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
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
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
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
ASPETTI GENERALI DELLE STRUTTURE DI LEGNOCaratterizzazione dei materiali in fase di progettazione e loro accettazione in cantiere
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
ASPETTI GENERALI DELLE STRUTTURE DI LEGNOCaratterizzazione dei materiali in fase di progettazione e loro accettazione in cantiere
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
ASPETTI GENERALI DELLE STRUTTURE DI LEGNOCaratterizzazione dei materiali in fase di progettazione e loro accettazione in cantiere
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
ASPETTI GENERALI DELLE STRUTTURE DI LEGNOCaratterizzazione dei materiali in fase di progettazione e loro accettazione in cantiere
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
ASPETTI GENERALI DELLE STRUTTURE DI LEGNOCaratterizzazione dei materiali in fase di progettazione e loro accettazione in cantiere
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
ASPETTI GENERALI DELLE STRUTTURE DI LEGNOCaratterizzazione dei materiali in fase di progettazione e loro accettazione in cantiere
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
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
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
STRUTTURE A PANNELLI XLAM
Si tratta di strutture realizzate con pannelli di legno massiccio a strati incollati incrociati
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
STRUTTURE A PANNELLI XLAMI collegamenti giocano un ruolo determinante
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
STRUTTURE A PANNELLI XLAM
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
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
STRUTTURE A PANNELLI XLAM
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
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
STRUTTURE A PANNELLI CHIODATISi tratta di strutture realizzate con pannelli di legno massiccio a strati chiodati incrociati
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
STRUTTURE A PANNELLI CHIODATII collegamenti sono analoghi a quelli delle strutture in XLAM
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
STRUTTURE A PANNELLI CHIODATIIl comportamento dei pannelli chidati studiato dall’unità di Napoli – resp. Bruno Calderoni - riguarda il comportamento fuori del piano medio
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
STRUTTURE A PANNELLI CHIODATIIl comportamento dei pannelli chiodati studiato dall’unità di Napoli riguarderà anche il comportamento fuori del piano medio
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
STRUTTURE A PANNELLI PORTANTI INTELAIATI Si tratta di strutture con pannelli portanti composti da montanti e traversi controventati con pannelli a base 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
STRUTTURE A PANNELLI PORTANTI INTELAIATI I collegamenti devono garantire la trasmissione delle sollecitazioni dagli elementi portanti all’interno del pannello e le strutture portanti
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
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
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
STRUTTURE A PANNELLI PORTANTI INTELAIATI I collegamenti devono garantire la trasmissione delle sollecitazioni dagli elementi portanti all’interno del pannello e le strutture portanti
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
STRUTTURE A TELAIO Si tratta di strutture con pannelli portanti composti da montanti e traversi controventati con pannelli a base 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
STRUTTURE A TELAIO I collegamenti sono di tipo tradizionale generalmente con elementi a gambo cilindrico
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
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
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
STRUTTURE A TELAIO Apparato di prova messo a punto presso il laboratorio di Trieste
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
STRUTTURE A TELAIO Campioni con tavole diagonali (due tavolati incrociati, un solo tavolato)
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
STRUTTURE A TELAIO Primi risultati sperimentaliDoppio tavolato diagonale incrociato Singolo tavolato diagonale
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
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
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
MODELLAZIONE NUMERICA DI STRUTTURE A PANNELLI
Il modello proposto per i collegamenti hold-down è qui rappresentato
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
MODELLAZIONE NUMERICA DI STRUTTURE A PANNELLI
Il modello subisce una calibrazione con le prove sperimentali
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
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
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
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.
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
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