3. Sistemi Costruttivi in Legno_LOW.pdf

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CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN ARCHITETTURA (5UE)CORSO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE DEI SISTEMI COSTRUTTIVIPROF. ARCH. MATTIA LEONE

07.12.2011

SISTEMI COSTRUTTIVI IN LEGNO


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Materiale legno

Caratteristiche e proprietà

Densità: 500-700 kg/m3

Modulo elastico (E): 10000-12000 MPa

Conduttività termica (!): 0,11-0,18 W/mK

Stabilità dimensionale - Variabile


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Materiale legno – impatti ambientali

Consumi di energia primaria• 1 kg di acciaio = 14 kW

•

1 kg di cemento = 3 kW• 1 kg di legno = 0,6 kW


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Materiale legno


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Prestazioni di prodotti e sistemi


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Possibili lavorazioni


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Tipologie di prodotti in legno


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Elementi strutturali in legno lamellare


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SIP – Structural Insulated Panels


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Durabilità e fattori di degrado del legno


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Durabilità e fattori di degrado del legno


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Zone a rischio

• Attacco a terra

• Passaggio acqua-aria

• Zone soggetta a spruzzi d'acqua

• Fughe di costruzione aperte

• Fessure all'aperto

• Elementi costruttivi poco ventilati

• Punti di collegamento e di contatto

dì elementi costruttivi

• Montante inferiore di finestre

• Estremità di travi murate nel caso

di pareti senza sufficienti

protezioni contro l'acqua e

l'umidità

• Unioni in metallo/legno

• Pilastri annegati nel calcestruzzo

Obiettivi/principi protettivi

• Evitare l'aumento dell'umidità

• Ritardare l'assorbimentodell'umidità

• Ventilare per consentire

l'emissione dell'umidità

• Ridurre le variazioni di volume

dovute a rigonfiamenti e ritiri

• Adozione di misure protettive

contro l'infestazione di funghì eparassiti del legno

• Diminuire le tensioni dovute a

rigonfiamenti e ritiri mediantescanalature di sicurezza

• Evitare superfici frontali orizzontalia rischio d'acqua (ad esempio

disponendo a scarpa oppure

rivestendo le superfici orizzontali)

Riduzione dei fattori di degrado

Accorgimenti in cantiere

• Stoccare il legno su basi di

appoggio e sotto una

pensilina

• Effettuare una copertura

veloce della costruzione

oppure apporre una pensilina

provvisoria

• Evitare un elevatoassorbimento dell'umidità

proveniente da calcestruzzo,muratura, intonaco (idoneaeliminazione dell'umidità,

rispetto dei tempi di attesa

prima di impiegare il legno)


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Principi costruttivi

• Evitare il contatto con le precipitazioni atmosferiche prevedendo tetti sporgenti

• Deviare rapidamente le precipitazioni mediante idonei profili, protezioni, gocciolatoi, ecc

• Impedire che l'acqua penetri nei giunti di costruzione attraverso la copertura

• Evitare o rivestire gli angoli, le scanalature e i giunti in cui l'acqua va a depositarsi (sacche d'acqua e di

neve)

• Evitare che l'umidità penetri nel legno con spruzzi d'acqua (distanza dal terreno > 30 cm, previsione di

rivestimenti, realizzazione di spazi porticati, ecc.)

• Proteggere dallumidità di risalita proveniente dal terreno o dal manufatto, impermeabilizzare la platea di

fondazione dalla parete esterna applicando strati isolanti

• Evitare la formazione di condensa nella sezione trasversale dell'elemento costruttivo scegliendo una struttura

non soggetta a condensa, idonea sequenza degli strati nella sezione trasversale dell'elemento costruttivo

• Allontanare dalle parti in legno la condensa formatasi prevedendo spazi cavi sufficientemente ampi (ad

esempio controsoffittatura o microventilazione sottotetto)

• Evitare la formazione di condensa sulla superficie ai lati del locale mediante una sufficiente resistenza al

passaggio del calore dell'elemento costruttivo; in casi estremi modificare il clima del locale (ad esempio:

riscaldamento, ventilatore).

• Provvedere a unadeguata ventilazione degli ambienti e dei singoli elementi tecnici

• Proteggere le superfici in legno dai raggi ultravioletti e dalle sollecitazioni termiche mediante rivestimenti.

• Evitare le parti metalliche passanti, ad esempio nel caso di collegamenti di spazi interni con l'esterno,

eventualmente "tappare" le estremità di aste e perni con tasselli in legno apposti dall'esterno.

Riduzione dei fattori di degrado


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Classificazione dei sistemi costruttivi in legno


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Sistemi costruttivi in legno massiccio


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Sistemi a pareti portanti: timber frame e balloon frame


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Sistema balloon-frame


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Sistema timber-frame o platform


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Sistema costruttivo a telaio

Il funzionamento del portale a nodi semirigidi è compreso fra idue casi limite: giunti rigidi e cerniere

La differenza dal punto di vista statico rispetto ad edifici ditipologia analoga realizzati in cemento armato o acciaio sta

nel fatto che, contrariamente a questi ultimi, con il legno è

praticamente impossibile realizzare dei collegamenti rigidi

fra i vari elementi strutturali che funzionino come veri e propriincastri.

Questo comporta la necessità di irrigidire la maglia

strutturale sia in orizzontale che in verticale, per renderecapace lintero sistema di assorbire le azioni orizzontali

(vento, sisma) e trasmetterle alle fondazioni.

Lirrigidimento mediante controventi in legno o in acciaio, o

anche mediante pannelli rigidi chiodati agli elementi portanti

consente di ridurre le sezioni impiegate.


