La presente relazione è relativa alla progettazione e verifica delle strutture in legno lamellare di un fabbricato adibito a civile abitazione, sito nel comune di Roma.
La tipologia strutturale è del tipo a pareti (o mista equivalente a pareti) con elementi resistenti verticali costituiti da pannelli in XLam ed elementi portanti orizzontali costituiti da travi in legno lamellare GL24c.
L’edificio si sviluppa su due piani fuori terra ed è, inoltre, rialzato rispetto alla quota fondazione.
I solai di piano in legno così come il tetto sono realizzati con travi e assito, a supporto del pacchetto di chiusura.
Le strutture di fondazione sono profonde con pali in cemento armato. Questa soluzione è stata necessaria al fine di superare i primi strati di terreno, con caratteristiche meccaniche scarse, e raggiungere strati di terreno più profondi con capacità portante adeguata alla struttura in esame.
Nelle immagini sottostanti riportate in galleria è possibile osservare, oltre alle viste 3D strutturali del fabbricato, delle mappe a colori esplicative dei seguenti risultati di calcolo:
– comportamento dell’edificio sotto l’azione dei carichi in condizioni statiche (valore della freccia massima pari a 1.06 cm);
– andamento e distribuzione delle tensioni sui pannelli in XLam.
Infine nelle ultime due immagini sono riportate le carpenterie di piano rispettivamente del primo impalcato e della copertura.
1 – NORMATIVA DI RIFERIMENTO
Le fasi di analisi e verifica della struttura sono state condotte in accordo alle seguenti disposizioni normative, per quanto applicabili in relazione al criterio di calcolo adottato dal progettista, evidenziato nel prosieguo della presente relazione:
Legge 5 novembre 1971 n. 1086 (G. U. 21 dicembre 1971 n. 321)
”Norme per la disciplina delle opere di conglomerato cementizio armato, normale e precompresso ed a struttura metallica”
Legge 2 febbraio 1974 n. 64 (G. U. 21 marzo 1974 n. 76)
”Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche”
Indicazioni progettive per le nuove costruzioni in zone sismiche a cura del Ministero per la Ricerca scientifica – Roma 1981.
D. M. Infrastrutture Trasporti 14 gennaio 2008 (G.U. 4 febbraio 2008 n. 29 – Suppl. Ord.)
”Norme tecniche per le Costruzioni”
Inoltre, in mancanza di specifiche indicazioni, ad integrazione della norma precedente e per quanto con esse non in contrasto, sono state utilizzate le indicazioni contenute nella:
Circolare 2 febbraio 2009 n. 617 del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti (G.U. 26 febbraio 2009 n. 27 – Suppl. Ord.)
“Istruzioni per l’applicazione delle ‘Norme Tecniche delle Costruzioni’ di cui al D.M. 14 gennaio 2008”.
CNR-DT 206/2007 – “Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo delle Strutture in Legno”.
2 – MATERIALI IMPIEGATI
Per la realizzazione dell’opera in oggetto saranno impiegati i seguenti materiali:
Legno Lamellare GL24c (Resistenza caratteristica = 21.0 N/mm2);
Calcestruzzo tipo C25/30 (Resistenza caratteristica Rck = 30.0 N/mm2) armato con barre di acciaio ad aderenza migliorata tipo Acciaio B450C (Resistenza caratteristica Fyk = 450.0 N/mm2).
3 – PROGETTO E VERIFICA DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI
La verifica degli elementi allo SLU avviene col seguente procedimento:
• si costruiscono le combinazioni non sismiche in base al D.M. 14.01.2008, ottenendo un insieme di sollecitazioni;
• si combinano tali sollecitazioni con quelle dovute all’azione del sisma (nel caso più semplice si hanno altre quattro combinazioni, nel caso più complesso una serie di altri valori).
• per sollecitazioni semplici (flessione retta, taglio, etc.) si individuano i valori minimo e massimo con cui progettare o verificare l’elemento considerato; per sollecitazioni composte (pressoflessione retta/deviata) vengono eseguite le verifiche per tutte le possibili combinazioni e solo a seguito di ciò si individua quella che ha originato il minimo coefficiente di sicurezza.
3.1 – Verifiche di Instabilità (Aste in legno)
Per tutti gli elementi strutturali sono state condotte verifiche delle membrature nei confronti di possibili fenomeni di instabilità, quali lo sbandamento laterale degli elementi compressi o pressoinflessi secondo le indicazioni del par. 4.4.8.2 del D.M. 14 gennaio 2008; in particolare sono state effettuate le seguenti verifiche:
• Verifiche di stabilità per elementi compressi;
• Verifiche di stabilità per elementi inflessi e compressi (secondo il § 6.5.2.3 della CNR-DT 206/2007).
Si precisa che nel caso della verifica di stabilità per elementi inflessi e compressi, sia per i pilastri che per le travi, sono considerati gli effetti di svergolamento per entrambi i piani di flessione.
3.2 – Verifiche di Deformabilità (Aste in legno)
Le deformazioni di una struttura, dovute agli effetti delle azioni applicate, degli stati di coazione, delle variazioni di umidità e degli scorrimenti nelle unioni, devono essere contenute entro limiti accettabili, sia in relazione ai danni che possono essere indotti ai materiali di rivestimento, ai pavimenti, alle tramezzature e, più in generale, alle finiture, sia in relazione ai requisiti estetici ed alla funzionalità dell’opera.
Considerando il particolare comportamento reologico del legno e dei materiali derivati dal legno, si devono valutare sia la deformazione istantanea sia la deformazione a lungo termine.
La deformazione istantanea si calcola usando i valori medi dei moduli elastici per le membrature.
La deformazione a lungo termine può essere calcolata utilizzando i valori medi dei moduli elastici ridotti opportunamente mediante il fattore 1/(1+kdef), per le membrature.
3.3 – Verifiche delle unioni legno-legno e degli appoggi
Le unioni legno-legno sono rappresentate da intagli opportunamente sagomati per consentire la realizzazione, ad esempio di travature reticolari e simili. Un’asta può pertanto presentare alle estremità diverse facce variamente orientate, per le quali vengono effettuate verifiche a compressione generalmente inclinata rispetto alle fibre, previa ripartizione della componente di sforzo normale tra le facce stesse.
In maniera analoga si procede per gli elementi appoggiati, per i quali si valuta la resistenza a compressione inclinata rispetto alle fibre.
A cura dell’ Ing. Mario Capobianco
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