ussidi didattici per il corso di PROGETTAZIONE, COSTRUZIONI E IMPIANTI Prof. Ing. Francesco Zanghì EDIFICI IN X AGGIORNAMENTO 25/04/2014

Transcript

1 Sussidi ussidi didattici per il corso di PROGETTAZIONE, COSTRUZIONI E IMPIANTI Prof. Ing. Francesco Zanghì EDIFICI IN X X-LAM I AGGIORNAMENTO 25/04/2014

2 Il sistema costruttivo per gli edifici e case in legno X-Lam (o Cross-Lam) è un sistema a pannelli massicci la cui sperimentazione e commercializzazione inizia nel mercato austriaco e tedesco alla fine degli anni 90. In Italia la diffusione di questo prodotto è avvenuta negli ultimi dieci anni, inizialmente impiegandolo come impalcato per solai di copertura e solai di piano. Un utilizzo più consistente avviene solo a seguito del terremoto dell Aquila del Il pannello X-Lam può essere definito come: pannello di legno massiccio a strati incrociati ed incollati. I pannelli sono composti da strati (3, 5, 7 o più) di tavole sovrapposti a fibratura incrociata (da cui il prefisso X di X-LAM) ed incollati con collanti poliuretanici privi di formaldeide. L'incrocio delle fibre dei vari strati permette di ridurre le deformazioni meccaniche del materiale legno dovute ai classici fattori (umidità, temperatura etc.) di un ordine di grandezza rispetto alle travi lamellari utilizzate per le coperture: si ottiene così un pannello in legno estremamente stabile ed indeformabile. Il pannello X-LAM, non essendo contemplato né come legno lamellare, né come legno massiccio, rientra nella categoria Altri prodotti derivati dal legno per uso strutturale come riportato nel paragrafo del D.M (NTC 2008) e per il quale le Aziende Produttrici devono essere in possesso della Marcatura CE o di un Certificato di Idoneità Tecnica all Impiego rilasciato dal Servizio Tecnico Centrale sulla base di Linee Guida approvate dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici.

3 I pannelli utilizzati prodotti in Italia sono in legno di conifera italiana (prevalentemente il legno di ABETE) proveniente dalla gestione forestale sostenibile (GFS) con certificazione di catena di custodia secondo lo schema PEFC e/o FSC. Essi devono ottenere i certificati di conformità CE dall ente austriaco di competenza Holzcert e il Benestare tecnico Europeo (ETA) e sono utilizzati per la realizzazione di strutture in legno di ogni tipo, residenziali, commerciali o produttivi come previsto dalla direttiva 89/106CEE e ss. mm., o sono qualificati secondo quanto richiesto dal 11 del D.M. 14/01/2008. Il pannello Xlam permette, grazie all elevata ingegnerizzazione del processo produttivo, montaggi rapidi e di grande precisione, diminuendo inoltre i tempi di costruzione grazie alla posa a secco mediante connessioni meccaniche. La sua flessibilità di impiego garantisce infine grande possibilità di modulabilità e, grazie agli spessori strutturali ridotti, un sensibile beneficio in termini di aumento di superficie netta fruibile. Viene spesso erroneamente affermato che il rischio di incendio nelle case di legno è maggiore di quello delle costruzioni di muratura. Ci sono però tanti vantaggi del legno che confutano questa scorretta informazione nel caso d incendio. Lo sanno tutti che un pezzo di legno è facilmente infiammabile solo quando le sue dimensioni sono piccole. Però le costruzioni di legno sono tutt altro che di piccole dimensioni! Nella maggior parte dei casi non è il legno strutturale a bruciare per primo, ma l arredamento d interni, come i tappeti, i mobili e le tende. Qui non c è nessuna distinzione rispetto alle costruzioni in muratura. La bassa conducibilità termica del legno comporta che, in caso d incendio, l acqua fuoriuscente crea uno strato di carbone, il quale protegge il legno sottostante dal fuoco. 3

4 FASI COSTRUTTIVE 1- Fondazione - Cordolo di rialzo - Dormiente in Larice La fondazione viene realizzata in opera, in cemento armato. Essa solitamente prevedere un cordolo di rialzo in cemento armato in tutto il perimetro di appoggio delle pareti in legno; detto cordolo deve essere impermeabilizzato per annullare punti di contatto e umidità di risalita; si deve installare un dormiente di LARICE alla base dell appoggio delle pareti XLAM; all esterno deve essere eseguita un impermeabilizzazione di protezione. 4

