Lo stadio Nazionale di Varsavia, recentemente completato ... 6 COSTRUZIONI METALLICHE NOv dIC 12 33...

336 COSTRUZIONI METALLICHE NOv dIC 12

Fig. 1 – Vista notturna dello stadio nazionale di Varsavia

REA

LIZZ

AZIO

NILo stadio Nazionale di Varsavia, recentemente completato

per ospitare gli europei di calcio EURO 2012, è simbolo del-

la rinascita della città di Varsavia e di tutta la nazione po-

lacca. Un esempio di moderna arena multifunzionale nato

dalla cooperazione e dall’esperienza degli studi di proget-

tazione e della ditta realizzatrice della carpenteria metalli-

ca, una struttura che lascia il segno nella progettazione e

nella realizzazione dei nuovi stadi europei e mondiali.

The National Stadium of Warsaw, which was recently com-

pleted to host the 2012 European Football Championships,

is a symbol of the rebirth of the city of Warsaw and the entire

Polish nation. It's an example of a modern, multipurpose sta-

dium, the result of cooperation between the experienced de-

sign team and the company which produced the metal struc-

tures, which leave their mark on the design and construction

of new stadia in Europe and throughout the world. Andrea Garbuio

Lo stadio nazionale di Varsavia. Un’arena per una città e una nazione

The National Stadium in Warsaw. An arena for a city and a nation

34 6 COSTRUZIONI METALLICHE NOv dIC 12

Il concetto sulla base del quale si sviluppa

la progettazione dello stadio è quello di

una struttura multifunzionale, destinata ad

ospitare non solo eventi sportivi, ma anche

adatta ad accogliere concerti e manifesta-

zioni in genere, candidandosi così a dive-

nire l’arena principe della nazione polacca.

La moderna struttura è in grado di ospita-

re 58.500 posti a sedere, ed è destinata a

lasciare un segno nella costruzione di in-

stallazioni di questo genere, per il livello di

confort e tecnologia messi a disposizione

Fig. 2 – Pianta della copertura

IL NUOVO stadIO NazIONaLE,

sImbOLO dELLa RINascIta

dI VaRsaVIa

In occasione dei campionati europei di

calcio Euro 2012 è stato inaugurato il

nuovo stadio nazionale nel cuore e cen-

tro nevralgico della Polonia, Varsavia. La

struttura, simbolo della rinascita della cit-

tà, sorge lungo le rive del fiume Vistula, a

pochi passi dal centro cittadino, nel sito

occupato dal precedente stadio. Questo,

eretto nel luglio del 1955, cessò di ospitare

eventi sportivi nel 1989 quando diventò

un mercato cittadino, composto da più di

5.000 bancarelle commerciali, e venne poi

dismesso nel maggio del 2008. Nell’otto-

bre di quell’anno furono iniziate le prime

attività per la costruzione del nuovo sta-

dio, con l’installazione di una fitta serie di

pali di fondazione, volta a contenere i cedi-

menti differenziali del terreno. Nel 2009 fu

posta la prima pietra del nuovo stadio na-

zionale di Varsavia la cui inaugurazione av-

venne tre anni dopo, il 30 novembre 2011.


degli ospiti, con più di 4000 m2 di sale

conferenze, 9800 m2 di uffici e 2500 m2 di

aree fitness. Ciò che per primo colpisce lo

sguardo dell’osservatore esterno è la fac-

ciata: essa abbraccia l’intera struttura dello

stadio nel suo sviluppo circolare, seguen-

do l’andamento altimetrico della struttura

principale di copertura. Questa sorregge i

pannelli di alluminio rossi e bianchi, colori

della bandiera nazionale polacca, confe-

rendo all’imponente costruzione un senso

di leggerezza ed al contempo di dinami-

cità. Suggestivo è lo scenario notturno

offerto dall’opera, fatto di luci e colori che

danno vita allo stadio ed incantano gli

spettatori in arrivo (figura 1).

dEscRIzIONE gENERaLE dELLa

stRUttURa. La stRUttURa mEtaL-

LIca pRINcIpaLE

La concezione della struttura di copertura

dello stadio nazionale di Varsavia si basa

sul principio della ruota della bicicletta:

una tensostruttura, composta da travi di

funi pretese disposte con simmetria ra-

diale, trasmette sforzi di compressione

ad un anello circonferenziale in acciaio

che la sorregge, il compression ring, il cui

andamento circolare, con valori di quota

dal suolo variabili da 28 a 38 m, è realiz-

zato tramite la connessione bullonata di

elementi tubolari, di diametro pari a 1.820

mm e spessore 80 mm, suddivisi in conci

di lunghezza di circa 12 m e del peso di

circa 50 tonnellate (figure 2 e 3).

