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Stadio S. Nicola di Bari – 1987-1989

Costruzione del nuovo Stadio SAN NICOLA per il Calcio e l'Atletica Leggera

I lavori affidati in concessione (1987 – 1990) per la realizzazione dello stadio San Nicola di Bari comprendevano – oltre alla costruzione dell’impianto sportivo anche la sistemazione di una vasta area esterna, per una superficie complessiva di 533.000 metri quadrati. Il verde copre circa 128.000 mq, mentre i pargheggi hanno una capienza di 9.200 posti auto e 190 posti per autobus.
L’impianto sportivo consta di due tribune anulari, una superiore, l’altra inferiore, ed un corpo servizi, anch’esso anulare. La tribuna superiore è l’unica struttura visibile dall’esterno, in quanto una collina artificiale, addossata al corpo servizi anulare, nasconde la gradinata inferiore, che pertanto ripropone una soluzione cara all’architettura classica degli anfiteatri dell’antica Grecia.

La capienza, compresi i 4.000 posti che durante i campionati mondiali sono stati occupati dai 1.300 giornalisti accreditati, è di 58.495 spettatori – ciascuno con un posto a sedere su scocca numerata – dei quali 32.745 nell’anello superiore e 25.750 in quello inferiore.
L’anello superiore è suddiviso in 26 settori, tra loro separati da ampi varchi che “aprono” la struttura verso l’esterno.
Molte delle scelte progettuali più significative e delle problematiche strutturali più impegnative sono riconducibili – come si vedrà in seguito – proprio a questo tema dell’apertura dell’impianto sportivo verso l’ambiente esterno, che si propone come una originale alternativa alla tradizionale concezione degli stadi:”catini” chiusi, crogioli di tifo.
Il corpo anulare dei servizi contiene una strada e pargheggi interni, riservati agli atleti, agli arbitri, ai servizi di sicurezza; le centrali tecnologighe; i servizi igienici per il pubblico; gli spogliatoi del calcio (AD ovest) e quelli dell’atletica leggera (ad est).
Esso svolge anche una funzione fondamentale per il comportamento globale antisismico della stuttura. La strada interna è l’anello terminale di un itinerario che, dalla tangenziale della città- lungo una via di scorrimento veloce – conduce in qualsiasi angolo, nel cuore dell’impianto, in condizioni di sicurezza.
quasi tutti i posti a sedere sono coperti. quelli della tribuna inferiore, dalla soprastante struttura pensile dell’anello superiore in c.a. ; quelli della tribuna superiore, dal telo in teflon (politetrafluoroetilene), disteso su una struttura metallica, formata in parte da elementi in acciaio inox.
La concezione geometrica dello stadio, dalle sue linee generali sino ai dettagli, mostra con evidenza l’attenzione che l’autore ha rivolto al perseguimento degli obiettivi fondamentali del progetto. I profili curvilinei e le loro continue variazioni, oltre quello estetico, esprimono infatti il valore tecnico delle scelte attraverso l’adeguamento delle forme alle esigenze funzionali.
È nata così una grande moderna struttura”artigiana”, libera da vincoli costruttivi e dagli standard geometrici della prefabbricazione in serie. Vari gli aspetti che concorrono a connotare di originalità la geometria dello stadio San Nicola:

• il tracciato planimetrico sempre curvo, anche lungo i settori delle tribune, che assicura ad ogni spettatore una posizione naturalmente rivolta verso l’area centrale del campo;

• il profilo circolare policentrico di tutte le sezioni radiali (secondo le leggi della curva di visibilità) che a sua volta è variabile, per gruppi di settori, in funzione della loro distanza media dal centro del campo;

• la variabilità del profilo di colmo dell’anello superiore, conseguente alla scelta di tenere in curva un numero di file di posti minore di quello delle tribune, proprio al fine di ottimizzare la distribuzione dei posti in funzione della qualità della visibilità;

• la superficie torica intradossale dell’anello superiore sagomata a doghe a loro volta dotate di profilo curvilineo anch’esso variabile sia lungo le direttrici che lungo le generatrici.

Entrambi gli anelli, superiore ed inferiore, si sviluppano in pianta lungo linee anulari policentriche. I quattro centri di curvatura sono a due a due simmetrici rispetto al centro del campo.

