Task 1.4 Strutture di legno

1° WORKSHOP PROGETTO DPC/ReLUIS – 2010-2013Trento, 7-8 luglio 2011

AreaTematica 2 Innovazioni normative e tecnologiche in ingegneria sismicaLinea 1 Aspetti nella progettazione sismica delle nuove costruzioni

prof. Paolo Zanon

Facoltà di Ingegneria - Università di Trento

Task 1.4 Strutture di legno

1° WORKSHOP PROGETTO DPC/ReLUIS–2010-2013Trento, 7-8 luglio 2011

Prof. Paolo Zanon Università di Trento

AT-2 Innovazioni normative e tecnologiche in ingegneria sismicaLinea 1 Aspetti nella progettazione sismica delle nuove costruzioni Task 1.4 Strutture di legno

COMPOSIZIONE DEL GRUPPO STRUTTURE DI LEGNO

Affiliazione principale Coordinatore dell’unitàTrento Paolo Zanon Maurizio Piazza Daniele Zonta Cristiano LossBrescia Ezio Giuriani Piero Gelfi Giovanni Metelli Marco Preti

Napoli Federico II Bruno Calderoni Pietro Lenza Costantino Giubileo Gaetana PacellaUdine Alessandra Gubana Manuela Buttazzi Fabio ZorziniTrieste Natalino Gattesco Fausto Benussi Rita Franceschinis Isaia ClementeSassari Massimo Fragiacomo Barbara De Nicolo

Composizione Unità




OBIETTIVOL’obiettivo del progetto consiste nella definizione dei principi edelle regole per la progettazione di nuovi edifici di legno in zona sismica. Il lavoro dovrà concludersi con la redazione di linee guida per il calcolo con riferimento ad alcuni casi studio.

•Il calcolo delle strutture di legno•Strutture a pannelli xlam•Strutture a pannelli di tavole chiodate•Strutture a pannelli portanti intelaiati•Strutture a telaio•Modellazione numerica strutture a pannelli di legno




ASPETTI GENERALI DELLE STRUTTURE DI LEGNOCaratterizzazione dei materiali in fase di progettazione e loro accettazione in cantiere




IL CALCOLO DELLE STRUTTURE DI LEGNO

Il calcolo strutturale delle costruzioni ad uso abitativo richiede:

•La scelta del sistema costruttivo in relazione alla capacitàdissipativa richiesta•La scelta dei collegamenti e delle loro caratteristiche di resistenza e duttilità•L’adozione di un modello di calcolo pertinente in grado di simulare le caratteristiche dei collegamenti




STRUTTURE A PANNELLI XLAM

Si tratta di strutture realizzate con pannelli di legno massiccio a strati incollati incrociati




STRUTTURE A PANNELLI XLAMI collegamenti giocano un ruolo determinante





L’unità di Brescia coordinata dal prof Ezio Giuriani si è occupata di prove sperimentali su elementi XLAM con sollecitazione prevalente a flessione e sollecitazione prevalente taglio





L’unità di Brescia si è occupata inoltre di prove sperimentali su collegamenti chiodati e su collegamenti hold-down

timber element GL24h

panel

nails φ4x60/2cm

bolt 5.8

Holddown (20 nails)

39

614

415

1.5 10

F

F

1025

60

25

SDB05

timber element GL24h

nails 2.8/3.1x80 / 5cm

6

4.4

2.2 16 2.2

4.2

F

F

11

10

106.

4

90.4

43.28

Ø1.8

steel plate 100x310x8

Bolt φ16




STRUTTURE A PANNELLI CHIODATISi tratta di strutture realizzate con pannelli di legno massiccio a strati chiodati incrociati




STRUTTURE A PANNELLI CHIODATII collegamenti sono analoghi a quelli delle strutture in XLAM




STRUTTURE A PANNELLI CHIODATIIl comportamento dei pannelli chidati studiato dall’unità di Napoli – resp. Bruno Calderoni - riguarda il comportamento fuori del piano medio




STRUTTURE A PANNELLI CHIODATIIl comportamento dei pannelli chiodati studiato dall’unità di Napoli riguarderà anche il comportamento fuori del piano medio




STRUTTURE A PANNELLI PORTANTI INTELAIATI Si tratta di strutture con pannelli portanti composti da montanti e traversi controventati con pannelli a base di legno




STRUTTURE A PANNELLI PORTANTI INTELAIATI I collegamenti devono garantire la trasmissione delle sollecitazioni dagli elementi portanti all’interno del pannello e le strutture portanti




