Progettazione antisismica con blocchi cassero
Doppio tavolato diagonale
I solai e i tetti in legno ordinario e lamellare con doppio tavolato superiore si stanno diffondendo in questi ultimi anni anche in quelle zone dove il cemento armato e il laterizio la facevano da padrone.
Il motivo principale è dovuto al connubio tra leggerezza, elasticità e solidità, aspetti molto importanti in caso di terremoto.
Il doppio tavolato tradizionale è costituito da due ordini di assi posti a 90 gradi tra loro. In questo tipo di disposizione però la rigidezza di piano è tutta a carico delle chiodature; per avere un minimo di rigidezza si deve ricorrere ad una chiodatura pesante all’incrocio di ogni nodo, non solo, per impedire la rotazione del nodo in modo efficace sono necessari 4 chiodi. Anche in queste condizioni la rigidezza per deformazioni diagonali non è elevata, perché una piccola deformazione locale del nodo dovuta agli effetti di rifollamento del chiodi si traduce a distanza in una deformazione elevata.
Se gli assi superiori sono posizionati a 45 gradi le cose cambiano notevolmente.
In questo caso il doppio tavolato è costituito da un tavolato inferiore perpendicolare alle travi in lamellare ed uno superiore inclinato a 45 gradi rispetto all’inferiore.
Questo schema rende il piano del doppio tavolato rigido e ancora bene tutto il tetto ai cordoli perimetrali in modo da evitare effetti di spinta sui muri.
Lo schema di base di funzionamento del meccanismo è il seguente:
Schema assito diagonale
In pratica le travi secondarie, le assi verticali e le assi inclinate formano innumerevoli travi reticolari affiancate e sovrapposte, creando un sistema molto rigido.
Rispetto al doppio tavolato con le tavole a 90° fra I due ordini il vantaggio è che la rigidezza e la resistenza nel piano sono affidate alla geometria dello schema strutturale invece che alla sola chiodatura.
In queste condizioni il materiale legno è sollecitato in modo uniforme e assialmente, con deformazioni molto piccole. Nei confronti di una soletta in cemento armato si può considerare una rigidezza inferiore, a parità di spessore, in proporzione alla differenza di modulo elastico dei due materiali. Considerando che il modulo elastico del legno, in direzione delle fibre, è circa la metà di quella del calcestruzzo, si può reputare che un doppio assito con tavole di 2,5 cm di spessore, per un totale di 5 cm, ha una rigidezza nel piano che è circa la metà o poco più di una soletta in C.A dello stesso spessore.
Tra l’altro, il comportamento nel piano di una soletta in C.A. è molto simile a quello di questo tipo di doppio tavolato, infatti, essendo la deformazione praticamente dovuta al comportamento a taglio, anche nella soletta in C.A si formano dei tralicci teorici con puntoni in calcestruzzo e tiranti in acciaio relativi alla rete elettro-saldata.
La domanda è: può il solaio, con un doppio tavolato di questo tipo, essere considerato rigido nel suo piano?
Parlando di edifici in muratura, dipende anche dal tipo di calcolo che si effettua. Se il calcolo è di tipo lineare-elastico potrebbe essere necessaria una verifica della rigidezza, mentre per un calcolo di tipo non lineare un solaio con doppio tavolato diagonale è in grado di garantire il collegamento con i setti i situazione limite, con deformazioni pari a 0.4 h, che sono circa 6-7 volte superiori alla deformazione elastica.
Tutto questo naturalmente se il doppio tavolato è opportunamente ancorato e collegato alle murature circostanti. In un prossimo articolo analizzeremo i metodi di collegamento.
Ecco alcuni collegamenti a disegni esecutivi:
Progetto_tetto_in_legno.mdms Esecutivi in formato Domus.Cad
Progetto_tetto_in_legno.dwg Esecutivi in formato DWG
Progetto_tetto_in_legno Esecutivi in formato PDF
Alcuni link utili:
Fogli elettronici per tetti e solai in legno
Calcolo linee vita su tetti in legno
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- Doppio tavolato diagonale
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- Schema assito diagonale
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in maniera pratica, come vengono dimensionati i chiodi di fissaggio del doppio tavolato?
Normalmente non vengono calcolati perché, almeno nel caso in cui il doppio tavolato sia in diagonale, sono pochissimo sollecitati. Si utilizzano chiodi in acciaio abbastanza lunghi da arrivare ad inserirsi nelle travi per almeno 3 cm, uno per ogni tavola, in modo che il doppio tavolato sia ancorato in modo opportuno. E’ possibile utilizzare anche delle viti, che hanno il pregio di aumentare la forza di attrito tra le tavole e con le travi, con un ulteriore aumento di rigidezza.