La generale curvatura planimetrica dell’opera ha determinato una notevole variabilità geometrica delle parti strutturali complementari, anche della tribuna inferiore, sebbene questa abbia una configurazione piu’semplice di quella superiore. Particolare attenzione ha richiesto soprattutto la progettazione degli elementi prefabbricati e semiprefabbricati (lastre di impalcato tipo predalles, travi portagradoni, gradoni, etc.) per i quali si è resa necessaria la realizzazione di numerosi esempleri differenti per dimensione e forma.
L’abaco gradoni del solo anello inferiore, ad esempio, conta trentacinque elementi base diversi fra di loro, nonostante la apparente uniformità e ripetitività della soluzione progettuale. Anche piu’complessa la geometria dell’anello superiore, le cui centoquattro colonne spiccano dal ballatoio a quota + 6.50.
La superficie di intradosso – scandita da una successione di doghe (onde) ad andamento radiale – e inscritta in una triplice superficie torica generata dalla rotazione, intorno agli assi verticali passanti per i quattro punti di tracciamento planimetrico (di cui si è detto), del comune profilo mediano esterno delle onde, che si identifica con una policentrica formata da tre archi di cerchio di raggio differente. Il bordo interno della suddetta superficie si sviluppa con continuità – su tutto il perimetro – a quota costantemente pari a +9.50 m, ed è tangente al piano orizzontale.Il bordo esterno, interrotto sistematicamente fra un settore e quello contiguo dai 26 varchi in cui si inseriscono le scale esterne, e profilato invece da una quota ciclicamente variabile: da un massimo di +30,00 m (in corrispondenza delle tribune) ad un minimo di + 25,70 m (in corrispondenza delle curve).
Tale profilo è generato dalla intersezione della suddetta superficie torica con una ideale superficie cilindrica avente direttrice circolare (R= 2.149,2 m).

