Caratteristiche architettoniche e progettuali

La copertura del Merlata Bloom si distingue per la sua complessa geometria tridimensionale, composta da sistemi di pseudo-archi e pseudo-cupole, combinati tramite moduli triangolari e quadrati. La dimensione in pianta della copertura è di circa 180 x 80 metri, con altezze variabili da 5 a 10 metri e luci degli archi comprese tra 15 e 31 metri.

Il peso complessivo della struttura in acciaio è di circa 1.000 tonnellate, e la struttura è composta principalmente da profili IPE, con l'utilizzo di profili HEB solo in porzioni limitate. La copertura chiude il volume più esteso del centro commerciale, realizzato da blocchi indipendenti in cemento armato prefabbricato che sorgono su un unico podio interrato destinato a parcheggi.

Sfide progettuali

Isolamento sismico e disaccoppiamento dinamico
Una delle sfide principali è stata la gestione dell'interazione dinamica tra la copertura in acciaio e le sottostrutture in cemento armato prefabbricato, specialmente in condizioni sismiche. Si è optato per un sistema di isolamento sismico che permette il disaccoppiamento dinamico tra copertura e sottostrutture. Questo sistema si basa sull'utilizzo di 51 isolatori elastomerici, disposti strategicamente per ridurre l’accoppiamento orizzontale e minimizzare gli effetti torcenti che potrebbero concentrarsi su pochi isolatori, causando disomogeneità nelle sollecitazioni.
I vincoli a carrello nella direzione verticale (asse z) e il sistema di isolamento sismico assicurano che la copertura non costituisca un vincolo pseudo-rigido tra le sottostrutture, consentendo una maggiore libertà di movimento orizzontale in caso di sisma, senza compromettere la stabilità complessiva.

Per garantire la stabilità verticale, la progettazione si è focalizzata sull'attivazione di meccanismi di distribuzione dei carichi basati su archi e pseudo-cupole. La membrana in acciaio è schematizzabile come un insieme di archi paralleli nelle porzioni lineari della pianta e come cupole nelle zone di intersezione o angolari.
Un sistema di tiranti in acciaio è stato adottato per equilibrare le spinte orizzontali generate dagli archi. Nelle zone in cui gli archi non sono pretensionati, le spinte orizzontali vengono assorbite da una trave reticolare piana situata alla base della copertura, disposta orizzontalmente in modo da ottimizzare la distribuzione delle sollecitazioni.

Approccio parametrico e BIM

"Uno degli strumenti chiave utilizzati nella progettazione è stato il BIM, integrato con un approccio parametrico tramite il software Grasshopper®. Questo ha permesso di gestire la complessità geometrica della copertura e di coordinare in modo efficiente le diverse discipline coinvolte (architettoniche, strutturali, impiantistiche e facciate)."

L'algoritmo parametrico ha facilitato la definizione precisa della superficie della membrana e dei nodi strutturali, ottimizzando l'orientazione dei profili in acciaio e la geometria dei giunti. L'uso del BIM ha reso possibile l'aggiornamento rapido del progetto a seguito delle modifiche apportate dal team, migliorando anche la gestione dell'interfaccia tra i pannelli di chiusura e la sottostruttura.