Le connessioni X-LAM come garanzia di duttilità e durabilità antisismica

La Tecnologia X-LAM: stabilità e performance

Il sistema costruttivo X-LAM (o CLT-Cross-Laminated Timber), soluzione all'avanguardia nell'ingegneria del legno, non è un'invenzione recente, ma affonda le sue radici nella fine degli anni '90. La sua origine è strettamente legata all'innovazione nel mercato austriaco. Questa nazione, storicamente leader nella lavorazione del legno e attenta alle tematiche della bioedilizia, ha sviluppato e standardizzato i primi pannelli strutturali in legno lamellare a strati incrociati.

Tuttavia, la sua adozione su larga scala e il suo effettivo impulso alla diffusione in Italia, sono stati catalizzati da un evento sismico di forte impatto: il terremoto dell’Aquila del 2009. La tragica esperienza di quel sisma ha evidenziato la necessità critica di adottare sistemi costruttivi che garantissero velocità costruttiva, maggiore resistenza sismica e una migliore performance strutturale complessiva. Di conseguenza, le proprietà intrinseche dell'X-LAM – leggerezza abbinata ad alta rigidezza e resistenza – lo hanno reso una soluzione privilegiata e rapidamente adottata nel contesto della ricostruzione e nella nuova edilizia italiana, affermandosi come standard di sicurezza e sostenibilità.

I pannelli in X-LAM sono composti da un numero dispari di strati (3, 5, 7 o più) di tavole sovrapposte ed incrociate - da cui il prefisso "X" - e incollati con collanti poliuretanici privi di formaldeide.

L'incrocio delle fibre è il cuore tecnico di questa innovazione: esso riduce le deformazioni meccaniche del materiale, dovute a fattori classici come umidità e temperatura, di un ordine di grandezza rispetto alle travi lamellari tradizionali. Il risultato è un pannello in legno estremamente stabile e rigido. I pannelli utilizzati in Italia provengono prevalentemente da legno di conifera italiana, in particolare abete, da gestione forestale sostenibile.

Grazie all’elevata ingegnerizzazione, il sistema X-LAM consente montaggi rapidi e precisi con posa a secco e connessioni meccaniche, garantendo inoltre un beneficio in termini di aumento della superficie netta fruibile grazie a spessori strutturali ridotti.

Il ruolo cruciale della duttilità sismica

Nonostante il legno sia intrinsecamente un materiale con un comportamento principalmente fragile, gli edifici in X-LAM possiedono un’elevata capacità di dissipare energia derivante dal sisma, ovvero un’elevata duttilità.

Questa duttilità è conferita dai giunti e dai collegamenti meccanici metallici (piastre, chiodi, viti, bulloni) che uniscono pareti e solai. Sono proprio queste connessioni metalliche a comportarsi in modo duttile, sviluppando deformazioni in campo plastico e consentendo all’intera struttura di raggiungere la classe di duttilità sismica richiesta.
Nel contesto dell’ingegneria antisismica moderna, sia l’Eurocodice 8 che le attuali Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC) stabiliscono un requisito fondamentale: il “Criterio della gerarchia delle resistenze”.

Questo principio mira a garantire che, durante un evento sismico, i meccanismi di danno e dissipazione energetica si manifestino in aree specificamente progettate allo scopo. In sintesi:

• Gli elementi a comportamento duttile (plastico), che in una struttura X-LAM sono rappresentati dai giunti (o collegamenti), devono essere i primi a cedere, sfruttando la loro capacità di dissipare energia attraverso deformazioni non reversibili
• Al contrario, gli elementi strutturali principali a comportamento fragile (elastico), come i pannelli di X-LAM, devono essere protetti e mantenuti nella loro fase elastica, prevenendo il raggiungimento della rottura.
• In termini pratici per le costruzioni in X-LAM, ciò si traduce in un imperativo progettuale: bisogna dimensionare i componenti in modo che la resistenza del legno sia sempre superiore alla resistenza massima offerta dai giunti.

Le sfide delle connessioni

Le connessioni devono svolgere ruoli distinti nella struttura tridimensionale:

1. Connessioni a bassa dissipazione (rigide): devono rimanere in campo elastico e sono dotate di adeguate riserve di sovraresistenza. Queste includono i collegamenti tra i pannelli del solaio, tra solaio e pareti (per assicurare l’ipotesi di diaframma rigido) e tra pareti intersecanti (per la stabilità agli spigoli);
2. Connessioni dissipative (duttili): devono assorbire l’energia sismica. Queste includono le connessioni a taglio alla base delle pareti e, soprattutto, quelle a sollevamento (hold down) all’estremità di ciascuna parete.

