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Come costruire una struttura portante scatolare con i pannelli XLAM

Un caso classico, accompagnato da alcuni suggerimenti, di costruzione di strutture portanti scatolari in XLAM, composte da pareti e da solette massicce e portanti

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Gli elementi strutturali piani dei pannelli XLAM si prestano molto bene per realizzare strutture portanti scatolari, composte da pareti e da solette massicce e portanti. Vediamo le caratteristiche di queste strutture in XLAM.

La struttura portante dell’edificio in XLAM è composta dall’unione di elementi piani di superficie verticali e orizzontali che, appositamente collegati fra loro, formano una struttura scatolare.
Per essere realizzata in modo corretto e completo, la struttura scatolare deve essere chiusa, cioè composta per ogni piano della costruzione dalle due superfici orizzontali e dalle due coppie di pareti verticali.
La struttura scatolare più semplice è formata da quattro pareti verticali alle estremità della costruzione e da due solette orizzontali, una delle quali rappresenta la platea su cui poggia la struttura e l’altra la copertura delle pareti e quindi dello spazio utile dell’edificio. Si consideri che nell’applicazione pratica anche le pareti interne possono essere sfruttate come elementi strutturali.

Schema della struttura scatolare di un edificio in XLAM (Disegno Andrea Bernasconi)

Schema della struttura scatolare di un edificio in XLAM (Disegno Andrea Bernasconi)

Una struttura a più piani per semplificazione può essere considerata come sovrapposizione di più strutture scatolari. Ma occorre precisare che l’aumento del numero di piani comporta un aumento delle sollecitazioni meccaniche dell’intera costruzione che andrà quindi studiata nel suo complesso.

Considerata nel suo insieme, la struttura è quindi formata dalle pareti continue in altezza e dalle solette formanti i solai intermedi e la copertura.
Al fine di una corretta progettazione è però indispensabile aggiungere alcune osservazioni fondamentali.

Le pareti portanti dell’edificio devono garantire la continuità strutturale su tutta l’altezza dell’edificio, in modo da poter assicurare la corretta controventatura e stabilizzazione della struttura. Ciò non riguarda soltanto le strutture realizzate in zone ad alto rischio sismico, ma in modo molto più generale tutte le costruzioni.
È possibile ridurre la lunghezza orizzontale delle pareti portanti rispetto alle dimensioni in pianta dell’edificio, definendo come elemento strutturale una parte di ciascuna parete e lasciando al progetto architettonico di chiudere o meno le parti rimanenti.

Le pareti portanti non devono necessariamente essere realizzate alle estremità dell’edificio, ma esse possono essere leggermente arretrate rispetto alle facciate o alla parte più esterna dell’edificio.
L’interruzione della continuità delle pareti verticali per le porte e le finestre è possibile, ma ciò impone di considerare la parete come elemento interrotto e quindi non controventante integrale e unico. La suddivisione delle pareti controventanti in diversi elementi di piccola lunghezza può essere penalizzante per l’intera struttura e rappresenta un pregiudizio importante in caso di edifici molto snelli, cioè con un rapporto elevato fra altezza dell’edificio e lunghezza dei suoi lati in pianta.

È decisamente sconsigliabile prevedere l’interruzione sistematica delle pareti portanti verticali o lo spostamento orizzontale delle stesse da un piano all’altro.
Un minore numero di pareti portanti, a vantaggio di una maggiore flessibilità progettuale (anche futura) degli spazi interni, deve sempre essere compensato da elementi strutturali di dimensioni più grandi, ad esempio solette di spessore maggiore, con costi di realizzazione più elevati. Occorrerà quindi in sede di progetto calibrare bene gli aspetti strutturali e architettonici, considerando che la limitazione del numero di elementi strutturali permette l’uso flessibile degli spazi ma richiede una struttura dalle dimensioni più importanti, mentre la riduzione delle luci strutturali e l’uso sistematico di tutte le pareti interne all’edificio anche per scopi strutturali consentono di rendere gli elementi strutturali molto sottili ma a scapito della possibilità di modificare la volumetria degli spazi disponibili senza interventi, spesso impegnativi, sulla struttura portante.

Partendo da un progetto e da un’analisi strutturale accurata e dettagliata, i pannelli XLAM possono offrire una maggiore flessibilità rispetto ad altri sistemi costruttivi, prestazioni strutturali elevate e molteplici e, non da ultimo, la possibilità di realizzare strutture anche molto complesse.

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