Gli elementi flessibili radiali tesi sono re-

alizzati mediante un sistema piano di funi

pretese. Si tratta di funi spiroidali chiuse

che dipartono a due livelli dalla circonfe-

renza esterna della struttura, denominati

upper e lower radial cables, con funzione

rispettivamente di cavo portante, quello

inferiore, e di cavo stabilizzante, quello su-

periore (figure 4 e 5). I due livelli di cavi ra-

diali, che sono connessi per mezzo di una

serie di funi spiroidali verticali, denominate

hanger cables, vanno ad incrociarsi succes-

sivamente nel corpo centrale teso, com-

posto da due anelli di funi disposti su due

differenti livelli, i ring cables, mantenuti ad

una distanza costante fra loro grazie all’in-

serimento di una serie di elementi metal-

lici, i flying masts, che seguono allo stesso

tempo l’ondulazione dell’intera copertura.

La connessione fra ring cables e cavi radiali

è realizzata tramite elementi ottenuti per

fusione denominati casting, che incorpo-

rano le connessioni bullonate per l’attacco

dei flying masts.

Di particolare rilevanza sono i 4 casting

inferiori d’angolo: fusioni del peso di circa

14 tonnellate, che raccolgono da un lato la

connessione di 4 cavi radiali inferiori, funi

spiroidali chiuse del diametro di 110 mm, e

dall’altra di 3 funi del diametro di 145 mm,

i main stay cables, che stabilizzano il cen-

tral needle, corpo centrale sospeso della

struttura, connesso nella sua parte supe-

riore al ring cable attraverso 60 cavi radiali

del diametro di 55 e 60 mm (figura 6). La

tensostruttura sopporta il carico verticale

accidentale riducendo la pretensione nei

cavi inferiori e aumentando lo sforzo di

trazione in quelli superiori e nei ring ca-

bles. Questo aumento di tensione nei cavi

superiori viene trasformato attraverso un

puntone, lo strut, in uno sforzo di com-

pressione radiale sul compression ring, e

in uno di trazione che va ad interessare gli

elementi denominati facade ties (figura 3).

Gli strut sono elementi compressi costituiti

da tubi del diametro di 1.200 mm e spes-

sore pari a 45 mm, con lunghezza variabile

da 22 a 28 m; fra di essi sono predisposti

in ogni campitura dei cavi di controvento

che riprendono le componenti di sforzo

orizzontali. I facade ties sono elementi tu-

bolari snelli di lunghezza variabile dai 48 ai

58 m, di diametro pari 508 mm e spessore

fino a 70 mm. Essi collegano la base del-

la colonna con l’estremità superiore dello

strut, dove vanno a connettersi i cavi radiali

superiori.

La maggior parte del carico viene trasferi-

ta, come appena detto, dallo strut al com-

pression ring attraverso una forza radiale,

mentre la componente verticale del carico

stesso viene trasferita direttamente alla co-

lonna sottostante. Ciò avviene grazie alla

connessione fra i due elementi metallici,

realizzata tramite un piatto in acciaio po-

sizionato fra le flange del compression ring

(figura 7), che ospita non solo i perni di

connessione dello strut con il compression

ring, ma anche quelli delle colonne sotto-

stanti e dei cavi radiali inferiori.

Le forze orizzontali agenti sulla costruzione

sono riprese principalmente dalla facciata

esterna. Circa il 50% di tali forze è trasfe-

Fig. 3 – Sezione di progetto della copertura metallica


rito direttamente in fondazione, attraverso

la struttura esterna di supporto della stessa

pannellatura. La parte rimanente del cari-

co orizzontale è trasferita alla copertura

metallica principale ed ai sistemi di contro-

ventatura denominati main bracings, situa-

ti ai quattro angoli della struttura. Questi

sono costituiti da funi spiroidali chiuse, del

diametro di 100 mm, che collegano, con

andamento a croce, il compression ring con

la base delle colonne e sono soggetti ad

uno sforzo di pretensione pari a 5.040 kN.

Le 72 colonne, con lunghezza variabile da

28 a 33 m, sopportano i carichi e le defor-

mazioni del compression ring e sono realiz-

zate con elementi tubolari del diametro di

1.016 mm e spessore pari a 70 mm.

