Progettazione in acciaio dell’Auditorium del Parco - L’Aquila, con e senza isolamento sismico alla base

Introduzione
Con lo scopo di studiare i vantaggi e le problematiche nell’uso dell’acciaio come materiale da costruzione si è scelto, come oggetto di tesi, di riprogettare in acciaio L’Auditorium del Parco ideato dall’Arch. Renzo Piano già realizzato in legno. L’Auditorium è situato a L’Aquila fra il Forte cinquecentesco Spagnolo e la Fontana Luminosa, nei pressi dell’ingresso della città.
Il presente articolo descrive le peculiarità della modellazione strutturale finalizzata all’analisi ed alla progettazione dell’isolamento sismico e delle strutture in acciaio. Il software di calcolo utilizzato è MIDAS GEN prodotto dalla MIDAS Information Technology Co, Ltd (Corea). La progettazione è stata condotta in accordo alle prescrizioni contenute nelle NTC2008 (D.M. 14.01.2008), nella Circolare Ministeriale n. 617 del 02/02/2009 e secondo gli Eurocodici.
 
Il Progetto
L’Auditorium del Parco e costituito da 3 cubi, la cui struttura portante e realizzata in acciaio, del tipo S355K2. Il rivestimento esterno previsto, e in ETFE, una moderna membrana a base di fluoro che associa ad elevate proprietà meccaniche una notevole duttilità architettonica.
 
Key Plan Auditorium del Parco
 
I cubi poggiano su strutture scatolari di fondazione in c.a. caratterizzate da platee di fondazione dalle quali si innalzano perimetralmente muri di sostegno di 30 cm, il calcestruzzo prescritto e un SCC, con Rck=40MPa.
 
Il volume centrale, chiamato “Cubo 1”, e quello più grande ed ospita la sala musicale dell’Auditorium. Ha come peculiarità di poggiare su uno spigolo, pertanto la sua posizione risulta inclinata rispetto al piano orizzontale, alludendo ad un’instabilità. In realtà la sua inclinazione ha una precisa ragione, infatti uno dei due lati inferiori corrisponde all’inclinazione dei gradoni della platea interna. Le pareti interne della sala musicale sono realizzate in legno, una scelta strettamente legata alla funzione acustica dell’edificio, quella cioè di suonare come uno strumento musicale.
 
Il “Cubo 1” è caratterizzato da una struttura tridimensionale costituita da 6 telai in acciaio vincolati ad incastro sul solaio in c.a. di 80 cm, il quale a sua volta poggia su 14 isolatori elastomerici. Tale solaio, oltre alla funzione di generare un piano infinitamente rigido, necessario per il corretto funzionamento del sistema di isolamento, ha la funzione di distribuire il carico verticale sugli isolatori, ed, in caso di sisma, di contrastare il ribaltamento della struttura e l’insorgere di azioni di trazione negli isolatori stessi.
 
Il profilo in acciaio che realizza il singolo telaio non e commerciale, ma e stato ricavato con le regole della geometria delle aree, proprie della scienza delle costruzioni. Lo scopo di tale operazione e stato quello di ottenere un profilo più prestazionale dell’IPE600 commerciale; pertanto cambiando le dimensioni delle ali e agendo sugli spessori delle stesse e dell’anima, mantenendo un’altezza di 600 mm, si è raggiunto un rendimento della sezione maggiore η=0.68, a fronte di η=0.65 del tradizionale profilo IPE600. I vari telai costituenti il cubo 1 sono resi solidali fra loro con travi trasversali IPE160 e con controventi L160x6.
 
Il palco e le gradonate sono formate da telai in acciaio i cui montanti sono HEA100, mentre le travi principali sono IPE160 e quelle secondarie IPE100, su queste va a realizzarsi l’impalcato costituito da travi appoggiate in legno lamellare GL 24H, ad interasse di 60 cm. Il piano di calpestio e realizzato con tavolato in acero di 4 cm di spessore.

Tramite passerelle in acciaio e vetro, sono collegati al “Cubo 1”, i “Cubi 2 e 3”: il “Cubo 2” e adibito ad ospitare il foyer, i servizi ed i locali impianti, mentre il “Cubo 3”, i camerini per gli artisti e i locali tecnici. I “Cubi 2 e 3” sono strutture in acciaio con funzionamento a telaio, i cui nodi di base si incastrano su solai in c.a. di 35 cm di spessore.

Gli impalcati sono realizzati con solai a sezione mista in lamiera grecata e getto di completamento. 

Auditorium del Parco in MIDAS GEN; da sinistra il “Cubo 3”, il “Cubo 1” e il “Cubo 2”

ALL'INTERNO DELL'ARTICOLO LA  MODELLAZIONE DELLA STRUTTURA