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.
356 COSTRUZIONI METALLICHE NOv dIC 12
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
36 6 COSTRUZIONI METALLICHE NOv dIC 12
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
376 COSTRUZIONI METALLICHE NOv dIC 12
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-
38 6 COSTRUZIONI METALLICHE NOv dIC 12
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.
396 COSTRUZIONI METALLICHE NOv dIC 12
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.
40 6 COSTRUZIONI METALLICHE NOv dIC 12
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
416 COSTRUZIONI METALLICHE NOv dIC 12
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
42 6 COSTRUZIONI METALLICHE NOv dIC 12
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
436 COSTRUZIONI METALLICHE NOv dIC 12
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)
44 6 COSTRUZIONI METALLICHE NOv dIC 12
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:
Cimolai Spa – Pordenone - Italia
carpenteria per la struttura principale di
copertura:
Cimolai Spa – Pordenone - Italia
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:
Cimolai Spa – Pordenone - Italia
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:
Cimolai Spa – Pordenone - Italia
coordinamento delle attività di
sollevamento finale della copertura, big
lift:
Cimolai Spa – Pordenone - Italia
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