Le strutture sono realizzate in acciaio S355

a grana fine normalizzato secondo EN

10025-3 ed in acciaio S460 a grana fine ot-

tenuto mediante laminazione termo mec-

canica secondo EN 10025-4. Per quest’ul-

timo acciaio è stato richiesto che il valore

della tensione di snervamento sia garanti-

to non minore di 460 Mpa anche per spes-

sori superiori a 40 mm. Per alcuni elementi

strutturali è stato poi impiegato acciaio

con caratteristiche di deformazione mi-

gliorata in direzione perpendicolare alla

superficie (Z25 e Z35), prodotto in accordo

alla norma EN 10164. I perni che realizzano

la connessione a cerniera, di diametro va-

riabile dai 200 ai 250 mm, sono realizzati in

acciaio legato 34CrNiMo6V, in accordo alla

normativa EN 10083.

I casting sono realizzati per fusione in lega

di acciaio NiMoCr36 secondo la norma-

tiva EN 10340. Le connessioni bullonate

ad attrito sono realizzate con l’impiego di

Fig. 7 - Dettaglio tipico della connessione fra com-pression ring, colonna, strut e facade tie

Fig. 6 - Vista del casting d’angolo durante le operazioni di sollevamento della tensostruttura

Fig. 4 – Sezione tipica della struttura

Fig.5 - Dettagli di connessione degli elementi come evidenziati nella Fig.4


sente loro l’abbassamento fino a livello del

campo di gioco.

I flying mast di cui si è detto prima sorreg-

gono poi nella parte inferiore un sistema

di passerelle metalliche che si sviluppano

lungo la circonferenza del campo di gioco

e nella parte superiore una copertura in

vetro, denominata glass roof, per la raccol-

ta ed il drenaggio dell’acqua piovana pro-

veniente dalla parte interna della mem-

brana (figura 10).

La parte esterna della copertura, posta al

di sopra delle tribune, è realizzata attra-

verso l’utilizzo di una membrana in PTFE

(figura 11). La distribuzione dei valori di

prestress sulla membrana è stato calcola-

to e verificato al fine di evitare il crearsi di

sacche di ristagno di pioggia o neve, con

conseguenti possibili picchi di tensione

e sovraccarichi all’interno della struttura

principale. Il drenaggio della parte interna

e mobile della copertura verso il perimetro

esterno è garantito dall’inclinazione di cir-

ca 12° dei cavi interni radiali.

Grazie alla geometria triangolare dei sin-

goli elementi di membrana interna, gli

sforzi di presollecitazione sono introdotti

nella membrana retrattile attraverso l’im-

piego di un sistema idraulico, situato a li-

vello del ring cable superiore.

La membrana retrattile interna è realiz-

zata in PVC, materiale più flessibile e che

garantisce una “traslucentezza” maggiore

rispetto a quello utilizzato per la copertura

esterna. Il materiale è stato scelto al fine di

garantire un ciclo di vita duraturo, evitan-

do danneggiamenti che potrebbero insor-

gere come conseguenza dei processi di

piegatura e distensione, legati all’apertura

e chiusura del tetto mobile.

cRItERI dI aNaLIsI stRUttURaLE E dI

pROgEttazIONE EsEcUtIVa

Il progetto dello stadio nazionale di Varsa-

via è nato dalla consolidata collaborazione

fra lo studio di ingegneria tedesco Schlaich

Bergermann and Partners (SBP), leader

mondiale nel settore delle tensostrutture,

e gli architetti del gruppo Gerkan Marg

and Partners (GMP), con il supporto ester-

no dello studio di architettura polacco JSK

Architekci Sp. z o.o. per quanto concerne la

successiva fase esecutiva.

Sulla base dei disegni e delle specifiche

progettuali, sviluppati da SBP in accordo

alle normative EN 1993 e DIN 18800, il pro-

gettista strutturale (SBP) ha definito la ge-

ometria della struttura principale portante

in acciaio, nella sua configurazione inizia-

le ed in quella in contromonta, fornendo

spessori, geometrie e caratteristiche mec-

caniche degli elementi incorporati nel pro-

getto. L’analisi strutturale è stata eseguita

da SBP utilizzando il programma per l’ana-

Fig. 9 - Vista della struttura interna dello stadioFig. 8 - Vista del sistema di movimentazione della membrana interna di copertura

bulloni di classe 10.9, prodotti secondo EN

14399, e serrati con valori di precarico in

conformità alle indicazioni delle normative

europee EN 1993 ed EN 1090-2.

