Copertura Arena di Verona: la proposta del team di Vincenzo Latina | Architetto.info

Copertura Arena di Verona: la proposta del team di Vincenzo Latina

Seconda classificata, la proposta strutturale elaborata ha visto l’utilizzo, per la parte di calcolo, del software MIDAS GEN, mentre per lo sviluppo delle carpenterie metalliche, TEKLA

© studio Curti-Saffirio
© studio Curti-Saffirio
image_pdf

Uno dei concorsi di idee che ha ricevuto la maggiore attenzione nelle ultime settimane è stato quello per progettare la nuova copertura dell’Arena di Verona. Come è noto, il concorso è stato vinto da una RTI di progettazione tedesca, lo studio SBP schlaich bergermann partner di Stoccarda e da GMP Architekten di Berlino (Germania), quest’ultimo già vincitore di concorsi sul territorio italiano, come ad esempio quello per il Polo tecnologico di Bologna.

Lo studio ha superato la proposta del team di Vincenzo Latina, il progettista siciliano vincitore del premio Architetto dell’Anno 2015, al quale avevamo dedicato un’approfondita intervista, che si può leggere qui. Grazie ai preziosi dettagli forniti dall’architetto e dal suo team, abbiamo voluto raccontare nel dettaglio la sua proposta.

Il concetto alla base della soluzione strutturale proposta dal team di Vincenzo Latina, tramite l’opera dello Studio Curti&Saffirio Ingegneri Associati di Savigliano, trae ispirazione dal principio della ruota di una bicicletta. In omologia ad essa, un telaio infinitamente rigido posto sul perimetro della figura geometrica si contrappone ai cavi costituiti da trefoli a sostegno della copertura, questi ultimi assimilabili ai raggi della ruota, che nell’idea-progetto non vengono pretesi ma posti automaticamente in equilibrio dai carichi agenti.

Successivamente, la struttura è stata modellata con l’ausilio di un codice di calcolo agli elementi finiti, il quale ha permesso un’analisi in campo non lineare. Si è ricorsi a questa impostazione di calcolo in virtù della presenza di elementi aventi caratteristiche di fune, agenti in cooperazione con l’ellisse reticolare perimetrale dalla significativa rigidezza, assicurata dal sistema di tiranti e puntoni che la compongono.

2.7 - risultati modello di calcolo © studio Curti-Saffirio

© studio Curti-Saffirio

In allegato, è possibile vedere le deformate del modello. Essendo stata effettuata un’analisi non lineare degli spostamenti, il codice di calcolo effettua molteplici iterazioni tali da raggiungere una convergenza impostata al valore di 0,001. La configurazione deformata fornita dal team è, pertanto, quella che verifica questo criterio.

La composizione prevede l’impiego di una struttura reticolare realizzata in carpenteria metallica e posizionata a coronamento dell’Arena, con tubi in acciaio a sezione circolare aventi dimensione, rispettivamente, di 27,3×0,63 cm per gli anelli orizzontali, 24,45×0,63 cm per i controventi di piano e 19,37×0,54 cm per i tubolari trasversali. I tubolari verticali, tra cui i piedi di appoggio, posseggono dimensione di 27,3×063 cm, mentre i tiranti all’interno della reticolare un diametro pari a 3 cm. Il grado di resistenza allo snervamento dell’acciaio è di S235. La sua funzione è quella di assolvere ad anello di compressione, in grado di sostenere, mediante idoneo sistema di funi in acciaio, una sequenza composta da 9 pignoni centrali distribuiti tra i fuochi geometrici dell’ellisse. La struttura di coronamento reticolare si poggia mediante pilastrini metallici in corrispondenza dei setti trasversali dell’anello esterno, i quali sostengono il sistema principale di volte costituenti l’Arena.

Il peso dell’intera copertura, comprensivo dell’anello perimetrale, è di circa 8.00 kN/m distribuito su circa 3.0 metri di competenza (2,67 kN/m2). Tale valore è stato ritenuto, dagli ingegneri coinvolti, compatibile non soltanto con il peso dell’arcaica struttura che si presume costituisse l’anello esterno, ma anche con il peso del pubblico sui 4 anelli sommitali durante gli eventi, i quali, pertanto, resterebbero preclusi agli spettatori.
Infatti, in base alle disposizioni indicate nelle vigenti Norme Tecniche per le Costruzioni, in cui il sovraccarico normato alla categoria C3 della Tab. 3.2.II è di 5.00 kN/m2 e la zona preclusa al pubblico superiore ai 2,50 m, il raggruppamento ritiene di aver adottato una soluzione rispettosa, dal punto di vista strutturale, del comportamento dell’opera.