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Sistema costruttivo a telaio con pilastri continui


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Sistemi di irrigidimento


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Sistemi di irrigidimento


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Soluzioni di controventatura nei sistemi a pareti portanti intelaiate


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Sistemi di connessione per travi reticolari

Capriate e sistemi reticolari


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Coperture inclinate


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Solaio intermedio tradizionale


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Solaio in legno tradizionale


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Solaio in legno tradizionale


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Solaio di copertura


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Ventilazione Microventilazione

Coperture microventilate


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Coperture microventilate


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Classificazione elementi tecnici ed elementi e parti strutturali in legno


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Dimensionamento degli elementi strutturali

Arcarecci in legno a sezione squadrata

a = 0,5-2,0 m

l = 1-7 m

Distanza tra gli arcarecci da valutare a seconda

della struttura del tetto, del carico, ecc. (ad es. in

caso di copertura in lamiera grecata il passo è di

circa 1 m)

Sistema di travi principali e secondarie

a = 5-7 m

Trave reticolare a una falda

a = 4-10 m

l = 7,5-20 m

Trave reticolare a una falda con gronda rialzata

Traver reticolare a doppia falda

a = 4-10 m

l = 7,5-35 m

a

l

l l/10

angolo = 3-8°

hm > l/12

angolo = 12-30°


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Soluzioni tecniche di finitura esterna in tavolato

tavolato con maschiatura

tavolato con doppia maschiatura


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Soluzioni tecniche di finitura esterna in compensato


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Soluzioni tecniche per pareti e solai


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Stratificazione delle chiusure verticali e orizzontali


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Spessore Densità Conduttività Resistenza

DESCRIZIONE

s ! " R

[m] [kg/m3] [W/mK] [m

2K/W]

1 strato liminare interno 0,13

2 tavolato in legno 0,025 550 0,15 0,17

3 intercapedine daria 0,08 1,3 0,08 1,00

4 tavolato in legno

(doppio strato)

0,05 550 0,15 0,33

5 strato liminare esterno 0,04

TOTALE 0,155 1,67

Trasmittanza termica unitaria U = 0,60 > 0,40 W/m2K


DESCRIZIONE

s ! " R

[m] [kg/m3] [W/mK] [m

2K/W]


2 tavolato in legno

(doppio strato)

0,025 550 0,15 0,33

3 intercapedine daria 0,08 1,3 0,08 1,00

4 tavolato in legno

(doppio strato)

0,025 550 0,15 0,33


TOTALE 0,18 1,84


Soluzione con intercapedine e tavolato a doppio strato esterno

Soluzione con tavolato a doppio strato esterno e interno


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DESCRIZIONE

s ! " R

[m] [kg/m3] [W/mK] [m

2K/W]


2 tavolato in legno 0,025 550 0,15 0,17

3 trucioli di legno 0,08 100 0,05 1,60

4 tavolato in legno

(doppio strato)

0,05 550 0,15 0,33


TOTALE 0,155 2,27



DESCRIZIONE

s ! " R

[m] [kg/m3] [W/mK] [m

2K/W]


2 tavolato in legno

(doppio strato)

0,05 550 0,15 0,33

3 trucioli di legno 0,08 1,3 0,05 1,60

4 tavolato in legno

(doppio strato)

0,05 550 0,15 0,33


TOTALE 0,18 2,44


Soluzione con isolamento e tavolato a doppio strato esterno

Soluzione con isolamento e tavolato a doppio strato esterno e interno


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Modalità di collegamento tradizionali


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Modalità di collegamento tradizionali


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Sistemi di connessione metallici


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Sistemi di connessione metallici

Giunti sottoposti a sforzo di taglio Giunti tesi


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Sistemi di connessione per impalcati piani


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Sistemi di connessione trave - pilastro


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54/72

Sistemi di connessione alla base di montanti


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Sistemi a telaio: connessioni a pareti in muratura


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Sistemi di connessione alla base di montanti


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Collegamento con elementi strutturali in c.a.


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Collegamento con dormiente su cordolo di fondazione in c.a.


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Collegamento su cordolo di fondazione in c.a.

Collegamento con elementi metallici

Il collegamento dei pilastri alla fondazione deve garantire

la presenza di una distanza fra lelemento ligneo e il

piano di fondazione di circa 10/15cm.

Lelemento metallico che realizza il giunto deve garantire

il drenaggio e laerazione dellestremità del pilastro

ligneo interessato; il collegamento lato legno è realizzato

con connettori metallici di vario tipo (viti, chiodi, spinotti,

bulloni) mentre lato cemento armato si inseriscono barre

filettate completate da dado di serraggio.

Collegamento con dormiente in legno


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Sistemi di connessione di contraffissi

Th H Mi h l V l D bl H


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Thomas Herzog, Michel Volz – Double House

Th H Mi h l V l D bl H


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Thomas Herzog, Michel Volz – Double House

Kengo Kuma Centro Culturale Hayama


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Kengo Kuma – Centro Culturale Hayama

Kengo Kuma Great Bamboo Wall House


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Kengo Kuma – Great Bamboo Wall House

Sean Godsell Casa Carter Tucker


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Sean Godsell – Casa Carter Tucker

Glenn Murcutt Marika Alderton House


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Glenn Murcutt - Marika-Alderton House

Steven Holl - Writing with light house


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Steven Holl - Writing with light house

Architekturburo - Laboratorio per una società di legnami


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Architekturburo - Laboratorio per una società di legnami

Renzo Piano – Punta Nave


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Renzo Piano Punta Nave

Craig White – Velux Headquarters


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Craig White Velux Headquarters

Waugh Thistleton – Edificio Residenziale a Londra


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Waugh Thistleton Edificio Residenziale a Londra

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