La cOpERtURa dELLE tRIbUNE E dEL

campO dI gIOcO

La copertura principale dello stadio so-

vrasta gli spalti per tutta la loro superficie

mentre la parte interna, corrispondente al

campo di gioco, può essere lasciata coper-

ta o scoperta grazie all’installazione di un

tetto retrattile, il cui movimento di apertu-

ra e chiusura è garantito da un sofisticato

sistema automatico di movimentazione

della membrana interna. Questa viene

letteralmente parcheggiata all’interno di

una struttura sospesa sopra il centro del

campo, il garage, che si colloca a tre di-

verse altezze lungo lo sviluppo verticale

di quello che viene chiamato central nee-

dle, visibile dall’esterno dello stadio grazie

ai suoi 90 m di quota dal livello delle basi

delle colonne (figure 8 e 9). La traslazione

è realizzata attraverso 4 argani di solleva-

mento ed un sistema di perni che consen-

tono il trasferimento del carico, una volta

raggiunto il corretto posizionamento della

struttura. Un sistema di movimentazione

è implementato anche per la struttura di

supporto dei 4 schermi video, allocati nella

parte inferiore del central needle, che con-


la cui rigidezza è stato definita attraverso

l’analisi del comportamento del sistema

globale come risposta ad una forza di test.

Una nota interessante è rappresentata dal-

la strategia di progetto adottata per l’intro-

duzione delle imperfezioni, in accordo alle

prescrizioni dell’Eurocodice 3. Le imperfe-

zioni locali sono state considerate nel pro-

getto del singolo elemento, per esempio

l’inclinazione delle colonne in acciaio o l’in-

clinazione degli strut dovuta ad una possi-

bile non corretta lunghezza di una fune di

controvento. Le imperfezioni globali sono

state invece valutate nell’analisi dell’intera

struttura, come per esempio la tolleranza

nel posizionamento sul piano verticale

o orizzontale del compression ring, come

conseguenza di una angolazione non cor-

retta delle flange di connessione.

Il modello strutturale è stato poi aggiorna-

to e la struttura è stata interamente riveri-

ficata introducendo i valori reali di modulo

elastico e di creep, ottenuti mediante test

di laboratorio sui singoli diametri e tipolo-

gie di funi spiroidali.

A valle della fase progettuale sopra de-

scritta, lo studio di progettazione della

Cimolai spa ha eseguito con il proprio

studio tecnico analisi locali utilizzando la

modellazione agli elementi finiti, al fine di

apportare migliorie tecniche e costruttive

nella disegnazione e realizzazione di alcu-

ni nodi fondamentali della struttura, come

la connessione fra le colonne ed i facade

ties, o le verifiche statiche delle giunzioni

saldate. E’ stato poi realizzato un modello

tridimensionale della struttura, dal quale

estrapolare i dati necessari alla redazione

di disegni e particolari costruttivi, utilizzan-

do i software Bocad e Tekla. Quest’ultimo

programma in particolare ha consentito di

rendere facile e snello il processo di appro-

vazione dei dettagli esecutivi da parte del

progettista e dell’architetto. E’ stata infine

definita e dettagliata nello spazio tridi-

mensionale la struttura metallica principa-

le, completa di tutti gli elementi accessori,

necessari per la connessione di luci, cavi

lisi geometrica lineare e non lineare agli

elementi finiti SOFISTIK. Il progetto della

struttura metallica principale è stato ese-

guito con l’approccio agli stati limite ultimi

secondo l’Eurocodice 3 EN 1993. Tutte le

combinazioni di carico sono state definite

considerando gli emendamenti della nor-

mativa polacca.

I carichi da vento rappresentano una delle

azioni più gravose agenti sulla copertu-

ra. I calcoli preliminari sono stati eseguiti

in accordo con la normativa EN 1991-1-4,

ma per la determinazione dei valori finali

è stata eseguita una simulazione in gal-

leria del vento che ha tenuto conto della

forma della copertura esterna e della fac-

ciata, ed i valori sperimentali così ottenuti

sono stati criticamente confrontati con i

valori da normativa. Un’analisi approfondi-

ta è stata eseguita per la determinazione

delle oscillazioni del central needle indotte

dall’azione del vento. L’elemento, isolato

dal modello di calcolo, è stato analizzato

come supportato da una serie di molle,

Fig. 10 - Dettaglio tipologico della struttura di: Flying mast, glass roof e passerelle di manutenzione.


elettrici ed impiantistica, oltre alla model-

lazione delle connessioni della membrana

di copertura.

Attraverso la stretta collaborazione con il

progettista e con la Cimolai Technology,

specializzata nella realizzazione di strut-

ture speciali di sollevamento e movimen-

tazione, lo studio di progettazione della

Cimolai spa ha eseguito la progettazione

della struttura principale del central needle

e dei relativi sistemi di movimentazio-

ne degli elementi di garage, video cube

e del sistema retrattile della membrana

interna di copertura. In particolare il pro-

getto del central needle ha rappresentato

una vera e propria sfida ingegneristica: si è

trattato infatti di ridurre al minimo il peso

proprio della struttura, al fine di non alte-

rare il comportamento statico e dinamico

considerato nello studio iniziale del pro-

gettista. L’elemento centrale sospeso della

copertura è stato progettato e verificato

con analisi statica e dinamica non lineare,

in accordo con la normativa EN 1993-1-6.