ARCHITETTURA, STRATEGIE COSTRUTTIVE E ORGANIZZAZIONE DEL CANTIERE

La scelta della prefabbricazione a piè d’opera

La generale concezione architettonica e statica dell’opera – caratterizzata, come si è visto, da una geometria di non comune complessità e variabilità, oltre che dall’ardita sospensione dell’intero anello superiore e della sovrastante copertura su un numero relativamente limitato di colonne – ha influenzato considerevolmente le scelte costruttive, non solo quelle di dettaglio, ma persino quelle strategiche [ 15 ]. Per la realizzazione dell’anello superiore si era inizialmente formulata l’ipotesi del ricorso ad una prefabbricazione integrale delle strutture portanti.Era anche stata indetta dal concessionario una gara di appalto – con richiesta di proposte di soluzioni tecniche- alla quale avevano partecipato alcune delle maggiori ditte regionali e nazionali di prefabbricazione in c.a. e c.a.p..
Emergevano due diverse ipotesi di strategie costruttive: quella dell’assemblaggio in opera di numerosi elementi, di limitato peso e dimensioni, che pertanto potevano essere prodotti in stabilimento; e quella della prefabbricazione a piè d’opera e del successivo sollevamento, di elementi che potevano cosi’assumere dimensioni e peso anche molto rilevanti.
In entrambi i casi obiettivo dominante era il rispetto del termine ultimo, utile perchè l’impianto potesse entrare in esercizio in occasione dei campionati mondiali del 1990.
Pertanto la scelta delle modalità costruttive, inevitabilmente orientata verso la prefabricazione, non poteva prescindere da una attenta valutazione del livello di rischio proprio di ciascuna delle ipotesi vagliate: a progetti più promettenti, ma arditi, si dovevano preferire soluzioni più tradizionali, meno rapide, ma di più sicura realizzazione. Un requisito essenziale, a tal fine, era evidentemente quello della possibilità – che le strategie costruttive proposte offrivono in misura diversa, in funzione delle loro peculiari caratteristiche – di accelerare la produttività in corso d’opera con eventuale maggiore impiego di risorse.
Lo studio delle problematiche esecutive e lo stesso esame delle proposte formulate dalle ditte partecipanti (Ines, Lombardi, Rivoli, Scac, Silca, Tecnostrutture, Valdadige), avevano messo in luce una serie di considerevoli difficoltà connesse alla ipotesi della prefabbricazione in stabilimento, per la grande varietà e complessità geometrica degli elementi strutturali da realizzare e da solidarizzare in opera.
Si trattava, infatti, di adeguare tecniche produttive e modalità di assemblaggio di tipo”industriale”alla realizzazione di un’opera che – essendo il suo maggior pregio estetico affidato alla libera evoluzione spaziale delle forme curve – non era assolutamente riconducibile a schemi modulari semplici e ripetitivi. Considerata anche l’esiguità del tempo a disposizione per il necessario studio preliminare, sistematico e approfondito, di una procedura di prefabbricazione così atipica, si pervenne alla cognizione che questa strada avrebbe comportato gravi e imprevedibili rischi, e quindi insufficienti garanzie di buon esito. Si optò così per la prefabbricazione a piè d’opera, che peraltro si prestava ad un più diretto e continuo controllo da parte della società realizzatrice dell’intervento. Si cominciò con l’esplorare la possibilità di una prefabbricazione pesante, dalla quale si poteva attendere una maggiore rapidità esecutiva.
Fra le varie ipotesi fu anche esaminata quella che prevedeva la totale prefabbricazione di un settore, del peso complessivo di 880t. Anche in considerazione del rilevante braccio, risultava però necessario l’impiego di un’autogrù di straordinaria potenza. Indagini effettuate all’epoca portarono a concludere che esisteva un solo mezzo al mondo capace di tali prestazioni, e tale mezzo – originariamente destinato al cantiere della centrale di Montalto di Castro – si era reso accidentalmente disponibile in conseguenza della sospensione di questi lavori. Il costo del solo trasporto di questa autogrù (Mannesman Demag CC12000) al cantiere di Bari veniva valutato in 400 milioni di lire circa.
Emergeva, tuttavia, sino a diventare decisivo sulla scelta, il fattore rischio connesso alla indisponibilità di un mezzo di analoghe caratteristiche, al quale far ricorso in caso di avaria.
Ipotesi alternative di impiego di 2 gru (Demag CC4800), agenti contemporaniamente e complessivamente equivalenti, furono anch’esse accantonate perchè fu giudicata tecnicamente complessa la gestione del coordinamento operativo dei due mezzi. E del resto anche queste autogrù dovevano essere di potenza non comune, tanto che anche la loro sostituzione o riparazione si prevedeva esposta al rischio di lunghe interruzioni di lavoro, assolutamente incompatibili con la esigenza di rispettare l’obiettivo dell’intervento, che era quello di consegnare l’opera completa e funzionale in tempo perchè potesse essere utilizzata in occasione dei campionati mondiali di calcio.
Si dovette pertanto rinunciare al suggestivo progetto di realizzare prima a piè d’opera i settori, ciascuno in un sol pezzo, per poi montarli uno per volta sulle quattro colonne portanti, sebbene l’idea incontrasse il favore di tutti. Degli strutturisti, per le garanzie di monoliticità che tale soluzione offriva quanto meno con riguardo alla solidarietà delle travi costituenti il graticcio di ciascun settore.
Dell’architetto, per la qualità della faccia vista dei getti.
Del management dei costruttori, che apprezzava la possibilità di anticipare l’inizio della realizzazione dell’anello superiore e di accelerare notevolmente le operazioni di montaggio, la cui durata era prevista di soli 98 giorni.
Una rinuncia, dunque, principalmente causata dalla esigenza di ridurre al minimo i rischi conseguenti ad imprevisti di natura tecnica.

Si stabilì, pertanto, di”ripiegare”su un livello di potenza dei mezzi di sollevamento per il quale il mercato offrisse una libera e ampia possibilità di scelta, e cioè su autogrù da 150- 200t. a questa potenza, in considerazione dei rilevanti bracci di leva, doveva corrispondere un peso massimo dell’elemento prefabbricato da sollevare dell’ordine delle 25t, che corrisponde al peso proprio della metà inferiore di una singola campata delle travi radiali principali. Emerse così un dato di progetto che costituì poi un fondamentale riferimento al quale si dovette condizionare la concezione della progettazione strutturale.
Si preferirono infatti, tecniche esecutive di tipo più tradizionale – limitando al minimo indispensabile anche il ricorso alla presollecitazione degli elementi strutturali, con la semiprefabbricazione delle onde (la parte inferiore delle travi radiali) Nell’area di cantiere, il loro assemblaggio su speciali impalcature tubolari di sostegno, e il successivo getto in opera di completamento e solidarizzazione. Le difficoltà connesse a tale metodologia esecutiva furono giudicate relativamente controllabili in corso d’opera, potendosene affrontare la soluzione con impegno di mezzi e di manodopera di volta in volta adeguati alle necessità del momento.

