Stabilità dei sistemi strutturali log-haus

Un metodo semplificato per la verifica di stabilità di pareti log-haus sottoposte a compressione nel piano

I sistemi strutturali log-haus (o blockhaus, blockhouse, block hause) sono generalmente ottenuti per assemblaggio di elementi trave (tronchi, in origine) sovrapposti tra loro – a formare le singole pareti, le quali sono opportunamente ammorsate mediante giunti di carpenteria, al fine di ottenere un edificio dal comportamento scatolare. Nati nel XV° secolo nelle zone boschive di Alaska, Canada, Sud Africa per la fortificazione di zone di confine, la soluzione log-haus è utilizzata oggigiorno per la realizzazione di edifici a destinazione d’uso residenziale e commerciale.
Pur trattandosi di una soluzione costruttiva dalle origini antiche, basata su meccanismi resistenti semplici ottenuti tramite intagli, scanalature, contatti e fenomeni di attrito, il comportamento strutturale degli edifici log-haus resta attualmente di difficile stima, specialmente in particolari condizioni di carico. Molteplici fattori meccanici (ad es. anisotropia del legno; presenza di difetti nel legno quali nodi, deviazione della fibratura, ecc.; fenomeni di attrito; limitata rigidezza del legno nella direzione perpendicolare alle fibre; mancanza (o presenza in numero limitato) di connessioni meccaniche in grado di garantire piena solidarizzazione tra gli elementi costruttivi) e geometrici (ad es. presenza di aperture di porte e finestre, e loro posizionamento; spessore ridotto delle pareti, rispetto ad altre tipologie strutturali; possibili eccentricità e curvature geometriche, o difetti di produzione, ecc.) rendono infatti piuttosto incerta la quantificazione delle capacità strutturali degli edifici log-haus, nonché lo sviluppo di metodi di progetto di validità generale.
In tale contesto, questo lavoro analizza mediante analisi sperimentali in scala reale, simulazioni numeriche ad elementi finiti (mediante il codice ABAQUS/Standard) e validazione di formulazioni analitiche derivate dalla teoria classica delle aste e piastre compresse, il tipico comportamento di pareti log-haus sottoposte a compressione nel piano, con particolare attenzione al problema dell’instabilità fuori dal piano. Sono stati eseguiti studi parametrici per analizzare il comportamento di pareti di diverse configurazioni geometriche di interesse pratico, nonché agli effetti derivanti da possibili fenomeni secondari quali lo schiacciamento del legno in compressione, la presenza di eccentricità di carico, curvature iniziali o una combinazione di queste. Sulla base di quanto analizzato numericamente ed analiticamente, infine, si propone un metodo semplificato per la verifica di stabilità di pareti log-haus compresse nel piano.