Sono state inoltre condotte le verifiche a

fatica delle connessioni saldate e bullona-

te secondo le norme europee EN1991-1-4

ed EN1993-3-2.

La Cimolai in collaborazione con Redaelli

ed il laboratorio L.A.T.I.F. (Laboratorio Tec-

nologico Impianti a Fune) della Provincia

Autonoma di Trento, ha infine eseguito

una campagna di test sulle funi, eseguen-

do delle prove di scorrimento con il fine di

verificare i reali coefficienti di attrito pre-

senti fra le superfici dei casting e dei cavi

Fig. 10 - Dettaglio tipologico della struttura di: Flying mast, glass roof e passerelle di manutenzione.

pretesi. In particolare, per applicare sulle

funi i valori di pretensione richiesti, è sta-

ta utilizzata una macchina servo-idraulica

Instron da 10 MN, adottata anche per ese-

guire la successiva prova di rottura sulla

fune spiroidale chiusa del diametro di 95

mm.

La pROtEzIONE daLLa cORROsIONE

struttura principale in acciaio

La protezione dalla corrosione delle strut-

ture principali in acciaio è stata attuata

applicando un ciclo di verniciatura oppor-

tunamente scelto al fine di garantirne una

durata di almeno 15 anni, considerando le

condizioni ambientali dell’opera caratteriz-

zate dalla classe di corrosività C4, la più se-

vera secondo la normativa EN ISO 12944-2.

Fig. 11 - Vista interna dello stadio, al termine delle operazioni di installazione della membrana in PTFE.


Per le parti interne e non accessibili delle

strutture invece, si è provveduto ad una

idonea sigillatura che è stata verificata at-

traverso delle prove di tenuta.

La preparazione dell’acciaio, per l’applica-

zione della prima mano, ha richiesto un

profilo Sa 2 ½ secondo la EN ISO 12944-4,

ottenuto attraverso il processo di sabbia-

tura con graniglia metallica in accordo alla

normativa ISO 8503-1.

Il ciclo di pitturazione, applicato in officina,

raggiunge lo spessore finale di 250 µm,

dried film thickness (d.f.t), composto come

indicato nella tabella 1.

Tutte le mani sono state applicate princi-

palmente con equipaggiamento air-less

spray, al fine di garantire la stesura unifor-

me degli strati di vernice ed un eccellente

risultato estetico finale, in particolare per

l’ultima mano.

Le aree di connessione ad attrito sono

state trattate con un primer inorganico a

base di zinco, certificato e testato al fine di

garantire un coefficiente di attrito minimo

pari a 0,5 come richiesto dalle specifiche di

progetto. Lo spessore applicato nelle aree

di contatto varia dai 50 ai 75 μm d.f.t.

Durante le applicazioni, al fine di garantire

il rispetto delle specifiche di applicazione

date dal produttore, sono stati monitorati

e registrati i valori di:

- temperatura dell’aria;

- umidità dell’aria;

- temperatura dell’acciaio;

- punto di rugiada dell’acciaio.

bulloneria, minuteria e passerelle di ac-

cesso

Bulloni, perni, passerelle di manutenzione

e strutture di accesso sono state invece

trattati con processo di zincatura a caldo

secondo la norma ISO 1461 con spessore

dello strato di zinco pari a 85 μm.

Castings e connettori fusi delle funi spi-

roidali

Per questi elementi è stato adottato il ciclo

di protezione dalla corrosione come indi-

cato nella tabella 2.

Per i connettori fusi dei ring cable, le aree

all’interno delle cave, nelle quali sono al-

loggiati i cavi circonferenziali, sono state

trattate con processo di metallizzazione

successivo alla zincatura a caldo.

La superficie è stata preparata con sabbia-

tura in grado Sa3 secondo EN ISO 12944-

4, per garantire la corretta adesione dello

strato di 1.000 μm di zinco spray applicato.

Questo spesso strato di zinco ha lo scopo

di creare un cuscinetto morbido sul quale

i cavi appoggiano, garantendo i valori di

attrito fuso-cavo richiesti dalle specifiche

progettuali ed evitando possibili danneg-

giamenti alle superfici esterne del cavo

stesso.

