Vorrei avere dei vostri suggerimenti sulla modellazione di edifici in XLAM.

anonimo: Sono uno strutturista e da qualche anno collaboro con una ditta che costruisce manufatti in legno. Sono alle prese con la una struttura Xlam e studiando la documentazione in mio possesso, considerato che non posso fare un'analisi statica lineare, stavo approcciando il calcolo dinamico e quindi devo necessariamente modellare la struttura.
Le mie domande sono due:
1 - ho visto nella relazione dell'Ing. Follesa che si puo modellare la struttura come elementi shell ma non trovo riferimenti sulle caratteristiche interne, puo dirmi dove trovarle? E' possibile in alternativa modellare la struttura come telai equivalenti come si fa ad esempio per la muratura?
2 - anche se non espressamente vietato come per la muratura il genio civile non vuol sentir parlare di pareti sopra telai a meno che questa possibilità  non sia specificatamente descritta su una normativa oppure un'ETA. Ne conoscete?

ultimo aggiornamento
10.10.2014 (21.02.2013)
Nr.: 14725


Risposta team esperti Ing. Andrea Bernasconi:

I pannelli XLAM sono per definizione elementi strutturali di superficie; con la definizione di "shell" - che all'origine definisce la conchiglia o l'elemento di superficie non piana, ma curva - si intendono di regola elementi strutturali di superficie con caratteristiche di rigidezza sia di lastra che di piastra. Si tratta delle caratteristiche strutturali degli elementi XLAM, che pero di regola sono piani.

Piuttosto che affermare che una struttura XLAM puo essere modellata con elementi "shell" sarebbe opportuno ribadire con fermezza che ogni altro tipo di modellizzazione numerica di una struttura di questo tipo rappresenta una semplificazione o un allontanamento dal comportamento effettivo e reale della struttura. Beninteso, tali semplificazioni sono in molti casi appropriate e assolutamente auspicabili: si dovrebbe quindi affermare che i pannelli XLAM possono anche essere modellati con sistemi piö semplici, quando le condizioni geometriche e strutturali effettive lo consentono. Il fatto che alcuni programmi di calcolo commerciali sembra descrivano i pannelli XLAM come elementi strutturali di superficie, per poi trasformarne le caratteristiche secondo un modello numerico di aste, eseguendo i calcoli numerici su sistemi di travi, pilastri e telai, per poi trasformare gli sforzi interni determinati in questo modo in forze agenti alle estremità  dei pannelli XLAM, non è rilevante.

Fatta questa doverosa premessa, le caratteristiche meccaniche dell'XLAM quale elemento strutturale di superficie di lastra (sollecitazione nel proprio piano) e di piastra (sollecitazione perpendicolare al proprio piano, con caratteristiche diverse per le due direzioni del piano stesso) sono descritte nel capitolo sul calcolo delle strutture XLAM del corso dedicato agli edifici con struttura di legno di promolegno, e disponibili sul sito www.promolegno.com alla rubrica corsi/edifici/documentazione.

In particolar modo vi si trova la definizione delle diverse componenti della matrice di rigidezza, composta dalla rigidezza a taglio e a flessione per l'effetto piastra nelle due direzioni del piano ei valori della rigidezza a taglio e "assiale" per le due direzioni del piano per l'effetto lastra. Resta aperta la definizione della rigidezza flessionale "xy" della lastra - anche detta "drill" - che puo essere ammessa come non determinante o come tanto debole da non avere influenza sul comportamento strutturale dell'XLAM: l'affermazione è corretta in quanto la rigidezza torsionale della piastra di legno è comunque tanto debole da dover essere ammessa come praticamente non esistente. Nel modello numerico questa grandezza dovrà  essere inserita in modo da non creare instabilità  numeriche dello stesso, ma anche tanto piccola da non assumere importanza strutturale.

La modellizzazione di una struttura - o parti di essa - composta da pannelli XLAM con elementi di telai equivalenti è senz'altro possibile, quando cio corrisponde alla realtà , cioè quando i pannelli XLAM possono essere ammessi come elementi lineari, cioè dove gli effetti strutturali nel piano del pannello sono trascurabili. Purtroppo non è possibile dare regole generiche in questo senso, in quanto la valutazione deve avvenire su ogni singola struttura considerandone le sue caratteristiche. In caso di edifici semplici e di dimensioni modeste - anche se strutturalmente complessi - spesso questo modo di procedere è accettabile. In caso di edifici e strutture piö complessi è spesso auspicabile procedere ad una prima analisi in forma semplificata e basata su questo principio, anche per disporre di un riferimento per poter verificare la coerenza e la correttezza di modelli piö complessi per esempio per i casi di carico piö semplici.

Una parete su un telaio è per definizione una parete in falso, e come tale non ammessa quale elemento strutturale che contribuisce alla stabilità  globale della struttura. È difficile immaginare una normativa che ammetta le pareti in falso, visto che le stesse sono definite come non ammissibile proprio dalla normativa.

Dato per scontato cio, piuttosto che cercare un ETA che permetta le pareti in falso, consigliamo di progettare la costruzione e la struttura in modo che le pareti in falso siano evitate, senza per questo precludere l'effetto strutturale locale della medesima parete. Le forze verticali trasmesse verso il basso da una parete non possono essere sostenute da travi o solette, ma deve essere assicurato il flusso di forze fono alle fondamenta tramite pareti piene o pilastri. In caso contrario la parete non puo essere considerata come un componente della struttura portante tridimensionale. Aggiungiamo che non si tratta di una prescrizione amministrativa, ma dell'applicazione dei principi fondamentali dell'ingegneria strutturale, che soprattutto in un caso di rischio sismico possono avere un'importanza essenziale.

Per la forma aggiungiamo che non conosciamo ETA o normative che ammettano pareti in falso. Se ne esistessero, per contro, saremmo fra i primi a metterne in guardia.


La mia domanda alla redazione...

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