Appunti completi di Progetto di strutture in legno M - Parte 4

WP

considerarli, sono un errore del prof!!). Per il progetto sarebbe meglio se consideriamo i controventi solo

sulle due campate laterali e in mezzo lasciamo libero:

252

Come si fa a risolverla? Facciamo il caso più facile che è il caso più semplice dal punto di vista statico risolverla,

facciamo finta che il carico sia tutto costante, abbiamo il diagramma del momento e il diagramma del taglio:

Abbiamo una reticolare che ha un’altezza “i” che è l’interasse, avrò una forza di compressione “C” e una forza

di trazione “H”, in cui T = C = m/i. Poi a noi interessa il dettaglio asteriscato, in cui il taglio deve essere

scomposto nel cavalletto:

Noi dovremo dimensionare il k tenendo in conto di questa scomposizione,

tipicamente possiamo considerare anche uno schema isostatico, cioè far finta che

lavora solo un k quello che lavora a compressione o se no li facciamo lavorare tutti e

2, chiaramente il cavalletto più sollecitato è quello vicino all’appoggio perché il taglio

è massimo. dato dall’instabilità

E’ chiaro che questo schema fatto è più verosimile per le azioni di facciata rispetto al q

d

flesso-torsionale, perché sarebbe significativo per l’instabilità flesso-torsionale se avessimo sempre la parte

superiore compressa però come abbiamo detto le scorse volte, abbiamo un andamento particolare del

diagramma dei momenti, per cui addirittura nella zona centrale la parte tesa è sopra e la parte compressa è

sotto, quindi in realtà o con un sistema di tirantini portiamo su questa forza oppure mettiamo un sistema di

controvento sopra e poi eventualmente la trave c’è la dimensioniamo che in questa zona non ha bisogno di

controventamento.

Nel nostro progetto ogni concio di trave che studiamo deve essere stabilizzato torsionalmente, perciò nella

nostra trave non deve girare, chiaro che non posso pensare di avere un ritegno torsionale solo in queste due

zone cerchiate:

Potrei pensare anche che siano in queste due zone cerchiate i ritegni torsionali, però succede che la sella

gerber deve farmi passare la torsione, cioè deve essere rigida torsionalmente, cosa che non è detto sia così

facile da realizzare. In ogni caso dovrò fare una sella gerber che sia rigida torsionalmente, mi conviene sempre

stabilizzare la struttura in modo che non ruoti, così mi isolo i problemi. Per quanto riguarda il discorso vento

conviene controventare tutto sopra perché come abbiamo visto in progetti di strutture per le strutture

253

prefabbricate, che tutte le travi si ribaltono, quindi questo problema ce l’ho, perché se ho una trave alta 1.5

m in cima al pilastro, se lungo l’allineamento in verde non sono stabilizzate, queste travi ruotano, quindi è

opportuno avere questi allineamenti verdi con una trave sottile ma alta.

Molto spesso queste travi verdi possono essere anche a loro volta delle piccole reticolari, cioè possono essere

fatte in questo modo:

Abbiamo le due travi principali (elementi verticali), abbiamo due arcarecci (direzione orizzontale) e possiamo

mettergli un k nella seguente direzione. Perché si è fatto nel modo rappresentato con le linee rosse e non nel

modo rappresentato con le linee gialle?

Perché se faccio nel modo evidenziato con le linee gialle ci dà un appoggio intermedio, quindi poi i puntoni

non sono più funzionali a stabilizzare la trave principale ma portano giù il carico statico.

Tornando al discorso precedente attenzione a questo:

Perché se ho una trazione, vuol dire che questa trazione mi va dentro la trave principale e quindi vuol dire

che questa trazione deve passare attraverso la sella gerber:

Cioè lo schema a mensola che ho fatto fa si che abbia una trazione dentro la trave principale perché questa

diventa il corrente, teso o compresso, della reticolare di falda, perciò questa trazione o compressione che

gira all’interno della trave principale la devo gestire anche attraverso la sella gerber.

Bisogna far in modo che questo grande triangolo in due campate diventi rigido, quindi controventiamo sia

sopra che sotto la prima e l’ultima campata. 254

Comportamento sismico di strutture intelaiate in legno

Ora andiamo a vedere le tipologie di strutture che possiamo incontrare, chiaramente una struttura di

copertura o anche tridimensionale, è una struttura assolutamente non dissipativa e se invece incominciamo

ad avere delle strutture a telaio un minimo di capacità dissipativa c’è. Per strutture realizzate con elementi

lineari, assemblati mediante connettori (bulloni o spinotti) anche se di diametro non superiore a 12 mm, è

da assumere comunque un comportamento scarsamente dissipativo:

• Reticolari e archi q=1.5

• A telaio isostatiche: q=2.0

• A telaio iperstatiche: q=2.5 (fino a 4)

Per diametri dei connettori maggiori diventano sempre strutture fragili con q=1.5.

Esempio di struttura a telaio scarsamente dissipativa: portale a tre cerniere – giunti con connessioni a gambo

cilindrico

E’ ammessa la realizzazione di strutture a comportamento di misto secondo le due direzioni principali, ad

esempio:

• A telaio dissipativo in senso trasversale (iso o iperstatiche)

• Controventate in senso longitudinale (con il fattore di struttura dato per strutture in acciaio in quanto la

dissipazione è affidata ai controventi metallici, mentre la struttura in legno deve rimane in campo

elastico: le connessioni legno-acciaio dovranno essere adeguatamente sovradimensionate).