La REaLIzzazIONE dELL’OpERa

Requisito fondamentale nella realizza-

zione dello stadio nazionale di Varsavia è

stata l’accurata precisione, da parte della

Cimolai, nella fabbricazione degli elementi

di carpenteria metallica che compongono

la copertura. Per tali elementi, al fine di ga-

rantire valori alti di pretensione ai sistemi

di funi, è stato stabilito di fabbricarli con

tolleranze costruttive molto ristrette, se

confrontate con quelle usualmente adot-

tate per le strutture in acciaio di questa

tipologia.

Garantire le strette tolleranze prescritte

dalle specifiche progettuali ha rappresen-

tato una vera sfida, in particolare per quan-

to riguarda la costruzione del compression

ring. Tra le altre prescrizioni è stato infatti

richiesto:

- massima deviazione angolare fra i conci

di 0,5 mm su 1.000 mm ed una tolleranza

sulla lunghezza dei singoli elementi di ±1

mm;

- tolleranza sul posizionamento in altezza

dei punti di connessione del compres-

sion ring e delle basi delle colonne di ±2

mm.

Al fine di ottenere le precisioni richieste è

stato utilizzato un accurato sistema di ri-

levamento dei singoli elementi fabbricati,

attraverso l’impiego di un sofisticato stru-

mento di rilevazione, usualmente adotta-

to nell’industria aeronautica, il Leica Laser

tracker. Questo ha consentito di ottenere

precisioni eccellenti nelle lavorazioni mec-

caniche e nel rilievo geometrico dei singoli

elementi.

L’intera struttura del compression ring è

stata soggetta a un premontaggio fisico in

officina, a gruppi di cinque conci ed anche

ad un premontaggio di tipo virtuale, realiz-

zando un modello 3D dell’intera struttura

sulla base dei dati geometrici rilevati.

Durante il premontaggio in officina (figu-

ra 13) gli elementi sono stati sollevati per

mezzo di un sistema di martinetti idraulici

e ne è stata rilevata la geometria comples-

siva, eliminando in tal modo ogni possibi-

le forzatura introdotta nelle operazioni di

connessione e posizionamento dei conci.

Questa operazione ha consentito di veri-

ficare la corrispondenza fra i valori delle

reazioni vincolari ottenuti dal calcolo e

quelli reali misurati durante il premontag-

gio.

Il premontaggio virtuale ha poi consenti-

to di verificare ed apprezzare la precisione

nella costruzione e nelle lavorazioni mec-

caniche degli elementi e di effettuare una

tabella 2 - ciclo di pitturazione

Prima mano 60 μm d.f.t. Zincante epossidico

Seconda mano 130 μm d.f.t. Intermedio epossidico in ferro micaceo

Mano finale 60 μm d.f.t. Acrilico polisilossanico metallizzato

tabella 1 - ciclo di protezione dalla corrosione

Zincatura a caldo con spessore dello strato di zinco pari a 85 μm

Seconda mano 80 μm d.f.t. Intermedio epossidico in ferro micaceo

Mano finale 60 μm d.f.t. Acrilico polisilossanico metallizzato


valutazione accurata dell’intera geometria

tridimensionale della struttura. I dati geo-

metrici così ottenuti sono stati successiva-

mente condivisi con il progettista il quale,

integrandoli nel modello di calcolo, ha va-

lutato il reale comportamento della tenso-

struttura alla luce della geometria reale del

compression ring.

Durante lo svolgimento del montaggio in

cantiere, il monitoraggio costante delle

deformazioni del compression ring duran-

te le fasi di sollevamento ha confermato il

rispetto delle tolleranze di lavorazione ed

ha validato il processo di controllo di esse

attuato.

IL mONtaggIO dELL’OpERa

Il montaggio della struttura può essere

suddiviso in tre fasi principali:

- montaggio della struttura metallica

esterna;

- assiemaggio e posizionamento a terra

della parte centrale della struttura: cen-

tral needle, flying masts, funi e castings;

sollevamento finale denominato big lift;

- montaggio in quota delle strutture ac-

cessorie: video cube, garage, glass roof e

sistema per la movimentazione del tetto

retrattile; montaggio e tensionamento

della membrana di copertura.

montaggio della struttura metallica

principale

Il montaggio della copertura dello stadio

nazionale di Varsavia ha avuto inizio nel

gennaio 2010 con la posa e l’inghisaggio

delle basi per il supporto della struttura

metallica. Durante il loro posizionamento

in opera, un continuo monitoraggio dei

cedimenti differenziali ha consentito di

verificare il corretto posizionamento dei

punti di connessione inferiori della strut-

tura metallica, con lo scopo di garantire le

strette tolleranze richieste dalle specifiche

progettuali.