2.3 - soluzione strutturale © studio Curti-Saffirio

© studio Curti-Saffirio

Per quanto concerne il comportamento sismico, grazie all’esecuzione di un’analisi numerica di progetto in cui la struttura è sollecitata per effetto delle azioni sismiche previste dalla norma, si evince che non vi sono alterazioni al periodo proprio di vibrazione dell’opera. Da questi studi, quindi, è stato possibile sostenere che, nonostante l’aumento di peso sulla totalità della massa coinvolta e la variazione in termini di rigidezza, rimane inalterato il comportamento odierno del fabbricato. Al contempo, l’anello di compressione assolve al ruolo di legatura puntuale sommitale in grado di contenere eventuali fenomeni di espulsione locali, i quali possono generarsi per effetto di azioni trasversali indotte da eventi eccezionali.

Il sovraccarico di progetto trasmesso dalla neve e previsto dalla vigente normativa, viene trascurato in virtù della previsione di insufflare volumi di aria calda all’interno della struttura pneumatica; pertanto, i consulenti garantiscono sul non stazionamento delle precipitazioni nevose, le quali non genereranno accumuli perimetrali.

Per quanto concerne l’azione del vento, la copertura è in grado di ridistribuire l’effetto delle pressioni grazie alla presenza dei tiranti, i quali si dipanano dall’estradosso della reticolare perimetrale fino alla sommità dei piantoni, tra i fuochi dell’ellisse. La deformata massima Dz, rilevabile in mezzeria della copertura pneumatica è di circa 75 cm, mentre gli spostamenti Dy contenuti nel piano, misurabili all’intersezione dell’asse minore dell’ellisse con la circonferenza, sono inferiori a 4 cm. I tiranti superiori assolvono, quindi, un ruolo decisivo non solo nelle fasi preliminari legate alla operazione di estensione e insufflaggio delle camere d’aria verso il centro dell’ellisse, ma anche di ritegno sotto l’effetto di azioni non perfettamente equilibrate come quelle generate dal vento.

2.11 - chiusura copertura © Fly-In Mauro Oggero

© Fly-In Mauro Oggero e Andrea Ruggeri

L’idea-progetto prevede l’impiego di una struttura pneumatica retrattile in grado di consentire l’intera rimozione all’occorrenza ed elaborata da Fly-In, l’azienda fondata nel 2005 da Mauro Oggero. Essa consta di un sistema di 48 elementi pneumatici indipendenti, dato da membrane flessibili ultraleggere realizzate da fasci di filamenti in fibre diverse (carbonio, dyneema, kevlar, poliammide), pre-impregnate e orientate in base alle linee di forza. Il tutto termo-fissato in grandi “stampi pneumatici”, senza cuciture trasversali. Le operazioni di gonfiaggio e sgonfiaggio richiedono un arco temporale limitato, pari a 6 ore.

Le fibre con cui sono confezionati e la loro distribuzione ha consentito di operare con pressioni interne sino a 1500 Pa. Tenuto conto che il vento a 100 km/h impartisce una forza pari a 500 Pa/m2, il fattore di sicurezza assicurato è pari a 1:3. La modellazione matematica del gonfiabile è stata realizzata mediante calcolo non lineare geometrico sviluppato attraverso il software MIDAS. Per quanto concerne il bilancio energetico, il sistema di copertura prevede l’impiego di tessuti fotovoltaici inseriti in estradosso così come di film fotovoltaici, posizionati sulla parte superiore del carter dell’anello strutturale.

Quest’ultimo è stato suddiviso in 35 conci prodotti in carpenteria metallica, aventi dimensioni di massimo ingombro, in pianta, di circa 12,0 x 3,30 m, mentre un’altezza di 4,30 m. Ogni concio, dal peso massimo di 10,5 tonnellate circa, viene posto in opera grazie all’impiego di un’autogru collocata esternamente all’Arena in 5 postazioni di stazionamento, valutate secondo il proprio raggio di portata (pari a 48 m).

Crediti
Progetto architettonico: prof. arch. Vincenzo Latina (capogruppo), arch. Alfio Forte, arch. Roberto Germanò, arch. Cristian Quadarella (collaboratori), Carmelo Iocolano (render); studio di architettura Maffioli – Ruggeri;
Progetto strutturale: Studio Curti & Saffirio Ingegneri Associati (ing. Stefano Saffirio, ing. Luca Garnerone);
Progetto gonfiabili: Mauro Oggero (Fly-In), Studio Maffioli Ruggeri (arch. Andrea Ruggeri);
Consulenza archeologica: dott. Giuseppe Voza.

Leggi anche: Arena di Verona: il concorso per la copertura vinto da una Rti tedesca

Copyright © - Riproduzione riservata
L'autore
Copertura Arena di Verona: la proposta del team di Vincenzo Latina Architetto.info