CORSO DI PROGETTAZIONE COSTRUZIONI ED IMPIANTI

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1 CORSO DI PROGETTAZIONE COSTRUZIONI ED IMPIANTI A.S Teatro "San.Carlino in Villa Borghese - ROMA prog. struttur. TABSTUDIO - (S.Catasta - P.Antonini)

2 APPUNTI DAL CORSO DI PROGETTAZIONE,COSTRUZIONI IMPIANTI Il legno nelle costruzioni Per la facile reperibilità e semplicità di lavorazione, il legno e da sempre impiegato nelle costruzioni. Lo sviluppo di moderne tecnologie di incollaggio e produzione di semilavorati ne hanno di recente ampliato le possibilità di impiego nel settore edile al punto che il legno si può bene considerare come un materiale moderno che fornisce prestazioni tecnologiche e meccaniche adeguate agli edifici contemporanei. Metropol Parasol nella città di Siviglia in Spagna Nuova sede di Starbucks nella città di Fukuoka in Giappone arch. J. Mayer H. arch. Kengo Kuma

3 APPUNTI DAL CORSO DI PROGETTAZIONE,COSTRUZIONI IMPIANTI Il legno e un materiale dalla bassa impronta ecologica dal momento che risulta: una risorsa rinnovabile (perchè in genere è coltivato), facilmente riciclabile (il riuso di prodotti in legno richiede poca energia), facilmente smaltibile, (perchè degrada naturalmente). La realizzazione di prodotti in legno richiede comunque il consumo di risorse energetiche, un legno massiccio prodotto nello stesso paese di impiego ha un indice PEI di 3, contro i 17 di un acciaio riciclato al 100%, a parità di impiego. Legnami esotici o semilavorati incollati, presentano, ovviamente, un bilancio energetico meno favorevole. Padiglione realizzato riciclando bancali in legno Rural Studio

4 Il legno è un materiale organico vegetale composto da carbonio, ossigeno, idrogeno ed azoto come illustrato dal grafico I polimeri che si formano da questi elementi sono la cellulosa (40-50%) e la lignina (20-30%). Nel legno sono inoltre presenti l'acqua in percentuale variabile, olii e resine. Il legno ha una struttura fibrosa che risulta orientata nella direzione del fusto, questa circostanza produce la caratteristica anisotropia del materiale. L'esame della sezione di un tronco evidenzia una serie di anelli concentrici in cui si distingue: la corteccia, che costituisce il rivestimento esterno Il libro, che e la parte interna della corteccia Il cambio, che è la parte che produce le cellule necessarie all'accrescimento del tronco. L'alburno, che è la parte legnosa periferica che trasporta acqua ed alimenta le fibre Il durame, piu scuro dell'alburno, che è la parte legnosa da cui si ricava il massello Il midollo, che è la parte più interna di consistenza spugnosa LA SEZIONE DI UN LARICE

5 APPUNTI DAL CORSO DI PROGETTAZIONE, COSTRUZIONI IMPIANTI Gli alberi che producono legno si dividono in due famiglie LATIFOGLIE Castagno Rovere Pioppo Betulla CONIFERE Abete Larice Pino Cipresso

6 Il sughero la canna lacustre e il bambù sono essenze particolari che trovano impieghi nel settore delle costruzioni. La corteccia del primo viene utilmente impiegata come materiale isolante, la canna lacustre viene anche essa impiegata negli edifici per realizzare l'isolamento termico a cappotto, il bambù è molto versatile e prevede diversi impieghi, compreso quello strutturale. Edificio rivestito in bambù Isolamento termico realizzato con canne lacustri Isolamento termico realizzato con pannelli in sughero

7 Proprietà del legno I l r a p p o r t o p e s o / re s i s t e n z a meccanica lo rende particolarmente vantaggioso rispetto agli altri materiali per impiego strutturale. Un legno lamellare tipo GL24 presenta una resistenza a flessione comparabile con quella del calcestruzzo con un peso cinque volte inferiore. L'impiego nelle pavimentazioni richiede legnami di una certa durezza (scala Brinell). La durezza di un legno si misura attraverso la misurazione degli effetti prodotti da un punzone metallico premuto con una certa forza e per un certo tempo. U n l e g n o d e s t i n a t o a l l a realizzazione di infissi (porte e fi n e s t r e ) r i c h i e d e s t a b i l i t à dimensionale e lavorabilità, se impiegato quale strato isolante richiede una certa porosità. Massa volumica Kg/mc (Umid. 12%)- (kg/mc) Durezza scala Brinell (N/mmq) Pioppo Molto tenero Abete Tenero Castagno Medio duro Faggio Medio duro Rovere Duro Ulivo Molto duro

8 Il legno massiccio-processo produttivo L'albero abbattuto viene liberato dai rami e dalla corteccia, può essere fornito utilizzando l'intero fusto, come tondame quando la lavorazione prevede la semplice piallatura. Nel legname squadrato la piallatura del fusto e preceduta dalla sgrossatura su quattro lati (commercialmente denominato tipo "Trieste" e tipo "Fiume" se a sezione costante rettificata lungo tutto lo sviluppo longitudinale. La segatura dei tronchi produce travi, assi e morali e tavolame. Da un unico tronco si può ottenere una trave a sezione rettangolare con i rapporti b = 0,7 h ed anche b = 0,5 h. Questi rapporti sono quelli che ottimizzano la resistenza della sezione con l'impiego di materiale