La frontiera fra prefabbricazione e getto in opera

Un altro tema di fondamentale importanza con riguardo alla impostazione del progetto della struttura dell’anello superiore è stato quello della scelta della frontiera fra gli elementi da prefabbricare e quelli da gettare in opera.

In figura sono rappresentati schematicamente stralci assonometrici delle travi radiali, secondarie e principali, che mostrano quale loro parte sia stata prefabbricata e quale completata in opera. La soluzione adottata rappresenta la conclusione di uno studio che aveva come obiettivo la individuazione sia del tipo che della dimensione degli elementi strutturali da prefabbricare. Il criterio al quale fu ispirato lo studio era quello di conciliare le molteplici esigenze di natura tecnica (statica, geometrica, costruttiva) con quelle di natura contrattuale (tempi di costruzione) e imprenditoriale (costi e rischi). La soluzione adottata e caratterizzata da elementi prefabbricati del peso variabile fra le 11 e le 25 t, di lunghezza pari alla luce di una singola campata (interna o a sbalzo – al massimo 16 m), autoportanti. Lestrutture prefabbricate sono quelle a vista (le onde di intradosso del guscio), compresa la parte inferiore dell’anima sino a realizzare l’altezza strettamente necessaria per assicurare l’autoportanza dell’elemento. Una scelta che ha consentito di soddisfare esigenze di natura estetica (qualità della faccia vista), di natura statica (recupero di una sostanziale monoliticità attraverso la continuità dei getti in opera di tutte le regioni soggette a trazione, essendo la prefabbricazione limitata alle sole zone compresse), costruttiva (assemblaggio fra elementi prefabbricati favorito dalla mutua compressione; tolleranze di montaggio assicurate dalle coppelle interposte fra le onde; possibilità di impiego di mezzi di sollevamento di comune portata).

Si rifletta sulla circostanza che la superficie di intradosso risulta essere – in direzione radiale – quasi esclusivamente compressa. Risulta così migliorata l’efficienza delle tecniche di assemblaggio degli elementi prefabbricati, che – essendo disposti per l’appunto al lembo inferiore, secondo doghe radiali – si giovano dell’effetto solidarizzante dovuto alla compressione. Nel contempo si sono potute realizzare completamente in opera, ed in continuità fra di loro, tutte le parti tese, che giocano un ruolo decisivo, nel più generale contesto del comportamento della struttura. Agli elementi prefabbricati viene così assicurata una connessione che non presenta soluzioni di continuità, si che la struttura nel suo insieme, finisce con il recuperare caratteristiche di comportamento tipiche di opere monolitiche. Le sole traiettorie di tradizione che attraversano superfici di contatto fra prefabbricati e getti di completamento in opera, sono quelle trasversali – dovute alla sollecitazione di taglio – nelle travi radiali. Particolare cura, pertanto, si è rivolta alla progettazione ed alla esecuzione delle staffe di cucitura fra le onde ed i getti di completamento. Lo studio di tutti i manufatti prefabbricati e semiprefabbricati, strutturali e di completamento dell’anello (onde, gradoni e corselli, veletta di colmo, pannelli di chiusura laterale dei varchi delle scale esterne, coppelle in c.a.v., parapetto del bordo inferiore ecc.) a richiesto la individuazione – per ciascun tipo – di una serie numerosissima di elementi base geometricamente differenti tra loro. Considerevoli difficoltà conseguentemente, sono state incontrate anche nella definizione e disposizione dei casseri per i getti di completamento e nelle operazioni di montaggio dei pezzi realizzati fuori opera. Difficoltà, del resto, già affrontate in sede di progettazione strutturale, allorquando si è reso necessario il riferimento a numerosi modelli di calcolo spaziale per l’analisi sismica dei settori che compongono l’anello; e, successivamente, si è dovuta individuare una molteplicità di differenti soluzioni costruttive di dettaglio per uno stesso elemento strutturale.

La programmazione delle fasi costruttive

Le figure riportate illustrano schematicamente il programma di avanzamento della realizzazione dei 26 settori, e la sequenza delle operazioni di montaggio degli elementi prefabbricati a piè d’opera (le onde), e di completamento con getti in opera delle parti restanti delle costole delle travi radiali, e delle intere travi anulari. La figura che rappresenta le piante di carpenteria di un generico settore è possibile identificare con il loro nome gli elementi strutturali richiamati. I motivi ispiratori della strategia di programmazione delle fasi costruttive erano numerosi e di diversa natura: tecnico – economici, e teorico costruttivi. Si vedano fra gli altri, i parr. 1.2.1 e 3.6.