Molto interessante ma mi piacerebbe conoscere come il doppio tavolato va ancorato e collegato alle murature circostanti.
grazie
Alberto
Ci sono molti modi, magari pubblicheremo qualche disegno esecutivo in un prossimo post. Eccone alcuni:
– Tramite elementi in legno ancorati ai cordoli o alle murature, il tavolato è avvitato a questi elementi, normalmente una vite ogni tavola.
– Tramite profili metallici a L. La L è ancorata ai cordoli o alle murature con tasselli strutturali e avvitata al tavolato. L’ala puo’ essere nascosta avvitandola dall’alto invede che dal basso.
– Tramite chiodatura sui cordoli in CA
Allora il doppio tavolato quanto deve essere inserito nelle mura circostanti per poter essere avvitato a un supporto in legno o a un profilo a L che immagino debba correre su tutto il perimetro del solaio?
grazie
Alberto
Normalmente ogni singola tavola è collegata ai cordoli circostanti. alcuni modi sono:
– Chiodatura sul cordolo con chiodi in acciaio
– Avvitatura su profili a L
– Avvitatura su elementi in legno perimetrali
Sia i profili a L che gli elementi in legno devono essere collegati alle murature o ai cordoli con tasselli strutturali, ad esempio HILTI HSA M6 / 100 cm.
Volendo fare un calcolo del tassello si può considerare una verifica a ribaltamento del setto verso l’esterno, con l’azione spingente data dal sisma sul setto e l’azione resistente data dalla resistenza dei tasselli.
il secondo tavolato in diagonale per una luce del solaio di 3,50 X 4 metri avrebbe le perline della diagonale centrale che superano i 5 metri per la precisione 5,31 m che sono difficili da trovare. E’ possibile usare dei pezzi per arrivare a misura oppure le perline devono necessariamente essere intere?
Grazie ancora per la vostra disponibilità
cordiali saluti
Alberto Franzoni
Le tavole in diagonale, così come quelle perpendicolari alle travi, possono essere accostate avendo l’accortezza di inchiodare gli estremi di due tavole contigue sulla stessa tavola sottostante, o, ancora meglio, in corrispondenza delle travi sottostanti.
Importante anche sfalsare le giunzioni, in modo che non siano tutte allineate
il doppio tavolato sembra una soluzione pratica ed efficace ma non sono chiari gli attacchi perimetrali alle murature perimetrali e/o ai cordoli
Ecco alcuni modi di collegamento:
– Chiodatura del tavolato sui cordoli con chiodi di acciaio. Spesso non è possibile perché il tavolato è impostato più basso del cordolo del tetto oppure non è possibile nemmeno in caso di solai
– Avvitatura ad elementi in legno a loro volta ancorati ai cordoli o ai muri perimetrali
– Avvitatura a profilati a L collegati ai muri perimetrali. I profilati possono anche essere messi con l’ala nella parte superiore in modo che non sia visibile
Questi metodi di collegamento comunque non sono specifici per il doppio tavolato in diagonale, valgono anche in caso di doppio tavolato incrociato perpendicolare.
Ho visto P1050131
Mi sembra che la putrella che ospita al suo interno le travi di legno sia spingente (SICURAMENTE MI SBAGLIO – VORREI UN COSTRO CHIARIMENTO)
La putrella non fa parte di una trave reticolare con il meccanismo puntoni tiranti, se fosse così non essendoci il tirante diventerebbe spingente sul muro, ma è una trave a gomito soggetta a flessione. In questo caso l’eventuale movimento orizzontale verso l’esterno dipende dalla freccia in mezzeria. Se la freccia è piccola il movimento verso l’esterno è trascurabile e con un appoggio corretto, che permetta di scorrere a una delle estremità può essere nulla.
Ma se il tavolato superiore è ortogonale rispetto a quello inferiore (e non diagonale), come bisogna regolarsi per le chiodature?
Nel caso di un doppio tavolato incrociato a 90 gradi non possiamo avere la stessa rigidezza di un doppio tavolato diagonale. Supponga di avere un triangolo formato con 3 tavole e un quadrilatero composto da 4 tavole.
Nel caso del triangolo bastano 3 chiodi per renderlo rigido, perché è la forma che impedisce la deformazione.
Nel caso del quadrilatero 4 chiodi, un chiodo per ogni incrocio, non impediscono lo scorrimento e la trasformazione di un rettangolo in un parallelogramma. Per impedirlo dovremmo mettere molti chiodi per ogni incrocio, dobbiamo cioè irrigidire i nodi, ad esempio con 4 chiodi per ogni nodo, eventualmente non per tutti i nodi, alternandoli,