Per calcolare il baricentro delle rigidezze di una struttura a pannelli xlam per valutazione eccentricità  rispetto al centro di massa, qual è la rigidezza da considerare dei singoli pannelli ai fini del calcolo?

ultimo aggiornamento
01.06.2014 (24.04.2014)
Nr.: 15491

Risposta team esperti Ing. Roberto Tomasi:

Nell'ipotesi di piano rigido per gli orizzontamenti, è possibile adottare il modello di ripartizione delle forze sulle singole pareti in funzione della loro rigidezza. Risulta quindi fondamentale caratterizzare la rigidezza delle singole pareti di taglio ai fini del calcolo.

Un modello usualmente adottato nella pratica progettuale è quello di ripartire le forze in funzione della lunghezza delle pareti: questo modello, come già  discusso in altre risposte (si vedano nelle news correlate), puo essere considerato corretto se il comportamento della parete è prevalentemente un comportamento di tipo tagliante (e se ovviamente si hanno pareti dello stesso spessore realizzate con lo stesso materiale). Il realtà  una corretta modellazione dovrebbe tenere conto anche della deformabilità  dei sistemi di collegamento alla base della parete (oltre che della presenza di eventuali giunzioni verticali all'interno della parete, quando questa risulta composta dall'unione di piö pannelli). 

In figura si riporta una schema dei principali contributi di deformazione della parete:

1. deformazione a taglio della parete in XLAM (il contributo flessionale puo essere generalmente trascurato se il rapporto tra base ed altezza della parete è circa unitario);

2. deformazione traslazionale rigida (dovuta al contributo della deformazione degli angolari o dei connettori a taglio alla base della parete);

3. deformazione rotazionale rigida (tiene in considerazione del contributo di deformazione degli hold-down posti alla base della parete).

DEFORMAZIONE DEL PANNELLO IN XLAM (CONTRIBUTO 1)

Per quanto riguarda la caratterizzazione della deformazione a taglio della parete in XLAM, questo problema è stato affrontato estensivamente in termini di ricerca negli ultimi anni. Un modello di comportamento è illustrato ampiamente nel materiale didattico del corso case, scaricabile gratuitamente all'interno del sito di promolegno (http://www.promolegno.com/formazione/corso-edifici-documentazione/).

Data la composizione stratificata del pannello in XLAM, la deformazione a taglio dell'elemento di parete è data dalla somma della componente data dalla tensione di taglio agente sulle tavole che compongono il pannello, e dalla tensione di torsione sulla superficie di contatto delle tavole orizzontali e verticali tra di loro sovrapposte ed incollate. Nella documentazione è riportato un modello di calcolo della rigidezza a taglio del pannello, a cui si rimanda per approfondimenti. Una buona approssimazione per il calcolo pratico e quotidiano della deformazione di elementi di questo tipo puo essere ottenuta adottando un valore di rigidezza a taglio di 450 - 500 N/mm² , indipendentemente dal tipo di pannello XLAM usato e dalla sua stratigrafia.

DEFORMAZIONE DEI COLLEGAMENTI ALLA BASE DELLA PARETE (CONTRIBUTO 2 E CONTRIBUTO 3)

Nella valutazione della rigidezza della struttura, la valutazione della rigidezza del pannello in sè non esaurisce i contributi di cedevolezza della parete. In effetti si è dimostrato che la cedevolezza legata alle connessioni alla base della parete (hold-down, squadrette, ecc.), contribuisce in maniera molto piö importante allo spostamento orizzontale globale della parete, e quindi deve essere valutata in maniera appropriata ai fini della determinazione della rigidezza della singola parete di taglio.

Per quanto riguarda la deformazione traslazionale rigida, questo contributo risulta legato proporzionalmente al numero di connettori a taglio posti alla base della parete (la rigidezza di questo contributo risulta quindi linearmente proporzionale alla lunghezza della parete).

Per quanto riguarda la componente orizzontale della rotazione della parete causata dall'allungamento dell'hold-down, il modello di comportamento non è linearmente proporzionale alla lunghezza della parete, ed inoltre è influenzato dalla presenza di carico verticale sulla parete, che fornisce un contributo "stabilizzante" rispetto al meccanisco di rotazione rigida (sintetizzato dalla forza F_N del modello a molle in figura). In effetti il carico verticale contribuisce a ridurre la trazione verticale che agisce sull'hold-down: in presenza di un carico verticale sufficiente elevato l'hold-down potrebbe non attivarsi, e quindi la rigidezza a taglio della parete risulterebbe maggiore.

Una trattazione piö ampia ed esaustiva della modellazione di rigidezza delle pareti di taglio realizzate con pannelli intelaiati si puo trovare nel seguente articolo:

Casagrande, D., Rossi, S., Sartori, T., Tomasi, R. Analytical and numerical analysis of timber framed shear walls (2012) World Conference on Timber Engineering 2012, WCTE 2012, 5, pp. 497-503

La stessa trattazione puo essere estesa, con alcune modiche e semplificazioni, al caso delle pareti in XLAM.

Risposta collegate:

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