Architettura e concezione strutturale

Lo studio delle correlazioni fra concezione strutturale ed architettura di un opera complessa, come lo stadio San Nicola di Bari, si presta assai di più ad un’analisi dei molteplici aspetti in cui la questione si articola, che non alla ricerca di un unico principio ispiratore del progetto. Ètuttavia possibile spesso riconoscere nella specificità e nella originalità delle soluzioni prescelte la forte presenza di una tensione verso il conseguimento di obiettivi che finiscono così con l’offrire agli autori un sicuro orientamento. Del resto la suggestione della ricerca di un ordine da dare alle regole per progettare è stata sempre fortemente sentita, sin dai tempi più lontani dell’architettura classica anche prima di Vitruvio. Estetica, funzionalità, resistenza, durabilità, duttilità, economia gli obiettivi fondamentali di un progetto stutturale. Nelle pagine che seguono sono illustrati aspetti relativi al progetto delle strutture portanti in c. a. , con riferimento quasi esclusivamente alla tribuna superiore. Sebbene i beni rappresentino solo un campione, essi tuttavia possono offrire lo spunto per riflettere, e per riconoscere, in ciascuno di essi, tracce di quella tensione costruttiva verso il raggiungimento di quegli obiettivi.

Le fondazioni ed il corpo anulare inferiore

Come si è visto, una rilevante percentuale dell’importo dei lavori (10.1) (54 sul totale di 98 miliardi) è stata investita per realizzare le strutture portanti, in c. a. ed in acciaio. La notevole incidenza è una conseguenza – oltre che delle carateristiche proprie di tutti gli impianti di questo genere – anche delle scelte progettuali specifiche del caso in esame, sopratutto quelle di natura geometrica (par 1. 1). Riesaminando il progetto con l’attenzione rivolta agli aspetti strutturali, si ritrova una dichiarata distinzioni di funzioni fra l’anello superiore ed il corpo interrato dalla collina artificiale. Questo ultimo infatti, come si è detto è un contenitore di servizi, svolge questo ruolo anche agli effetti del comportamento globale dell’organismo strutturale. In particolare esso ha il compito di vincolare le sezioni di spiccato delle esili colonne che portano l’anello superiore, in modo da renderne minimi i movimenti (spostamenti nel piano orrizontale e rotazioni intorno a qualsiasi asse giacente in tale piano) anche nell’ipotesi di un evento sismico. Infatti, sebbene il territorio del comune di Bari non rientri fra quelli dichiarati sismici dalla normativa vigente, tuttavia l’opera è stata progettata come – per fare un esempio – se fosse ubicata a Potenza. La questione del comportamento della struttura agli azioni orizzontali – proprio in conseguenza delle strette correlazioni che essa ha con l’architettura propria dello stadio- è in assoluto quella che ha maggiormente impegnato progettisti e costruttori. Essa è sviluppata nei paragrafi che seguono, ed in particolare nel paragrafo 3. Il corpo anulare dei servizi, è dunque un’enorme cintura in cemento armato, irrigidita da lunghe pareti anulari, ed appesantita da 25 stanzoni riempiti di pietrame (le cosiddette zavorre, del peso di 300 t). L’impegno progettuale e profuso per dotare il corpo anulare di queste particolari caratteristiche trae origine proprio dall’impostazione del progetto architettonico, da quella idea di trasparenza (par. 1.1). Il vuoto fra i due anelli, che consente a chi passeggia sul vasto ballatoio anulare, in cima alla collina artificiale, di osservare da un lato il campo di gioco e dall’altro la campagna circostante, doveva infatti essere attraversato da strutture verticali rare e sottili: le 104 colonne. Inoltre le soluzioni di continuità della tribuna superiore, divisa in 26 settori da ampi varchi trasparenti anche ai fasci di luce dei proiettori dell’impianto d’illuminazione, contribuivano a loro volta ad accentuare la deformabilità del sistema, rendendo più problematica la solidarizzazione dei telai portanti alle azioni orizzontali (3.5). Le suddette condizioni progettuali imponevano, dunque, la massima possibile concentrazione di rigidezza nel corpo anulare occulòtato dalla collina artificiale, dove le masse stutturali non sono percepibili e tuttavia risultano assai efficaci per vincolare le sezioni di spiccato delle colonne. Ad esaltare la rigidezza del corpo anulare contribuisce certamente la circostanza che la natura geologico – geotecnica del terreno di fondazione è quella caratteristica dei cosiddetti calcari di terra di Bari. Èvero che la loro condizione di rinvenimento, normalmente caratterizzata da fenomeni di carsismo e dalla presenza di lenti e sacche di terra rossa, che si insinuano fra gli strati compatti di roccia, può rappresentare localmente un’insidia. Tuttavia nel caso in esame è stato possibile escludere qualsiasi rischio.Le indicazioni fornite dalle indagini geologico – geotecniche preliminari alla elaborazione del progetto , sono state infatti confermate ed integrate in corso d’opera da una sistematica campagna di sondaggi: 104 trivellazioni, una per ciascuna delle 104 colonne principali, in corrispondenza del loro asse. Per ciascun gruppo di 4 colonne contigue l’ispezione è stata spinta sino a 20 m di profondità in una delle 4 trivellazioni, e sino a 7 m nelle altre. Si è detto che il piano di posa dei blocchi di fondazione è costituito da un substrato di calcare di Bari. Le condizioni di rinvenimento sono risultate tuttavia sensibilmente diverse tra le due regioni separate dell’asse SUD/EST-NORD7OVEST: diffusa presenza di carsificazione con terre rosse nell’area SUD; ottime condizioni, al contrario, nell’area NORD. Nella planimetria si identificano le due regioni attraverso la differente soluzione strutturale adottata: plinti doppi a SUD; plinti singoli a NORD.