5 2- Montaggio di pareti, solai, scale, balconi 5

6 6

7 3- Rivestimento esterno ed interno (esempi) Parete portante esterna in XLAM 7

8 Parete portante interna in XLAM 8

9 Parete divisoria interna a telaio in acciaio zincato 9

10 Parete divisoria interna a telaio in legno lamellare 10

11 Solaio di interpiano in XLAM 11

12 Solaio di interpiano in legno lamellare 12

13 Copertura inclinata in XLAM 13

14 Corso di PROGETTAZIONE, COSTRUZIONI E IMPIANTI Prof. Ing. Francesco Zanghì 14

15 4- Impianti Solitamente, nel caso di pareti portanti in XLAM, viene predisposta apposita listellatura, in legno o metallica, per il passaggio degli impianti. Il pannello viene infine completato con un rivestimento in pannelli di cartongesso o fibra di gesso. Si realizza pertanto una controparete che consente un'agevole eventuale modifica futura degli impianti senza danneggiare o compromettere la parte strutturale del pannello. Il sistema costruttivo a pannelli X-LAM permette l'installazione, al pari della tradizionale edilizia, di qualsiasi genere di sistema di riscaldamento: radiatori, pannelli radianti a pavimento, sistemi elettrici radianti etc. La realizzazione dell impianti di riscaldamento, a prescindere dalla tipologia scelta, avviene in sequenza alla posa delle pareti, sfruttando gli spazi ricavati nel vano tecnico interno delle pareti e nel pacchetto di sottofondo e solaio. Per gli impianti di distribuzione idrica e di scarico, vengono utilizzate le medesime tecnologie applicate nei sistemi tradizionali, sfruttando gli spazi ed i passaggi ricavati nei vani tecnici delle pareti e dei sottofondi. Un attenzione particolare è riservata all insonorizzazione delle tubazioni utilizzando adeguati sistemi di progettazione e specifici prodotti disponibili oggi sul mercato. 15

16 16

17 Collegamenti 17

18 collegamento parete-fondazione Le pareti portanti del piano terra sono solidarizzate con la fondazione, al fine di contrastare lo forze di scorrimento e sollevamento dovute alle azioni orizzontali (vento e sisma). Si utilizzano solitamente angolari metallici allungati, denominati hold-down (= tieni giù), efficaci nei confronti della TRAZIONE (sollevamento) e piastre angolate per gli sforzi di TAGLIO (scorrimento). 18

19 collegamenti intermedi Per trasmettere gli sforzi di sollevamento tra pannello superiore e pannello inferiore si possono utilizzare gli stessi sistemi hold-down utilizzati in fondazione, in questo caso vanno accoppiati sopra e sotto il solaio e collegati tra di loro tramite un bullone. In alternativa possono utilizzarsi delle piastre passanti che collegano direttamente i due pannelli. 19

20 collegamenti tra pannelli di parete Le dimensioni laterali dei pannelli sono limitate per ragioni costruttive e di trasporto. Solitamente la larghezza standard è di 125 cm, pertanto è necessario collegare i vari pannelli fra loro mediante giunti verticali realizzati tramite tavole di giunzione, viti o chiodi. Le tavole faranno lavorare a taglio i vari connettori. Se le tavole si collegano in una scanalatura interna del pannello, si avranno due sezioni resistenti altrimenti, se la tavola viene collegata in una scanalatura esterna si avrà una singola sezione resistente. collegamenti tra pannelli di solaio Anche in questo caso ci si avvale delle tavole di giunzione fissate con viti o chiodi ad aderenza migliorata. Si tratta di collegamenti a "cerniera" in cui non si trasmette flessione fra una striscia e l'altre, ma solo sforzo di taglio. La direzione del giunto è ovviamente parallela alla direzione di orditura del solaio. Lo spessore si predimensiona a circa L/35 o L/40. L'effetto portante è solo in una direzione pertanto si possono calcolare come travi in legno sollecitate a flessione e taglio. 20

21 collegamenti tra pareti a incrocio collegamenti tra pareti d'angolo 21

22 Comportamento sismico Il comportamento degli edifici a pannelli portanti X-LAM nei confronti delle azioni sismiche è di tipo scatolare. L azione sismica viene trasferita dai solai (considerati rigidi nel loro piano) alle pareti di piano in funzione della propria rigidezza e da queste ai piani sottostanti fino alle fondazioni. 22

23 Per garantire il corretto comportamento della scatola strutturale occorre dotare alcune connessioni di adeguate riserve di sovraresistenza cioè non devono rompersi, mantenendo un comportamento elastico. Queste sono: A) La connessione fra i pannelli del solaio in modo da assicurare la pressoché totale assenza di scorrimento relativo e garantire l ipotesi di piano rigido; A B B) La connessione fra solaio e sottostante parete in modo che ad ogni piano ci sia un piano rigido al quale le pareti risultano rigidamente connesse e che quindi faccia da cintura al piano; C) La connessione verticale fra pareti che si intersecano fra loro, in particolare agli spigoli dell edificio, in maniera che la stabilità delle pareti e dell intera scatola strutturale risulti sempre garantita. C 23

24 I collegamenti progettati per resistere all azione sismica ma non dotati di sovraresistenza in quanto destinati a dissipare l'energia attraverso un comportamento duttile sono: D) I collegamenti verticali fra pannelli di una stessa parete; E) Le connessioni a taglio alla base delle parete; F) Le connessioni a sollevamento (hold-down) all'inizio e alla fine di ciascuna parete. D F E 24

25 Una parete realizzata con un unico grande pannello X-Lam presenta minori capacità dissipative, e quindi minore duttilità, rispetto alla stessa parete realizzata con più pannelli di piccole dimensioni giuntati fra loro mediante collegamenti verticali. 25

26 Fonti M.Fellin - Costruire in legno- Edifici in XLAM A.Angeli - Analisi e verifica di sistemi di giunzione innovativi per edifici di legno - rothoblaas.com L.Tomassini - caratteristiche strutturali e tipologie costruttive pannelli X-lam - Cost Sistema legno L.Calabri - Tecnologie costruttive antisismiche: i pannelli X-LAM BBS SISMO 26