynikiem naturalnej natury materiału podczas utwardzania i naprężeń, jak informują inżynierowie z Glotman Simpson. Tu było potrzebne jeszcze pełniejsze zrozumienie wydajności i wrażliwości wieży przy takim poziomie złożoności i kontroli. Niezwykle cenne okazało się doświadczenie w projektowaniu innych wieżowców wzdłuż zachodniego wybrzeża Ameryki Północnej.

Aby całą wieża była dostatecznie wytrzymała, inżynierowie porównali elementy konstrukcyjne z  ruchami gruntów dostosowanymi do miejsca projektu, a dokładnie z maksymalnym wiarygodnym trzęsieniem ziemi (ang. Maximum Credible Earthquake - MCE). Podczas testów sprawdzono również jak konstrukcja zachowa się przy podwójnym obciążeniu, aby ograniczyć możliwość pękania betonu w krytycznych miejscach, czyli m.in. na ścianach rdzenia co mogłoby doprowadzić do przemieszczenia całości.

Skumulowane naprężenia wywierane na sprężone płyty żelbetowe oznaczały istotne ograniczenia dopuszczalnych elementów osadzonych w betonie. Wszelkie instalacje ogrzewania, wentylacji, klimatyzacji oraz elektryczne musiały zostać ograniczone do niezbędnego minimum. Wszystkie drugorzędne elementy uzupełniające architektoniczną estetykę wieży zostały zaprojektowane z dodatkową tolerancją ruchu i możliwością regulacji, aby mogły się poruszać wraz z pochyleniem i skrętem budynku przez wiele lat.

Inżynierowie z firmy Glotman Simpson pilnie współpracowali z zespołem budowlanym ICON West Construction, zarówno na etapie planowania poprzedzającego budowę, jak i podczas prac budowlanych, aby monitorować pionowość wieży podczas każdej sekwencji budowy piętra. Pomiary ruchowe wieży na co drugiej kondygnacji wykonano w czasie trwania budowy do roku po zwieńczeniu budynku.

Vancouver House stał się ikoną zachodniego wybrzeża Ameryki Północnej.

Przeczytaj także:

5 najbardziej widowiskowych wieżowców na świecie

10 najciekawszych projektów architektonicznych w Polsce. Rozpoznasz je?

Rewitalizacja kamieniołomu w Chinach. Jego wnętrza zachwycają