L’ossatura dell’anello superiore

La struttura portante principale è composta da un graticcio di travi, disposte secondo le due direzioni, anulare e radiale. Il graticcio è interamente gettato in opera, con la sola eccezione della parte inferiore delle travi radiali (contenente l’onda), che risulta compressa. Si è in tal modo realizzata un’ossatura portante sostanzialmente”monolitica”, in quanto tutte le zone tese del suo organismo sono in effetti prive di soluzione di continuità. Osservando il disegno del graticcio di travi che costituisce l’ossatura interna di ciascuno dei 26 settori dell’anello superiore, si possono rilevare alcuni degli aspetti più significativi della concezione dell’intera struttura. Con riguardo alla resistenza alle azioni sismiche orizzontali, la struttura è complessivamente più debole nei confronti delle forze anulari che di quelle radiali. Infatti, a queste ultime, le colonne offrono itinerari più rigidi perchè la loro sezione trasversale – disposta con il lato maggiore in direzione radiale – risulta alle due estremità più efficacemente vincolata alla rotazione, superiormente dalle travi radiali principali (a doppia costola), è, inferiormente, dalle robuste travi radiali dell’ impalcato del ballatoio (a + 6.50).

Al contrario, in direzione anulare la suddivisione geometrica in settori intervallati da profondi spazi vuoti determina un rilevante indebolimento della linea resistente esterna, passante per le colonne ES. Questa circostanza contribuisce ad esaltare il ruolo portante principale svolto dal telaio anulare IN. Solo esso, infatti, è continuo per tutto il suo sviluppo. Inoltre è dotato di colonne più rigide, perchè di minore altezza di quelle disposte lungo l’allineamento ES (si veda il paragrafo 3.5). Il guscio, con riguardo al sisma anulare, dunque, tende a comportarsi come un sistema di 26 lastre incastrate lungo l’allineamento IN (interno) e soggette a forze giacenti nel loro piano. Per questa ragione risultava ancor più opportuno ricercare soluzioni che attribuissero la massima resistenza possibile al telaio anulare IN (interno). Esclusa la possibilità di eliminare del tutto i giunti di dilatazione, si è scelta la soluzione di settori a due a due solidali fra loro. In tal modo, pur abbattendo le coazioni impresse dalle variazioni di temperatura, si è potuto utilizzare, per ogni coppia, il contributo irrigidente assai rilevante della campata corta fra i due settori. A tal riguardo giova osservare che la invisibilità dei giunti è stata certamente favorita dalla loro ubicazione alla estremità delle campate corte. Infatti queste, per effetto della continuità con la contigua trave IN di luce molto maggiore, tendono a funzionare a sbalzo, spostando addirittura verso l’alto la estremità sconnessa. Ciò garantisce un buon funzionamento anche ai semplici giunti a sella, consentendo di evitare lo sdoppiamento delle colonne, improponibile anche perchè non previsto dal progetto architettonico. Con rguardo alla resistenza ai carichi provenienti dalla copertura metallica (forze e coppie concentrate nei nodi di estremità delle campate esterne a sbalzo delle travi principali) va rilevato che essi possono raggiungere livelli notevoli, per effetto del vento [ 13 ], [ 14 ]. Anche per questa ragione le travi radiali principali sono rinforzate (a cassone: doppia costola) e le estremità sono piene proprio al fine di realizzare un nodo adeguato alla esigenza di canalizzare nella , mensola in c.a. le forti azioni provenienti dal cantilever metallico.