STRUTTURE A PANNELLI PORTANTI INTELAIATI L’Unità di ricerca di Udine coordinata dall prof.ssa Alessandra Gubana si èdedicata allo studio di prove sperimentali su pannelli intelaiati




STRUTTURE A PANNELLI PORTANTI INTELAIATI I collegamenti devono garantire la trasmissione delle sollecitazioni dagli elementi portanti all’interno del pannello e le strutture portanti




STRUTTURE A TELAIO Si tratta di strutture con pannelli portanti composti da montanti e traversi controventati con pannelli a base di legno




STRUTTURE A TELAIO I collegamenti sono di tipo tradizionale generalmente con elementi a gambo cilindrico




STRUTTURE A TELAIO L’Unità di ricerca di Trieste – Responsabile Natalino Gattesco - si èdedicata allo studio di prove sperimentali su pannelli di tamponamento in particolare:- Dalla sperimentazione si vuole comprendere l’efficacia di diverse tipologie di diaframmi in legno utilizzati per controventare le strutture in legno formate con struttura a telaio- Studiare l’effetto della presenza nei diaframmi di controvento di aperture- Sviluppare modelli strutturali capaci di simulare correttamente l’effettivo comportamento strutturale riscontrato nelle indagini sperimentali in scala reale- Eseguire una campagna di simulazioni numeriche per verificare ed eventualmente modificare le relazioni analitiche presenti nelle norme




STRUTTURE A TELAIO Apparato di prova messo a punto presso il laboratorio di Trieste




STRUTTURE A TELAIO Campioni con tavole diagonali (due tavolati incrociati, un solo tavolato)




STRUTTURE A TELAIO Primi risultati sperimentaliDoppio tavolato diagonale incrociato Singolo tavolato diagonale




MODELLAZIONE NUMERICA DI STRUTTURE A PANNELLI

Il problema della modellazione del comportamento ciclico dei collegamenti rappresenta la fase iniziale del lavoro svolto dall’unità di Sassari della quale è responsabile il prof. Massimo Fragiacomo. Il modello proposto per le squadrette è qui rappresentato





Il modello proposto per i collegamenti hold-down è qui rappresentato





Il modello subisce una calibrazione con le prove sperimentali




MODELLAZIONE NUMERICA DI STRUTTURE A PANNELLIÈ stata simulata una prova sperimentale in scala reale realizzata su pannelli parete dimostrando la buon comportamento del modello utilizzato non solo in termini di relazione carico-spostamento ma anche in termini di dissipazione di energia

-40 -20 0 20 40Deflection [mm]

-100

0

100

Late

ral f

orce

[kN

]

X-Lam wall testNumerical cyclesExperimental cycles

0 5 10 15 20 25Time [s]

0

4000

8000

12000

16000

20000

Ene

rgy

[Nm

m]

DIssipated energyNumericalExperimental




CONTINUAZIONE DELL’ATTIVITÀ

Per ogni tipo strutturale si procederà alla definizione di una serie di casi studio, per i quali si evidenzieranno i problemi specifici derivanti dalla necessità di garantire una adeguata risposta sismica. Dove possibile, i casi studio dovrebbero essere edifici realistici sui quali siano disponibili prove statiche o dinamiche sui componenti o sull’intera struttura. Per ogni specifico caso, si definiranno le logiche di valutazione delle caratteristiche di resistenza e deformabilità degli elementi, le caratteristiche appropriate per la definizione di parametri utili alla definizione della risposta sismica (smorzamento, capacità dissipative, forma della struttura) anche in relazione al metodo di analisi strutturale.




OBIETTIVI

Individuazione delle principali caratteristiche meccaniche degli elementi strutturali lignei utilizzati nei sistemi costruttivi italiani a destinazione d’uso residenziale.Valutazione del comportamento dissipativo e della duttilità per le diverse tipologie strutturali lignee attraverso prove statiche e dinamiche.Calibrazione e validazione dei modelli numerici per lo studio della risposta dinamica non-lineare dei componenti lignei e/o dell’intera struttura.Definizione delle regole di calcolo e di verifica della struttura, con particolare riferimento al metodo di analisi strutturale più affidabile.

Il prodotto finale sarà delle linee guida per il dimensionamento sismico di nuove costruzioni di legno

Task 1.4 Strutture di legno

Documents

Transcript of Task 1.4 Strutture di legno