Ci sono diversi fattori che rendono questo materiale da costruzione molto indicato per la realizzazione di edifici in zone ad alta sismicità, uno di questi è sicuramente la leggerezza e il rapporto resistenza/peso.
Il sisma nasce come effetto di una accelerazione del sottosuolo indicata solitamente con il termine “ag” che va a sollecitare la massa dell’edificio “W” secondo la legge F=W*ag che qui riportiamo notevolmente semplificata rispetto a quanto previsto dalla normativa. Ne segue che a pari valore di ag si avrà una diminuzione della forza sismica al diminuire della massa W: cioè più l’edificio è leggero e minore sarà la forza sollecitante. Il valore di ag è fornito dalla normativa (NTC ’08).
L’aspetto architettonico influisce notevolmente sulla risposta dinamica dell’edificio e la normativa a tal proposito raccomanda, ma non obbliga, di cercare la massima regolarità in pianta ed in elevazione definendo a tal proposito alcuni criteri. Si veda a tal proposito la normativa europea Eurocodice 8 di cui si riporta la prima parte del paragrafo 4.2:
In particolare riportiamo l’attenzione sulla disposizione delle pareti sismo-resistenti in pianta: nel caso di edifici multipiano il solaio svolge la funzione di “raccogliere” le forze orizzontali e distribuirle sulle sottostanti pareti assieme a quelle verticali. E’ facile quindi comprendere come un ad un maggior numero di pareti sismo-resistenti corrisponda una più efficace ed uniforme distribuzione degli sforzi con un conseguente aumento della sicurezza strutturale.
Tali forze si traducono in un insieme di azioni di tipo roto-traslazionale sulle pareti al piano terra che sono solitamente trasferite alla fondazione tramite due tipologie di staffe metalliche:
Per impedire la rotazione della parete le staffe Holdown vengono poste il più possibile alle estremità della stessa in modo tale da massimizzare il braccio e quindi riuscire a sfruttare al meglio la capacità portante della connessione metallica. Per quanto riguarda le squadrette a taglio, esse vengono di norma disposte ad interasse regolare lungo il lato inferiore della parete.
Immagine tratta dal libro del carpentiere
Immagine di una parete correttamente ancorata alla fondazione tramite staffe metaliche
In ultimo, ma sicuramente non per importanza, abbiamo la capacità della struttura di dissipare energia. Il legno è un materiale con comportamento spiccatamente elasto-fragile, ovvero quasi privo di capacità dissipativa. Questo compito viene quindi necessariamente delegato alle connessioni metalliche caratterizzate da una elevata duttilità ovvero capacità dissipativa ovvero capacità di deformarsi molto senza però rompersi.
Per meglio comprendere questo concetto si invita a provare il seguente esperimento:
Modi di rottura per connessione a gambo cilindrico legno-legno a due piani di taglio secondo la teoria di Johansen
Da questo ragionamento si intuisce quindi come le connessioni e la loro corretta progettazione svolgano un ruolo determinante all’interno della struttura. Ma come si quantifica la duttilità di una struttura? In che modo essa va ad incidere sulla resistenza dell’edificio?
La normativa prevede un parametro, chiamato fattore struttura “q”, con il quale si “quantifica” la capacità dissipativa della struttura diminuendo l’azione sismica.
Questo argomento, largamente discusso e che lascia molto spazio alle interpretazioni, verrà affrontato in maniera esauriente in un prossimo articolo. Continuate a seguirci!
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