Nella maggior parte dei progetti di costruzione commerciale a più piani, il gru a torre viene selezionato prima ancora che le fondamenta dell'edificio siano finite: il suo posizionamento, altezza e capacità sono fissati in anticipo nel piano logistico del sito perché il trasferimento o l'aggiornamento di una gru a torre a metà progetto è costoso e crea disagi. La scelta della giusta gru per un cantiere edile dipende dalla capacità di sollevamento e dallo sbraccio corrispondenti all'altezza dell'edificio, all'ingombro e ai carichi più pesanti che dovranno essere spostati durante la costruzione.
Come Gru a torre Differiscono dalle altre macchine gru nei cantieri edili
Una gru a torre è costituita da un albero verticale ancorato a una fondazione o fissato alla struttura dell'edificio mentre si alza, un braccio rotante (il braccio orizzontale), un controbraccio che trasporta contrappesi e una cabina dell'operatore posizionata nella parte superiore. Questo design a posizione fissa offre alle gru a torre un grande vantaggio nei siti urbani alti e densi: occupano un ingombro ridotto a livello del suolo pur raggiungendo l'intero involucro dell'edificio e oltre.
Altri tipi di gru comuni utilizzati nell'edilizia commerciale svolgono ruoli diversi:
- Gru mobili (montate su camion o fuoristrada): Utilizzata per sollevamenti di breve durata, allestimento di cantieri o come gru secondaria accanto a una gru a torre per la movimentazione di materiali a livello del suolo
- Gru cingolate: Gru cingolate che offrono capacità elevata senza stabilizzatori, spesso utilizzate per sollevamenti pesanti come travi in acciaio o componenti prefabbricati in siti bassi o industriali
- Gru automontanti: Gru più piccole che si aprono da una base trasportabile senza gru di assemblaggio esterne, adatte a progetti residenziali o commerciali di pochi piani con limiti di spazio
- Gru a torre con braccio impennabile: Una variante della gru a torre in cui l'angolo del braccio può essere alzato o abbassato anziché rimanere orizzontale, consentendo il funzionamento in siti urbani stretti dove il braccio non può oscillare liberamente sulle proprietà vicine
Specifiche chiave che determinano la scelta della gru a torre
La scelta di una gru a torre per un progetto inizia con tre specifiche correlate, ognuna delle quali vincola le altre: aumentarne una spesso significa accettare una riduzione di un'altra.
| Specifica | Cosa determina | Compromesso |
|---|---|---|
| Raggio massimo del braccio | Come far the crane can reach horizontally from the mast | Il braccio più lungo riduce la capacità di sollevamento massima a tutto raggio |
| Capacità di sollevamento massima | Il carico più pesante che la gru può sollevare, generalmente valutato sulla punta del braccio e vicino al montante | Una capacità maggiore richiede generalmente un montante più grande e un contrappeso maggiore |
| Altezza gancio/altezza sottogancio | Altezza massima dell'edificio che la gru può supportare | Gli alberi più alti richiedono collegamenti periodici alla struttura dell'edificio per garantire stabilità |
I diagrammi di carico pubblicati dai produttori di gru esprimono la capacità come una curva anziché come un singolo numero: una gru progettata per sollevare diverse tonnellate vicino al montante può essere limitata a una frazione di quel peso al massimo raggio del braccio, motivo per cui i sollevamenti più pesanti previsti (come pannelli prefabbricati o unità HVAC) devono essere confrontati con il diagramma di carico nella loro effettiva posizione di consegna, non solo con la cifra di capacità principale della gru.
Sistemi di fondazione, ancoraggio e rampante per gru a torre
L'albero di una gru a torre deve essere supportato in modo da gestire sia il carico verticale dei materiali sollevati che le forze di ribaltamento create dal vento che agisce sul braccio e sul controbraccio, soprattutto quando la gru raggiunge la sua massima altezza. Vengono utilizzati tre approcci generali alla fondazione a seconda delle condizioni del sito e dell'altezza del progetto:
- Fondazione indipendente (autonoma): La gru si trova su una propria base in cemento, separata dall'edificio, generalmente utilizzata per gru di altezza inferiore o dove la struttura dell'edificio non è ancora in grado di supportare i collegamenti.
- Configurazione collegata (ancorata): Man mano che l'edificio sale, il montante viene fissato a intervalli alla struttura dell'edificio utilizzando telai a collare, consentendo alla gru di operare ad altezze ben superiori a quelle che una fondazione indipendente potrebbe supportare.
- Gru rampante interna: La gru viene posizionata all'interno del nucleo dell'edificio (come il vano ascensore) e "si arrampica" verso l'alto man mano che i piani vengono completati, utilizzando telai rampanti idraulici: questo approccio mantiene l'impronta della gru interamente all'interno dell'edificio ed è comune su strutture molto alte.
I calcoli del carico del vento sono una parte fondamentale della progettazione delle fondazioni e dell'ancoraggio: i valori nominali di velocità del vento operativa massima pubblicata di una gru a torre e di velocità del vento fuori servizio (tempesta) differiscono in modo significativo e la gru deve essere lasciata in uno stato di rotazione libera "in condizioni atmosferiche" durante venti forti quando non è in funzione per evitare sollecitazioni eccessive sul montante e sui punti di ancoraggio.
Pianificazione della logistica delle gru per cantieri edili commerciali
Oltre alla gru stessa, diversi fattori logistici determinano l’efficacia con cui una gru a torre si integra nel programma di costruzione complessivo, e una scarsa pianificazione in queste aree è una fonte comune di ritardi del progetto.
- Accesso al montaggio e smontaggio: Per erigere inizialmente la gru a torre e smontarla al completamento del progetto è necessaria una gru mobile o di assistenza: la capacità richiesta della gru di assistenza e il percorso di accesso devono essere pianificati prima che la gru a torre arrivi sul posto
- Coordinamento gru multiple: Nei cantieri più grandi con due o più gru a torre, le zone di lavoro sovrapposte richiedono sistemi anticollisione e una programmazione coordinata del sollevamento tra gli operatori
- La proprietà vicina supera la vela: Nelle aree urbane dense, il braccio della gru potrebbe dover oscillare sopra le proprietà adiacenti, il che spesso richiede accordi legali di supervisione con i proprietari vicini prima che la gru venga eretta
- Alimentazione e servizi per l'operatore: Le gru a torre richiedono un'alimentazione elettrica dedicata, dimensionata per i carichi di punta del motore, insieme a un accesso sicuro (in genere una scala esterna o un paranco) per consentire agli operatori di raggiungere la cabina in quota
- Programmi di ispezione e certificazione: La maggior parte delle giurisdizioni richiede ispezioni strutturali e operative periodiche durante tutta la permanenza della gru in cantiere, con documentazione che deve essere conservata insieme ai registri di sicurezza del progetto
Poiché la gru a torre si trova spesso al centro della sequenza complessiva di un cantiere (getti di calcestruzzo, montaggio dell'acciaio e consegne di materiali, tutti fattori che competono per il tempo della gru), molti progetti prevedono un ruolo di coordinatore della gru dedicato per gestire le priorità di sollevamento giornaliere ed evitare colli di bottiglia che possono propagarsi lungo l'intera sequenza temporale della costruzione.