Nell’aprile 2010 il sollevamento della pri-

ma colonna ha dato il via al montaggio

della parte principale della struttura me-

tallica. Le colonne ed il compression ring

sono stati posizionati con l’utilizzo di gru

cingolate Demag CC2800 della portata

di 700 tonnellate. Gli elementi sono stati

stabilizzati attraverso l’utilizzo di collega-

menti provvisori ancorati alla struttura in

calcestruzzo (figure 13 e 14).

Contemporaneamente, lungo il perimetro

esterno dello stadio, sono state predispo-

ste delle strutture temporanee per l’assie-

matura e la saldatura degli elementi strut

e facade ties.

Il loro posizionamento e l’inserimento dei

perni di connessione fra compression ring

e strut e la realizzazione della saldatura di

collegamento fra gli elementi facade tie e

le colonne, ha consentito di ultimare la pri-

ma importante fase del processo di mon-

taggio della struttura (figura 15).

L’inserimento del concio di chiave del

compression ring che è stato possibile ef-

fettuare senza forzature e la verifica della

geometria dei punti di connessione delle

funi radiali, ha validato il processo produt-

tivo ed i rilievi fisici e virtuali eseguiti du-

rante tutte le fasi di costruzione e premon-

taggio della carpenteria metallica.

assIEmaggIO dELLa stRUttURa

mEtaLLIca INtERNa E pOsIzIONa-

mENtO dELLE fUNI E dEI CaSTINgS: IL

bIg lIFT

Una volta completato il montaggio della

struttura esterna principale, l’attenzione

si è spostata verso l’interno dello stadio,

sulle tribune e sul solaio in calcestruzzo

armato, basamento per il terreno del cam-

po di gioco. Il progettista strutturale SBP

ha ricavato dal modello tridimensionale

la configurazione geometrica di partenza

per le operazioni di tesatura dei cavi radia-

li e del successivo sollevamento dell’intera

struttura di copertura. La definizione delle

geometrie di progetto è stata messa in

opera con la massima attenzione al fine di

garantire la corretta stesura, sulle tribune

e sul campo di gioco, dei cavi radiali e cir-

conferenziali (figura 16).

Questi ultimi, costituiti da funi di diametro

125 e 70 mm, sono stati posizionati all’in-

terno dei castings per le successive ope-

razioni di serraggio e tensionamento dei

bulloni.

I castings sono stati disposti sul campo di

Fig. 12 - Premontaggio in officina del compression ring


gioco con quote in altezza variabili fra 1 e

8 m, grazie all’utilizzo di rilevamenti topo-

grafici, con lo scopo di garantirne il cor-

retto posizionamento ed orientamento

nello spazio, requisito fondamentale per

il controllo della geometria della struttura

durante le fasi di sollevamento.

Successivamente sono stati inseriti i flying

mast fra i due livelli di ring cables e con-

nessi alle estremità superiori ed inferiori ai

castings, attraverso connessioni bullona-

te. In particolare nella connessione degli

elementi d’angolo sono stati incorporati

degli appoggi sferici, al fine di riprende-

re le deformazioni della tensostruttura. Il

central needle è stato assiemato all’interno

dello stadio e calato in posizione vertica-

le in un apposito vano, realizzato al cen-

tro del campo di gioco attraverso un foro

eseguito sui tre solai inferiori, realizzati per

ospitare i parcheggi interrati, fino a rag-

giungere un livello di -18 m rispetto alla

quota base delle colonne esterne (figura

17). Contemporaneamente alle operazio-

ni di tesatura dei cavi radiali, è avvenuto

il sollevamento del central needle, grazie

all’utilizzo di strand jacks (figura 18).

Sono state poi posizionate le strutture

temporanee in carpenteria metallica pro-

gettate e costruite appositamente per la

tesatura dei cavi radiali superiori ed infe-

riori. Esse sono state connesse da un lato

sui cavi stessi e dall’altro sulla struttura me-

tallica esterna di copertura. A questi sono

stati collegati gli strand jacks, per valori di

tiro che hanno raggiunto i 6.500 kN per i

cavi radiali inferiori d’angolo. Posizionate

le strutture nella configurazione di parten-

za, i 92 strand jacks sono stati attivati per le

operazioni di tesatura dei cavi radiali su-

periori. Raggiunti i corretti valori di tensio-

ne nelle funi, l’intera struttura di copertura

ha iniziato a sollevarsi, nel rispetto delle

fasi definite dal progettista per assicurare

la stabilità strutturale, fino alla realizzazio-

ne delle connessione fra cavi radiali supe-

riori e struts, con l’inserimento dei perni di

collegamento (figure 19a, b, c). Una volta

terminata questa operazione, la tesatura

dei cavi radiali inferiori, attraverso 72 cop-

pie di strand jacks, e la loro connessione

Fig. 16 - Operazioni di posizionamento sul campo di gioco e sulle tribune della struttura interna di copertura

