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Palazzo dello sport, 1954-1960, con Marcello Piacentini, coll.: Ezio Cosolo e Annibale Vitellozzi
Nell'impianto dell'Eur, il più importante realizzato per le Olimpiadi, Nervi concentra tutte le sue invenzioni strutturali, in una composizione sorprendente. La progettazione dell'opera ha una storia lunga: per l'area, collocata nel punto più alto del quartiere concepito per ospitare l'Esposizione universale del 1942, poi annullata, erano state elaborate molte proposte da Marcello Piacentini, curatore del progetto urbanistico dell'E42, e anche da Nervi, in occasione di un concorso nel 1939. Agli stessi due progettisti si rivolge il Coni, già nel 1954, per disegnare il grande impianto, con una copertura di 100 metri di luce.
Nervi modella una gigantesca cupola increspata da 144 onde di ferrocemento, la cui forte spinta è convogliata dai ventagli su pilastri inclinati a sagoma variabile, mentre la copertura anulare della galleria agisce da rinfianco. La struttura, che prevede anche solai a nervature isostatiche, plasma tutta l'architettura interna. La retorica facciata perimetrale, disegnata inizialmente dall'anziano architetto, di versione in versione si smaterializza in una moderna vetrata continua, che lascia trasparire le originali scale a dinosauro e gli intrecci dei tavelloni romboidali dei sottotribune.
Il progetto di massima viene approvato a maggio del 1957. Il preventivo per le strutture è di appena 633 milioni di lire, che solo la Ingg. Nervi e Bartoli può onorare, con un ulteriore ribasso dell'8%. Il cantiere inizia il 2 dicembre 1957, e le strutture sono completate in poco più di un anno, all'inizio di aprile del 1959, applicando il Sistema Nervi.
Sulle pendici della collina si accumulano, infatti, i pezzi prefabbricati in ferrocemento (1008 conci d'onda per la cupola, 144 pieghe di ventagli, 1440 gradinate, 1824 tavelloni romboidali), via via montati non appena sono pronte le strutture in opera. L'operazione finale è l'assemblaggio dei conci d'onda della cupola, che impegna circa tre mesi.