Ora vediamo i sistemi a parete: Sostanzialmente abbiamo gli edifici con

parete massiccia , qui abbiamo il sistema

blockbau o crosslam, mentre dall’altra parte

abbiamo i sistemi a telaio che sono dei

traversi controventati con dei pannelli e dei

puntoni. Qual è la differenza tra i due?

E’ che gli edifici massicci assomigliano molto

al mondo della muratura, perciò la parete

porta i carichi verticali e fa anche da

controvento, mentre negli edifici a telaio

leggero abbiamo una suddivisione di

compiti, abbiamo un sistema pendolare di

montanti e traversi che assorbe i carichi

verticali e poi si ha un tamponamento

strutturale che possono essere dei pannelli di controvento che vanno a controventare la struttura.

255

Negli edifici in crosslam, quali sono le connessioni che utilizziamo?

Possono essere anche realizzate connessioni diverse da quelle standard, con connettori anche di diametro

più grosso e in questo caso andiamo anche a ridurre ulteriormente la capacità dissipativa:

256

In generale nei dettagli tipici di un edificio, che sono il collegamento a terra e il collegamento interpiano,

dobbiamo sempre aver cura ad assicurare un corretto flusso dello sforzo di taglio, quindi dobbiamo collegare

la parete superiore al solaio, il solaio alla parete inferiore in modo tale da garantire questo flusso di taglio:

257

Strutture a parete non dissipative – sistema blockbau o loghouse

• La dissipazione energetica è garantita essenzialmente dall’attrito fra gli elementi

• Fragilità fuori piano delle porzioni di pareti interrotte dalle aperture

• Legno caricato ortogonalmente alle fibre (ritiro/rigonf.)

• Si devono evitare elementi portanti verticali adiacenti alle pareti

• Attenzione all’esecuzione degli impianti

Il sistema blockbau è un sistema fatto di tavole sovrapposte, in cui le porzioni comprese tra due finestre sono

fortemente instabili nei confronti delle azioni fuori piano, chiaro che poi questi sistemi vivono di

comportamento scatolare. Quindi a sinistra e destra delle aperture bisogna sempre prevedere dei montanti

verticali che ci nervano e impediscono le rotture fuori piano, poi questi sistemi hanno un grosso problema

ovvero le tavole che costituiscono il fabbricato sono disposte orizzontalmente, perciò hanno un problema di

schiacciamento perpendicolare per le fibre (per questo non possiamo fare tanti piani), ma c’è anche un

problema di ritiro e rigonfiamento, questo implica dei problemi a livello impiantistico, tante che spesso su

queste pareti quando dobbiamo montare un impianto, facciamo un pezzo verticale poi andiamo per

orizzontale e poi risaliamo verticalmente, in modo tale che un eventuale ritiro o rigonfiamento si sfoga su

questa deviazione, se facessi un tubo dritto o andrebbe in trazione o in instabilità.

258

Sistema a telaio leggero

Questo sistema può essere usato con dei limiti in altezza, stiamo parlando di una struttura fatta con montanti

e traversi, dove i montanti vengono disposti ad un passo di 60 cm o 1.2 m, poi viene tutto controventato con

dei pannelli OSB. Ci sono due modi per realizzare questo tipo di fabbricato, ma in generale tutti i fabbricati in

legno, che sono il sistema platform frame in cui si sale piano per piano o sistemi balloon frame in cui si sale

con più piani insieme, chiaro che il sistema balloon frame è limitato dalla lunghezza di trasporto.

Il fatto che i pannelli siano chiodati a questa struttura di montanti e traversi, fa sì che io abbia una marea di

chiodini tipicamente di piccolo diametro, quindi qui, soprattutto se anche il solaio è realizzato allo stesso

modo, ho effettivamente un’ottima capacità dissipativa. Chiaro che poi tutti i particolari di questo sistema

devono essere progettati correttamente:

In America la maggior parte delle case è fatta con sistema a telaio leggero perché c’è meno materiale a

differenza di una parete massiva. 259

Teniamo conto che questo è il sistema costruttivo da dove è partito tutto, cioè gli edifici a legno sono partiti

dagli edifici a telaio leggero, poi da qui è iniziato l’XLAM e via dicendo, questo comporta che anche tutto il

sistema delle connessioni nasce da questo tipo di fabbricati, ed è per questo che le piastrine viste in

precedenza di 1.5-3 mm servono, per questo tipo di connessioni:

Il problema grosso è stato che si è presa questa ferramenta ed è stata trasposta nel crosslam, dove sia per il

fatto che è meno dissipativo e sia per il fatto che comunque è un edificio più pesante, le forze in ballo dal

punto di vista sismico sono molto più grandi, quindi questo sistema di connessione si è verificato non essere

proprio efficace, o è troppo deformabile o addirittura affetto da rotture di tipo fragile.

260

Capitolo 12 – Modellazione edifici in Xlam

Il limite superiore per un edificio a telaio leggero è 5 piani, mentre il limite superiore per un edificio in Xlam

è 8/10 piani, ottimale sarebbe per edifici a telaio leggero 3 piani e per Xlam 3-4 piani. Il campo di applicazione

in Italia per un sistema in Xlam sono le scuole, tutto sommato è un metodo costruttivo che va molto anche

per la