Fig. 15 - Vista esterna dello stadio in fase di mon-taggio della struttura metallica di copertura

Fig. 17 - Central needle posizionato nella configu-razione iniziale

Fig. 13 - Montaggio di colonne, compression ring e installazione delle funi di controvento principali

Fig. 14 - Vista del compression ring durante le fasi di costruzione


con il compression ring ha consentito di

completare la fase di sollevamento della

struttura, denominata big lift.

mONtaggIO dELLa stRUttURa dI

cOmpLEtamENtO

Al termine del big lift il montaggio della

struttura è proseguito con l’installazione

sul central needle delle strutture di gara-

ge, video cube e dei loro relativi sistemi

di movimentazione. Le attività di costru-

zione hanno poi interessato il resto della

copertura interna dello stadio, con il mon-

taggio degli archi in acciaio per l’instal-

lazione e la tesatura della membrana di

copertura, del glass roof, delle passerelle

di manutenzione connesse ai flying masts

e del sistema di movimentazione della

membrana retrattile interna (figura 20).

Il completamento dell’opera è avvenuto

con l’installazione dei pannelli di allumi-

nio (figura 21), supportati dalla struttura

esterna della facciata, che conferiscono

allo stadio di Varsavia il suo inconfondibi-

le aspetto nella trasparenza e leggerezza

dei colori bianco e rosso della bandiera

polacca.

dr. ing. andrea garbuio

Direzione tecnica CIMOLAI Spa, Pordenone

Fig. 18 -Strand jack assiemato a terra con la relati-va attrezzatura di sollevamento

Fig. 19a, b, c - Vista interna dello stadio durante la sequenza di sollevamento finale, big lift

a)

b)

c)


cREdIts

cliente – gestore:

NCS - Narodowe Centrum Sportu Sp. z o.o -

Varsavia - Polonia

architetto: GMP - Gerkan, Marg and

Partners GMP - Berlino - Germania

progettista: SBP - Schlaich Bergermann

and Partners - Stoccarda - Germania

Impresa generale: Alpine Bau

Deutschland AG, Alpine Bau GmbH

and Alpine Construction Poland Ltd.,

Hydrobudowa Poland SA and PBG

sviluppo disegni costruttivi della

struttura metallica principale di

copertura:

Cimolai Spa – Pordenone - Italia

progettazione e sviluppo dei disegni

costruttivi della struttura metallica

interna di copertura:


carpenteria per la struttura principale di

copertura:


carpenteria per la parte interna della

struttura:

Mostostal Zabrze Holding S.A. - Zabrze -

Polonia

fornitura funi spiroidali:

Redaelli Tecna S.p.A. – Cologno Monzese -

Italia

fornitura elementi fusi (castings):

Fonderie Cividale – Cividale del Friuli - Italia

montaggio della copertura:

Mostostal Zabrze Holding S.A. - Zabrze -

Polonia

supervisione e coordinamento

delle operazioni di montaggio della

copertura e big lift:


progettazione e realizzazione della

membrana di copertura:

Hightex GmbH – Rimsting - Germania

progettazione e costruzione del sistema

di movimentazione della membrana

interna:

Cimolai Technology – Carmignano di

Brenta - Italia

progettazione e fabbricazione delle

attrezzature di sollevamento finale della

copertura, big lift:


coordinamento delle attività di

sollevamento finale della copertura, big

lift:


sollevamento finale della copertura:

VSL ltd – Subingen - Svizzera

Fig. 21 - Fase di montaggio della pannellatura esterna dello stadio Fig. 20 -Vista della copertura nelle fasi di montaggio della membrana in PTFE

dati generali dell’opera

capacità dello stadio Nazionale

di Varsavia:

Posti a sedere 58.500

Area coperta totale 50.000 m²

Totale superficie di copertura 64.800 m²

Inizio posa pali di fondazione 15/05/2008

Montaggio della 1a colonna 29/04/2010

Completamento del big lift 04/01/2011

Inaugurazione del nuovo stadio

30/11/2011

Peso totale struttura in acciaio 12.970 t

Peso totale funi spiroidali 1480 t

Peso totale elementi fusi (castings) 300 t

Massima altezza della copertura 90 m

Qualità acciaio S355N, S460M secondo

EN10025, caratteristiche

aggiuntive Z25 e Z35

secondo EN 10164

Bulloni CL.10.9, CL. 8.8 secondo

EN14399 – EN 1090

Lo stadio Nazionale di Varsavia, recentemente completato ... 6 COSTRUZIONI METALLICHE NOv dIC 12 33...

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