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Sostenibilità Ambientale Terni -Hotel Michelangelo Palace - 16 Dicembre 2011

Progettare strutturein legno

Relatore : Ing. Luigi Tomassini

Cronologia delle tipologie costruttive in legnoCronologia delle tipologie costruttive in legno

“Log House” “Fachwerkbau”

Costruzioni Massiccie

“X-lam”-Sovrapposizione di tronchi

-Si evolve con elementi

squadrati ad incastro

-Muratura per rigidezza

-Legno per duttilità

Pannelli a strati

ortogonali

incollati

2

Costruzioni leggere

OggiIeri

Costruzioni Massiccie

Telai“Ballon/Platform Frame”

1200 18001300 20001900

-Sistema con telaio e pannelli

di legno

-Costruito in opera

-Si evolve prefabbricando pannelli

-Travi e pilastri a

comportamento

flessionale

La situazione attualeLa situazione attuale

Oggi due sistemi costruttivi sono in forte espansione :Oggi due sistemi costruttivi sono in forte espansione :

3

Vantaggi del massiccio :-- Effetto psicologicoEffetto psicologico-- Inerzia termicaInerzia termica-- Prestazioni acustichePrestazioni acustiche-- Semplicità strutturaleSemplicità strutturale

Schema CostruttivoSchema Costruttivo

Pannello Pannello XX--lamlam

Denominazione :- Inglese : Cross Laminated Timber- Tedesco : Brettsperrholz- Correnti : X-lam, Cross-lam

Compensato di tavole

Composizione :- Numero dispari di strati : 3-5-7-(9)- Fibre disposte a strati alterni ortogonale- Spessore strati da 15 a 45 mm

33

55

strati

4

- Spessore strati da 15 a 45 mm- Spessore pannelli da 60 a 400 mm- Dimensione max pannelli 300x1600 cm

Essenza lignea :- prevalentemente abete rosso- (abete bianco, pino, larice, douglasia)

Collanti :- prevalentemente poliuretanici

Finitura :- Faccia a vista su uno o due lati - Industriale

77

Schema CostruttivoSchema Costruttivo

Assemblaggio Assemblaggio tavole strati Xtavole strati X

Assemblaggio Assemblaggio

5

Assemblaggio Assemblaggio tavole strati Ytavole strati Y

Assemblaggio stratiAssemblaggio stratinel pannellonel pannello

Pareti XPareti X--lamlam estese in orizzontaleestese in orizzontale

La fibra è verticale in La fibra è verticale in direzione degli sforzi direzione degli sforzi di compressione di compressione (carichi)(carichi)

1600

6

300

Pareti XPareti X--lamlam estese in verticaleestese in verticale

-- Se la parete ha altezza superiore a 3 m si Se la parete ha altezza superiore a 3 m si fanno elementi a sviluppo verticalefanno elementi a sviluppo verticale

-- La fibra è verticale in direzione degli sforzi La fibra è verticale in direzione degli sforzi di compressione (carichi)di compressione (carichi)

7

240

Fino a 1600

Solai XSolai X--lamlam

La fibra è longitudinale in direzione degli sforzi di flessioneLa fibra è longitudinale in direzione degli sforzi di flessione

La sollecitazione flessionale impegnaLa sollecitazione flessionale impegnaprevalentemente la fibra dispari (prevalentemente la fibra dispari (long.lelong.le))La fibra pari è di collegamentoLa fibra pari è di collegamento

8

E’ possibile ricavare nel pannello fori e sagomature

1600300

Prestazioni meccanichePrestazioni meccaniche

Distribuzione degli

Pannello a strati unidirezionali :

-- carichi distribuiti in una sola carichi distribuiti in una sola

direzione direzione

-- effetti localizzati sensibilieffetti localizzati sensibili

Solaio Solaio XX--lamlam ::

-- diffusione in due direzionidiffusione in due direzioni

-- effetti localizzati ridottieffetti localizzati ridotti

9

Distribuzione degli sforzi nelle due direzioni del pannello :

Ogni sollecitazione carica la fibra nella sua direzione

Stabilità igrometricaStabilità igrometrica

ααααl=0,01% ααααr=0,19% ααααt=0,36% αααα⊥⊥⊥⊥.medio ≈ 0,25%

Coefficienti di ritiro e dilatazione igrometricaCoefficienti di ritiro e dilatazione igrometrica Umidità medie abitazioni : 60Umidità medie abitazioni : 60--70%70%

10

ααααl=0,01% ααααr=0,19% ααααt=0,36% αααα⊥⊥⊥⊥.medio ≈ 0,25%

12%

70%

14%

X-LAM

Pannellounidirezionale

δδδδL = αααα⊥⊥⊥⊥ L ∆∆∆∆U = 0,0025x100x2 = 0,5 cm 60%

Finitura XFinitura X--lamlam

Finitura “A Vista” Finitura “A Vista”

Finitura “Industriale” Finitura “Industriale” La superficie a vista non è curataLa superficie a vista non è curata

La superficie a vista è curata per non avere La superficie a vista è curata per non avere rivestimento e rimanere in vista.rivestimento e rimanere in vista.