La trave anulare di colmo non prevista nel progetto a base della gara per l’affidamento dei lavori, è stata pertanto inserita proprio allo scopo di assicurare la continuità delle deformazioni lungo il bordo che quelle rilevanti azioni concentrate avrebbero potuto compromettere. In tal modo è stato possibile anche ridurre la sollecitazione di taglio della trave anulare ES (esterna), sino al valore di 576 t, che tuttora resta uno dei numeri più rilevanti di tutto l’organismo strutturale. Si noti, la larghezza dell’anima di questa trave, crescente sino a 70 cm, proprio per far fronte alla notevole sollecitazione di taglio.

L’inserimento della trave anulare di colmo, indispensabile come si è detto per recuperare la continuità delle deformazioni al lembo superiore delle travi radiali, non è tuttavia sufficiente a rendere uniforme lo stato di sollecitazione. La concentrazione negli angoli estremi del settore delle grandi azioni trasmesse dalla copertura metallica, infatti, rende assai maggiore l’impegno statico delle travi radiali di estremità (principali) rispetto a quello delle travi radiali interne (secondarie). Per altro con riguardo alle azioni direttamente applicate all’impalcato (peso proprio, folla, sisma), la trave anulare di colmo contribuisce ad esaltare il funzionamento spaziale a graticcio, riducendo le sollecitazioni massime – che sono caratteristiche delle travi anulari IN ed ES – ed incrementando quelle delle radiali principali. Per queste ragioni è stato necessario dotare le travi radiali principali di particolari caratteristiche di resistenza, mediante la adozione di una sezione trasversale a cassone (si notino le due costole): una scelta particolarmente efficace per esaltare la resistenza a taglio e torsione con limitato incremento di peso proprio strutturale. Qualche considerazione a parte meritano gli sbalzi alla estremità inferiore della tribuna (verso il campo). Sebbene minore (9.28 m) della luce degli sbalzi esterni delle travi radiali (variabile fino a 13.30 m), la parte aggettante dell’anello che si protende verso il campo a richiesto la soluzione di alcuni problemi tecnici particolarmente delicati. In primo luogo si può osservare dalla pianta di figura che in corrispondenza dei vuoti intersettoriali i suddetti sbalzi non risultano bilanciati, in quanto manca la corrispondente campata in continuità.
Questa circostanza porta ad uno straordinario impegno – anche di tipo torsionale – della campata corta della trave anulare IN (interna). L’analisi spaziale al computer, tuttavia, ha dimostrato il significativo contributo offerto dalla trave anulare inferiore, appositamente prevista proprio al fine di realizzare un parziale sostegno delle mensole isolate intersettoriali da parte delle contigue mensole di settore.
Riemerge, anche in questo caso, l’effetto del comportamento spaziale a graticcio, che ha costituito uno dei principali obiettivi all’atto della impostazione del progetto della struttura. Un’altra significativa ragione della particolarità del comportamento statico degli sbalzi radiali inferiori e rappresentata dalla profonda incisione della parte superiore delle travi – proprio in corrispondenza della zona di incastro – causata dalla presenza del corsello (ballatoio) anulare IN. Vane risultarono le pur forti argomentazioni di natura statica di fronte a necessità di tipo funzionale che imponevano la ubicazione del corsello proprio in quella posizione, per altro così definita solo in seguito alla variante progettuale in corso d’opera, imposta da esigenze di sicurezza della evacuazione del pubblico (inserimento di altri 2 corselli anulari, oltre quelli previsti nel progetto base).
La questione tecnica veniva pertanto risolta mediante accorgimenti costruttivi riguardanti il disegno del fascio di barre di armatura (disposto per l’appunto lungo il bordo superiore), costretto – a causa dell’intaglio del corsello – ad una brusca deviazione e ad una interruzione proprio nella regione di maggiore sollecitazione. Lo straordinario impegno al quale sono soggette le travi radiali in corrispondenza dello sbalzo inferiore è aggravato dalla circostanza che esse – oltre alla rillevanti sollecitazioni di flessione – subiscono (perchè appese) significative sollecitazioni di trazione, al contrario dei corrispondenti sbalzi alle estremità superiori, sollecitati a compressione.
Il guscio della conchiglia è – nella parte che si affaccia sul campo – costituito dai gradoni prefabbricati in c. a. , mentre all’esterno è formato dalle solette inferiori delle travi radiali (anch’esse prefabbricate), dalla caratteristica forma a onde. L’ossatura interna della tribuna è in tal modo racchiusa in un vero e proprio involucro, che la proteggerà dalla aggressione degli agenti atmosferici.

