Come posso motivare in una struttura in legno, il valore del fattore di struttura adottato in fase di calcolo?

ultimo aggiornamento
05.11.2015 (05.02.2008)
Nr.: 7528

Risposta team esperti Ing. Mauro Andreolli:

Il fattore di struttura è il parametro che »sintetizza« le proprietà  di dissipazione energetica delle strutture in seguito a sisma. Nel caso di strutture lignee l’energia del terremoto è dissipata dagli elementi metallici di collegamento che, nel caso in cui presentino un comportamento duttile, si snervano e si plasticizzano prima che avvenga la rottura (viceversa il materiale legno ha un comportamento fragile, e si rompe senza una fase post-elastica).

Le norme consentono di procedere ad un’analisi lineare tenendo conto delle proprietà  dissipative della struttura riducendo le azioni sismiche con un coefficiente di struttura q proporzionale al grado di duttilità  dell’edificio.

Si riporta un estratto di quanto previsto dalle nuove Norme tecniche per le costruzioni al tal proposito:

7.3 METODI DI ANALISI E CRITERI DI VERIFICA

»L’analisi lineare puo essere utilizzata per calcolare gli effetti delle azioni sismiche sia nel caso di sistemi dissipativi sia nel caso di sistemi non dissipativi. [«¦] Quando si utilizza l’analisi lineare per sistemi dissipativi, come avviene per gli stati limite ultimi, gli effetti delle azioni sismiche sono calcolati, quale che sia la modellazione per esse utilizzata, riferendosi allo spettro di progetto ottenuto assumendo un fattore di struttura q maggiore dell’unità  (§ 3.2.3.5). La resistenza delle membrature e dei collegamenti deve essere valutata in accordo con le regole presentate nei capitoli precedenti, essendo necessario soddisfare i requisiti di duttilità  fissati nei paragrafi successivi.

Il valore del fattore di struttura q da utilizzare per ciascuna direzione della azione sismica, dipende dalla tipologia strutturale, dal suo grado di iperstaticità  e dai criteri di progettazione adottati e prende in conto le non linearità  di materiale. [«¦] La scelta del fattore di struttura deve essere adeguatamente giustificata.«

A proposito di tale giustificazione le norme stesse, analogamente a quanto riportato nell’Eurocodice 8, forniscono utili indicazioni al riguardo delle strutture in legno:
 

7.7.3 TIPOLOGIE STRUTTURALI E FATTORI DI STRUTTURA

»In funzione del loro comportamento duttile e della capacità  di dissipazione di energia sotto carichi ciclici, gli edifici a struttura di legno devono essere assegnati alla CD »A« o »B«. Tutte le strutture che non rispettano le condizioni richieste per le CD »A« o »B« si debbono considerare come strutture aventi una scarsa capacità  di dissipazione energetica, alle quali si assegna un fattore di

struttura q≤1,5.

Nella Tab. 7.7.I sono riportati, per ciascuna classe, alcuni esempi di strutture e i valori massimi q del fattore di struttura da adottarsi in mancanza di altre specifiche valutazioni. Nel caso in cui il controventamento della struttura sia affidato a materiali diversi (calcestruzzo armato, acciaio), si deve fare riferimento ai pertinenti paragrafi del presente documento.

Strutture isostatiche in genere, archi a due cerniere, travi reticolari con connettori, in mancanza di specifiche valutazioni, sono da considerare come strutture aventi una scarsa capacità  di dissipazione energetica, alle quali si deve dunque assegnare un fattore di struttura q non superiore a 1,5.«

Seguono poi alcune prescrizioni sui requisiti e i particolari costruttivi da realizzare nelle zone dissipative per garantire il raggiungimento di una duttilità  tale da poter giustificare l’adozione dei coefficienti proposti.

Ulteriori indicazioni al riguardo della giustificazione della scelta del fattore di struttura possono essere trovate in testi specifici quali quelli riportati in bibliografia, che forniscono un utile commento alle norme e presentano alcuni risultati e sviluppi futuri di ricerca nell’ambito della duttilità  delle strutture lignee e della valutazione del fattore di struttura delle costruzioni in legno.

Riferimenti bibliografici

Piazza M., Tomasi R., Modena R. (2005), Strutture in legno - Materiale, calcolo e progetto secondo le nuove normative europee, Ulrico Hoepli Editore, Milano

Ceccotti, Follesa, Lauriola, Le strutture in legno in zona sismica, CLUT

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