11Strato rifinito

Faccia a vista con strato aggiuntivo inferiore

Tavole serrate e

piallate

Faccia a vista per costruzione

La superficie a vista non è curataLa superficie a vista non è curata

La costruzione XLa costruzione X--lamlam

Caratteristiche sistema :Caratteristiche sistema :-- Costruzione sempliceCostruzione semplice-- Progettazione sempliceProgettazione semplice-- Montaggio rapidoMontaggio rapido-- Cantiere pulitoCantiere pulito-- Stabilità dimensionale ottimaStabilità dimensionale ottima

••Prestazioni sistema :Prestazioni sistema :-- Struttura massicciaStruttura massiccia-- Prestazioni Prestazioni termoigrometrichetermoigrometriche

12

Principio costruttivo :Principio costruttivo :-- Pareti Pareti XX--lamlam in direzione Xin direzione X-- Pareti Pareti XX--lamlam in direzione Yin direzione Y-- Solai Solai XX--lamlam di piano o coperturadi piano o copertura-- Trasmissione carichi verticali attraverso le paretiTrasmissione carichi verticali attraverso le pareti-- Trasmissione carichi orizzontali attraverso i solaiTrasmissione carichi orizzontali attraverso i solai

-- Prestazioni Prestazioni termoigrometrichetermoigrometriche-- Prestazioni acustichePrestazioni acustiche

La costruzione XLa costruzione X--lamlam

Costruzione massiccia con pannelli X-lam

-- Struttura massiccia Struttura massiccia -- Possibili strutture di molti pianiPossibili strutture di molti piani-- Produzione piano per piano con elementi a Produzione piano per piano con elementi a

prevalente sviluppo orizzontaleprevalente sviluppo orizzontale-- Produzione per elementi a prevalenteProduzione per elementi a prevalente

sviluppo verticalisviluppo verticali-- Possibilità di prefabbricazionePossibilità di prefabbricazione

13

-- Possibilità di prefabbricazionePossibilità di prefabbricazione

La costruzione La costruzione XX--lamlam

14

La costruzione La costruzione XX--lamlam

15

Connessioni tra pareti e solaiConnessioni tra pareti e solai

16

Sollecitazioni di trazione :Sollecitazioni di trazione :

-- Azioni orizzontali con carichi bassiAzioni orizzontali con carichi bassi

-- Angolari “Angolari “HoldownHoldown” con chiodi e barre” con chiodi e barre

-- Trazione trasferita da piano a piano Trazione trasferita da piano a piano

fino in fondazionefino in fondazione


17

Sollecitazioni di taglio :Sollecitazioni di taglio :

-- Azioni orizzontali con carichi altiAzioni orizzontali con carichi alti

-- Angolari “a taglio” con chiodi, viti e barreAngolari “a taglio” con chiodi, viti e barre

-- Taglio trasferito da piano a piano Taglio trasferito da piano a piano

fino in fondazionefino in fondazione


18-- Prove sismiche con piano vibrante Prove sismiche con piano vibrante -- Simulazione con modello FEM Simulazione con modello FEM –– Correlazione prove Correlazione prove -- modellomodello

Giunto fondazioniGiunto fondazioni

19

Giunzione fondazione :Giunzione fondazione :

-- HoldownHoldown a trazionea trazione

-- Piastre a taglioPiastre a taglio

-- Guarnizione in gommaGuarnizione in gomma

-- Impermeabilizzazione superficiImpermeabilizzazione superfici

di appoggiodi appoggio

-- Trave radice (larice) per fuori Trave radice (larice) per fuori

quota e guida pannelliquota e guida pannelli

Viti autoperforanti i Torx

Tirafondi

Giunto tra paretiGiunto tra pareti

20

Giunzioni tra pareti :Giunzioni tra pareti :

-- Viti Viti autoperforantiautoperforanti impronta impronta TorxTorx

-- Angolari con chiodi, viti e/o barreAngolari con chiodi, viti e/o barre

-- Guarnizione in gommaGuarnizione in gommaViti aut

operf

orant

i i Tor

x

Tirafo

ndi

Viti a d

oppio

filett

o

Giunto tra pareti/solaiGiunto tra pareti/solai

21

Giunzioni tra solai :Giunzioni tra solai :

-- Viti Viti autoperforantiautoperforanti impronta impronta TorxTorx

-- Angolari a taglio/Angolari a taglio/HoldownHoldown con chiodi, viti e/o barrecon chiodi, viti e/o barre