Il guscio, nella parte inferiore, collabora anche con la ossatura interna ed in particolare con le travi radiali.
Gradoni ed onde sono interamente prefabbricati (i primi in stabilimento ed i secondi a piè d’opera). Questa circostanza associata all’impiego di conglomerati di speciale e controllata composizione, ha consentito di dotare il guscio di ottime caratteristiche di compattezza e impermeabilità ed ha contribuito al conseguimento di un elevato livello qualitativo – anche formale – per l’intera opera.

Coordinate di riferimento per l’analisi del progetto strutturale. Il metodo del percorso del carico (LPM)

L’ambiente naturale nel quale sono inserite espone le masse delle opere architettoniche ad accelerazioni. Dalle masse nascono così le forze e di conseguenza l’esigenza di una ossatura portante. Le accelerazioni dovute alla trazione gravitazionale agiscono in direzione verticale. Le correlative forze (verticali) rappresentano dunque veri e propri carichi (F), che (si veda un esempio di LP) – lungo il loro percorso, dai punti di applicazione (S), sino ai vincoli (E), ed in corrispondenza di ogni deviazione (O) della traiettoria – sono tuttavia obbligate per tenersi in equilibrio, ad appoggiarsi alla restante parte della struttura, imprimendole spinte (H) orizzontali, e ricevendone il sostegno delle reazioni, uguali e contrarie alle stesse spinte.

Per un medesimo semplice caso di una mensola soggetta ad un carico concentrato nella sezione di estremità, si propongono tre modelli di analisi:

• quello standard (teoria tecnica delle travi: TTT);

• lo STM (Strut and Tie Model), [1],[2],[3],[4],[5],[6],[7],[8];

• il LPM (Load Path Method), [9],[29],[30].

Alle forze gravitazionali possono associarsi azioni variabili; ad esempio quelle che nascono in conseguenza di accelerazioni di altra direzione e natura, ma di uguale origine, come le azioni sismiche. I carichi sismici sono generalmente assimilati alla combinazione di forze verticali (come quelle gravitazionali) ed orizzontali (come le spinte impresse dai carichi verticali).
Altre azioni rilevanti per il progetto, che possono assumere varie direzioni, ma che sono generalmente riferite al semplice sistema di assi cartesiani ortogonali orizzontale e verticale, sono quelle esercitate dal vento. Appare dunque giustificato che, per lo studio della struttura di opere architettoniche, si preferisca adottare la scelta di coordinate ortogonali naturali (orizzontale / verticale).
Così come appare giustificata l’utilizzazione di un metodo che consiste nel disegnare il modello di analisi attraverso la ricostruzione del percorso (SO1O2O3O4E) che i suddetti carichi costruiscono, investendo in energia di deformazione, e lungo il quale poi fluiscono liberamente, per transitare in permanenza dal loro punto di applicazione sino ai vincoli.Il metodo del percorso del carico si propone di razionalizzare la procedura per il disegno dello STM (Strutt and Tie Model), adottato per simulare il comportamento della struttura. Si utilizzerà dunque in seguito anche il semplice linguaggio del LPM, che del resto sembra prestarsi efficacemente quando l’obiettivo è proprio quello di stabilire una correlazione fra architettura e struttura; forma e resistenza.
Si conviene, in conclusione, di studiare il comportamento dell’organismo strutturale dello stadio San Nicola attraverso i due fondamentali test di risposta alle sollecitazioni prodotte da azioni orizzontali ed azioni verticali. Daremo precedenza (paragrafo 3) alle azioni orizzontali.Si deve infatti riconoscere che anche nel caso dello stadio San Nicola, come del resto tradizionalmente in architettura i profili più caratterizzanti dell’opera ricalcano proprio il tracciato dei flussi delle azioni orizzontali, ed in particolare delle spinte che i carichi verticali imprimono alla struttura, deviando lungo i loro itinerari.