Studio delle zone dissipative nelle strutture a parete X-Lam: il comportamento delle connessioni

Sul Progetto in Zona Sismica di Strutture a Pareti Lignee in XLam

pareti x-lamNella progettazione di edifici in zona sismica, è cruciale prevedere zone di dissipazione di energia per garantire l’integrità della struttura stessa durante un evento sismico. A questo proposito, è importante poter valutare il numero di elementi dissipativi, la loro disposizione all’interno della struttura e, laddove possibile, valutarne la mutua interazione, di modo da poterli progettare in maniera tale da poterne prevedere il comportamento.

Nelle strutture in XLam, le connessioni tra pannelli formanti una stessa parete possono essere progettate per conferire alla stessa un comportamento monolitico, demandando quindi alle sole connessioni di base l’assorbimento delle azioni agenti sulla parete stessa, oppure possono essere progettate in modo da deformarsi, dando quindi alla parete un comportamento accoppiato e contribuendo anch’esse alla dissipazione delle forze esterne incidenti sulla parete.

Nel presente articolo si propone una formula che, date le caratteristiche di sollecitazione esterna (forza laterale e sforzo normale agenti sulla parete), la geometria del sistema e le caratteristiche delle connessioni di base, permette di valutare la resistenza che dovranno avere le connessioni tra i pannelli per ottenere un comportamento monolitico od accoppiato. La formula è stata validata sulla base di esperimenti indipendenti, verificandosi corretta nella maggioranza dei casi.


Il XLam, o CLT, è un sistema di fabbricazione di pannelli a base legno il cui utilizzo per la costruzione di edifici, residenziali e non, ha visto un rapido incremento dall’epoca della sua invenzione. Il sistema, concepito in Europa, è utilizzato anche negli Stati Uniti, in Canada, in Giappone ed in Nuova Zelanda, per citarne alcuni.

Grazie a test come quelli effettuati all’interno del progetto SOFIE (Ceccotti 2008; Ceccotti et al. 2013) è stato possibile evidenziare come questo tipo di strutture presenti un buon comportamento dal punto di vista sismico. Manca tuttavia ancora un iter progettuale affidabile per questo tipo di edifici, dato che, ad oggi, la progettazione viene effettuata sotto determinate ipotesi di comportamento delle componenti del sistema, nonostante sia stato comprovato come alcune di esse non siano del tutto veritiere, seppur a favore di sicurezza (Gavrić et al. 2014a, 2015a). Al fine di ottenere formule per il progetto affidabili, è necessario partire dalla descrizione del comportamento delle singole componenti e di come esse interagiscano tra di loro all’interno di sistemi semplici. A questo proposito, molti sono stati i test, sotto forze monotone e cicliche, effettuati per descrivere il comportamento di singole connessioni e di sistemi parete in XLam (Ceccotti 2006; Gavrić et al. 2011, 2014a, 2014b, 2015a, 2015b; Dujic et al. 2008; Hristovski et al. 2013; Lauriola et al. 2006; Popovski et al. 2010; Seim et al. 2013; Tomasi 2013). Tramite questo tipo di test è stato inoltre possibile creare modelli numerici che permettessero di ricreare i test stessi, e quindi di investigare ulteriormente il comportamento di tali strutture, laddove non vi fossero test di laboratorio specifici (Gavrić et al. 2012; Rinaldin et al. 2013 and 2016). Trattandosi però di esperimenti atti a stabilire il comportamento strutturale, il fine ultimo è la ricerca di formulazioni il più semplici possibili che permettano la progettazione efficace di tali strutture sotto ogni condizione di carico.

Le connessioni tra pannelli complanari in una struttura a parete in X-Lam

A questo proposito, nell’ambito della progettazione in zona sismica, è vitale riuscire a prevedere il comportamento delle zone dissipative, ovvero il grado di duttilità che ogni connessione potrà fornire all’interno del processo deformativo.

Riconosciuta come importante zona di dissipazione energetica, la connessione tra pannelli parete complanari gioca un ruolo fondamentale all’interno di una struttura a pareti in XLam. Tali connessioni possono dare, a livello teorico, tre tipi di comportamenti:

  • Accoppiato: i pannelli costituenti la parete ruotano indipendentemente intorno ad un loro spigolo;
  • Monolitico: la parete ruota monoliticamente intorno agli spigoli di base comportandosi come un unico pannello;
  • Misto: le connessioni sono abbastanza rigide da non permettere la completa separazione dei pannelli in fase di ribaltamento (come invece avviene nel comportamento accoppiato), ma non abbastanza da far sì che la parete si comporti come un pannello unico (come invece avviene per il comportamento monolitico).

Di questi tre comportamenti, solo il primo ed il terzo sono reali, un comportamento monolitico “puro” non è ottenibile, a meno di non avere connessioni tra pannelli estremamente più rigide delle connessioni alla base degli stessi, cosa impossibile (ed inutile) nelle strutture in XLam. Il comportamento monolitico è visibile solo ed esclusivamente in pareti composte da un singolo pannello.

Il caso di pannelli accoppiati è il caso che fornisce una maggiore dissipazione delle forze esterne, infatti è il meccanismo che attiva il maggior numero di connessioni, ed è, come spiegato nelle conclusioni, il meccanismo che grava meno sulla capacità a taglio delle connessioni di base, cosa che porta quindi ad un più facile ricentraggio della struttura al termine dell’evento sismico.

In questo articolo viene presentata e validata una formula semplice e diretta per la previsione del comportamento di ribaltamento di sistemi a due pannelli in XLam giuntati tra di loro da connessioni a vite.

La verifica di questo metodo è stata resa possibile grazie a campagne di test che hanno investigato non solo i sistemi complessi, ma anche le singole parti costituenti gli stessi, che costituiscono sempre il punto di partenza per la progettazione. Molti passi avanti in termini di regole progettuali e conoscenza dei fenomeni potrebbero essere fatti se la ricerca non fosse fatta solo prendendo in esame sistemi complessi, ma anche testando le singole parti che li compongono. Questo articolo, nella sua semplicità, ne è la prova.

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Articolo tratto dagli Atti del XVII Convegno ANIDIS.  Si ringrazia l'ANIDIS per la gentile collaborazione.

Si ricorda che il prossimo Convegno si terrà ad Ascoli Piceno il 15-19 settembre maggiori info sul LINK