-- Guarnizione in gommaGuarnizione in gomma

Viti aut

operf

orant

i i Tor

x

Tirafo

ndi

Viti a d

oppio

filett

o

Connessioni tra elementiConnessioni tra elementi

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Giunto di continuità laterale dei pannelli avviene avvitando tavole di collegamento in legno multistrato

Termoigrometria della pareteTermoigrometria della parete

Diagramma termoigrometrico

Inerzia termica


23

Parete Norma

Trasmittanza [W/m2°K] 0,288 0,36

Sfasamento [ore] 9h 38’ 8h 40’

Attenuazione 0,163 0,23

Diagramma

di condensa

g/m2 - mese


24


Inerzia termica

25

Parete Norma






Inerzia termica

26

Parete Norma





Termoigrometria della CoperturaTermoigrometria della Copertura

Copertura non ventilata

Senza barriera a vapore

Diagramma di condensa

27

Con barriera a vaporeSenza barriera a vapore Con barriera a vapore


Termoigrometria della CoperturaTermoigrometria della Copertura

Diagramma termoigrometricoCopertura ventilata

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Parete Norma




Inerzia termica

Diagramma di condensa

Solai e sistemi di pavimentazioneSolai e sistemi di pavimentazione

Pavimento a secco

29

Pavimento con massetto

La costruzione La costruzione XX--lamlam con pareti a con pareti a prevalente sviluppo orizzontaleprevalente sviluppo orizzontale

Fasi di montaggioFasi di montaggio

30

1) Travi radice1) Travi radice 2) Pareti livello 12) Pareti livello 1 3) Travi livello 13) Travi livello 1

4) Solaio livello 14) Solaio livello 15) Travi livello 25) Travi livello 2

6) Travi di copertura6) Travi di copertura

La costruzione La costruzione XX--lamlam con pareti a con pareti a prevalente sviluppo orizzontaleprevalente sviluppo orizzontale

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Travi radice con pannelli di primo pianoTravi radice con pannelli di primo piano

Vista interna del cantiereVista interna del cantiere

Parte strutturale completaParte strutturale completa

Edificio in via di finituraEdificio in via di finitura

La costruzione COSTLa costruzione COST--PLY con pareti PLY con pareti a prevalente sviluppo verticalea prevalente sviluppo verticale

Sistema con pannelli a Sistema con pannelli a prevalente sviluppo verticaleprevalente sviluppo verticale

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I lati longitudinali sono integrati da I lati longitudinali sono integrati da due telai in legno lamellare due telai in legno lamellare collaboranti contro le azioni collaboranti contro le azioni orizzontaliorizzontali

La costruzione XLa costruzione X--lamlam con pareti a con pareti a prevalente sviluppo verticaleprevalente sviluppo verticale

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Fasi iniziali di cantiereFasi iniziali di cantiere

Finitura tradizionale dei lati longitudinaliFinitura tradizionale dei lati longitudinali

Facciata con finitura in tavoleFacciata con finitura in tavoleFasi iniziali di cantiereFasi iniziali di cantiere

La costruzione XLa costruzione X--lamlam con pareti a con pareti a sviluppo verticale e orizzontalesviluppo verticale e orizzontale

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Possibilità di prefabbricazionePossibilità di prefabbricazione

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Prefabbricazione ad elementi Prefabbricazione ad elementi

completi di finiturecompleti di finiture

Prefabbricazione in moduli Prefabbricazione in moduli

Il cantiereIl cantiere

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-- Pezzi leggeriPezzi leggeri

-- Mezzi di sollevamento modestiMezzi di sollevamento modesti

-- Elevata pulizia di cantiereElevata pulizia di cantiere

-- Rapidità di montaggio Rapidità di montaggio

-- Puntelli provvisionali modestiPuntelli provvisionali modesti

-- Montaggio a seccoMontaggio a secco

Impiantistica su Impiantistica su XX--lamlam

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-- Facilità d’installazioneFacilità d’installazione

-- Fissaggio meccanico degli impianti Fissaggio meccanico degli impianti

senza necessità di demolizionesenza necessità di demolizione

-- Rapidità di esecuzioneRapidità di esecuzione

-- Costo ridotto Costo ridotto

-- Pulizia del cantierePulizia del cantiere

Esempi di edifici Esempi di edifici XX--lamlam

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Villette Villette monomono--bifamiliaribifamiliari

Realizzazioni COST SPARealizzazioni COST SPA


39Realizzazioni COST SPARealizzazioni COST SPA

VilletteVillette

monomono--bifamiliaribifamiliari


Edifici residenziali Edifici residenziali pluripianopluripiano

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Edifici residenziali Edifici residenziali pluripianopluripiano

Realizzazioni COST SPARealizzazioni COST SPA


Riabilitazione energetica edificio esistenteRiabilitazione energetica edificio esistente

41Realizzazioni COST SPARealizzazioni COST SPA

Casa Casa PettinengoPettinengo (BI)(BI) realizzazionerealizzazioneCOST SPACOST SPA

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