In particolare, il collegamento tra le pareti e le fondazioni è critico per contrastare i due principali meccanismi di danno:

• Ribaltamento: contrastato dagli “hold down”, piastre angolari o piane in acciaio allungate che lavorano a trazione per trasferire le forze verticali dovute al momento;
• Scorrimento: contrastato da piastre angolari o piane in acciaio che lavorano a taglio e sono collegate con ancoranti in acciaio o chimici alle fondazioni. Tipicamente hanno anche una componente di trazione, specie le più vicine agli hold down.

Simpson Strong-Tie | Friulsider: ABR255 e ABR255SO

Simpson Strong-Tie | Friulsider, leader nelle soluzioni strutturali per l’edilizia, offre risposte concrete alle esigenze tecniche dei collegamenti X-LAM, fornendo staffe angolari rinforzate in grado di gestire i carichi sia di trazione che di taglio. Tra queste la ABR255 e ABR255SO rappresentano una soluzione valida ed efficace.

ABR255 - Staffa Angolare Rinforzata

La ABR255 è una piastra angolare rinforzata sviluppata specificamente per il fissaggio di pannelli in X-LAM su supporti in legno o calcestruzzo.

• Versatilità e carico: grazie alla sua geometria ottimizzata e alla struttura rinforzata, è particolarmente resistente sia ai carichi orizzontali (taglio) che a quelli verticali. Permette di realizzare sia collegamenti legno-legno che legno-calcestruzzo, trasmettendo azioni di taglio, trazione e ribaltamento.

• Specifiche: dimensioni di 120x100x255 mm. È dotata di ben 99 fori per un fissaggio solido e sicuro e la sua struttura in acciaio è sottoposta a zincatura galvanica Z275. L'elevata rigidezza è garantita dalla struttura rinforzata e dalle nervature integrate. Sono certificati ben 8 “pattern” di chiodatura;
• Vantaggi: elevata capacità di carico in tutte le direzioni, specialmente a taglio, e la possibilità di utilizzare un numero inferiore di connettori per singola parete. Da segnalare anche le buone performance con semplice fissaggio mediante 2 viti SSH in luogo della chiodatura, ottenendo, così, tempi di posa estremamente ridotti.

ABR255SO - Staffa Angolare Rinforzata Allungata

La ABR255SO è un’evoluzione della staffa angolare rinforzata, specificamente sviluppata per connettere pareti X-LAM al calcestruzzo anche in presenza della “radice” con spessore fino a 80 mm.

• Funzione: offre elevate capacità di carico in tutte le direzioni ed è in grado di sopportare forze di taglio estremamente elevate;
• Installazione sicura: la superficie è contrassegnata con una guida per assicurare che gli elementi di fissaggio siano sempre installati mantenendo la distanza minima dal bordo;
• Vantaggi: come la ABR255, offre un'elevata capacità di carico in tutte le direzioni e versatilità, consentendo di ridurre il numero di connettori necessari per parete.

Queste soluzioni tecniche sottolineano come l'ingegneria dei collegamenti sia fondamentale per sfruttare appieno il potenziale antisismico dell'X-LAM, trasformando un materiale naturalmente performante in una struttura ad alta sicurezza e resilienza.

L'X-LAM non è solo un materiale costruttivo, ma un sistema completo in cui l'innovazione dei giunti strutturali è indissolubile dal potenziale del legno. Il progresso in questo campo, guidato da aziende specializzate, sta proiettando l'industria verso edifici più sicuri, sostenibili e rapidi da realizzare.

Le soluzioni avanzate, come le staffe angolari rinforzate ABR255 e ABR255SO di Simpson Strong-Tie | Friulsider, rappresentano la risposta ingegneristica necessaria per affrontare i complessi meccanismi di sforzo. Grazie alla loro capacità di carico elevata in tutte le direzioni e alla loro versatilità nell'ancoraggio legno-legno e legno-calcestruzzo, queste staffe assicurano che la struttura X-LAM rispetti pienamente i requisiti normativi e raggiunga l'obiettivo primario di elevata sicurezza sismica.

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