Costruzioni in legno in zona sismica. Edifici a pannelli XLAM e a telaio in c.a. a confronto

The subject of this thesis belongs to the field of timber structures in seismic areas. With the development of studies and new availables technologies, is a must to find new methods and technologies that can give a significant contribution to the solution of current problems. Regarding earthquake engineering, the development of new wood based materials, offers the opportunity of promising solutions for the construction of buildings, particularly for residential buildings of small and medium-sized proportions. The goal of the thesis is to analyze the seismic behavior of a XLAM panel building and observe whether this material and technology may offer advantages, over a well-established technology as that of concrete frame buildings. Considering two typical buildings, structural analyses were carried out using the finite elements method. The study first investigated the influence of connections on the stiffness of the XLAM building before moving on to global analyses of the buildings. These analyses were both static, with the aim to verify the correct modeling of buildings, and dynamic, using modal analysis and response spectrum analysis, to focus on the seismic behavior of the two structural solutions. Finally, the dimensioning of the connection elements based on the analysis results was performed. The XLAM building presented considerable advantages in the seismic response. It has a smaller mass and it is characterized by a box-like structure and hence it is very stiff. consequently its natural periods are much lower than those of the concrete building. Its deformations are smaller and, given its structural organization, it does not produce significant torsional deformation. These results are very encouraging and they indicate that the XLAM technology, is a promising technology, for buildings in seismic areas.

La tesi si colloca nell’ambito delle costruzioni in legno in zona sismica. Grazie all’evoluzione degli studi e alle nuove tecnologie disponibili, è d’obbligo ricercare sempre nuove soluzioni che possano dare un contributo significativo alla risoluzione delle problematiche attuali. Riguardo all’ingegneria sismica, lo sviluppo di nuovi materiali a base di legno, offre l’opportunità di soluzioni promettenti per la costruzione di edifici, in particolare per l’edilizia residenziale di piccole e medie proporzioni Gli obbiettivi della tesi sono appunto quelli di analizzare il comportamento sismico di un edificio a pannelli XLAM e osservare sotto quali aspetti questa tipologia costruttiva possa offrire vantaggi rispetto ad una ampiamente affermata, in questo campo di riferimento, quale quella del telaio in c.a. Considerando due edifici tipo in questi due materiali, sono state svolte analisi strutturali con il metodo degli elementi finiti. Si è effettuato dapprima uno studio che ha dimostrato l’influenza delle connessioni nell’edificio XLAM sulla rigidezza, per poi passare alle analisi globali degli edifici. Queste analisi sono state sia statiche, con l’obbiettivo di verificare la corretta modellazione degli edifici, sia dinamiche, realizzate con l’analisi modale e l’analisi con spettro di risposta, proprio per focalizzarsi sul comportamento sismico delle due soluzioni strutturali. Infine si è eseguito il dimensionamento di elementi di connessione sulla base dei risultati delle analisi svolte. L’edificio in XLAM ha presentato per i casi esaminati notevoli vantaggi in campo sismico. L’edificio in XLAM ha una massa minore, ha struttura scatolare e quindi è molto rigido e ha periodi propri molto minori rispetto all’edificio in c.a., presenta deformazioni minori e, data la sua organizzazione strutturale, inoltre non è soggetto a deformazioni torsionali significative. Questi risultati sono incoraggianti e indicano come quella dell’XLAM, in campo sismico, sia una tecnologia promettente.