9 Assi, morali e tavole si ottengono dal t a g l i o d i t r o n c h i d i u n a c e r t a dimensione. Per ottenere assi di buona qualità (non soggette a imbarcatura) è preferibile effettuare il taglio con una giacitura perpendicolare agli anelli di accrescimento. Questo tipo di taglio (chiamato a quarto di ventaglio) è il più costoso in quanto comporta un alto spreco di materiale. Il taglio più economico è quello radiale col quale si ha un basso spreco di legname ma solo le assi centrali saranno stabili, quelle più vicine alla periferia saranno soggette a deformazioni. TAGLIO A QUARTO DI VENTAGLIO TAGLIO RADIALE

10 Stagionatura Il legno, una volta tagliato, perde velocemente circa il 30% di acqua. Successivamente il legno continuerà, ma più lentamente a perdere acqua, fino a raggiungere l'equilibrio con l'ambiente circa il 17% - 23% di umidità. Per ottenere questo, le assi devono essere stagionate o essiccate. Il metodo naturale è quello che garantisce in futuro una maggiore stabilità. La stagionatura naturale la si ottiene accatastando le assi una sull'altra frapponendo dei listelli al fine di permettere la circolazione dell'aria. Poiché per raggiungere i risultati voluti sarebbe necessario molto tempo ( non inferiore all'anno con climi favorevoli), si fa ricorso a essiccazioni artificiali in appositi ambienti (essiccatoi) che sono veri e propri forni con umidità e calore controllati. Lavorazione Dopo la stagionatura gli assi, i morali e le tavole vengono lavorate a macchina per ottenere smussi, battentature e/o superfici levigate. Al fine di proteggere il legno dall'attacco di parassiti, muffe, funghi si eseguono dei trattamenti con speciali prodotti impregnanti o superficiali.

11 Pannelli di fogli sottili ottenuti da sfogliatura o da tranciatura I fusti non destinati alla produzione di assi e il materiale residuo da altre lavorazioni sono impiegati per realizzare fogli ( p i a l l a c c i ) o p a n n e l l i r i c o m p o s t i (multistrato) pannelli di trucioli, pannelli a scaglie orientate. I pannelli prodotti possono avere diverse caratteristiche e impieghi. Pannelli multistrato Sono anche detti compensati quando le fibre di due piallacci adiacenti sono disposte perpendicolarmente. Il termine "compensato" sta ad indicare che il pannello conserva una certa stabilità dimensionale nelle due direzioni principali.

12 Pannelli di tavole (X-LAM) Sono composti da un minimo di tre strati di lamelle unite di testa con giunti a pettine. Hanno un ottima stabilità dimensionale e presentano un eccellente comportamento meccanico, pertanto si prestano ad impieghi nella realizzare di strutture continue portanti. Sono in genere realizzati mediante incollaggio (KLH) ma ne sono prodotti alcuni che impiegano un brevetto particolare che consente di unire le tavole mediante una fitta chiodatura di alluminio (MHM).

13 Pannelli a scaglie orientate (OSB) I pannelli OSB sono realizzati incollando almeno tre strati di trucioli di legno tra loro mediante resine sintetiche. I due strati periferici sono orientati in senso longitudinale, in quello interno le scaglie hanno un orientamento trasversale. Sono impiegati come irrigidimento nelle coperture e nelle pareti o come materiale da cantiere. Pannelli in legno mineralizzato Si tratta di prodotti ottenuti mediante un impasto di o fibre di legno con magnesite o cemento e additivi mineralizzanti e ignifuganti. In alcuni casi le fibre, ricavate generalmente da abeti, vengono trattate chimicamente e rese i n e r t i e p o i m i s c e l a t e c o n l ' a g e n t e mineralizzante (cemento Portland, magnesite, ecc...). I pannelli di spessore variabile sono impiegati come cassero a perdere per eliminare i ponti termici delle strutture in cemento armato e per isolare termicamente ed acusticamente pareti e solai.

14 Legno lamellare È un materiale derivato dal legno che presenta grande resistenza meccanica unita a stabilità dimensionale. L'impiego principale è nel campo strutturale ma anche nella realizzazione di infissi. Il legno lamellare è prodotto incollando delle lamelle di legno a loro volta già classificate per uso strutturale. Le lamelle presentano una larghezza non superiore ai 20 cm (per prevenire eccessive deformazioni causate dal fenomeno del ritiro) la loro ricomposizione avviene tramite incollaggio che viene realizzato a pressione con colle particolari e con un particolare giunto a pettine. È possibile produrre elementi di forma e dimensione volute, senza i limiti derivanti dalla dimensione delle lamelle. Il limite, in lunghezza, di una trave in legno lamellare è dato principalmente dalla possibilità di trasporto della stessa. Deposito di biomasse a Pietracuta - per Haas group TABSTUDIO - (S.Catasta - P.Antonini) FONTI - PROGETTAZIONE COSTRUZIONI IMPIANTI - VERA ZAVANELLA,ELENA LETI,PAOLO VEGGETI - EDIT. ZANICHELLI - sito consigliato