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Edifici in legno X-LAM: comportamento strutturale, proprietà del materiale e sistemi di connessione
1. Introduzione
Il sistema costruttivo in pannelli di legno massiccio a strati incrociati (X-LAM, o Cross Laminated Timber – CLT) rappresenta oggi una delle tecnologie più evolute nel panorama delle strutture in legno, soprattutto in ambito sismico. La sua diffusione in Italia è cresciuta in modo significativo negli ultimi anni, grazie alla combinazione di elevate prestazioni meccaniche, rapidità esecutiva e sostenibilità ambientale.
Dal punto di vista normativo, la progettazione avviene secondo le NTC 2018 e relativa Circolare 7/2019, integrate con gli Eurocodici (in particolare EC5).
2. Il materiale X-LAM: caratteristiche meccaniche e costruttive
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2.1 Composizione e produzione
Il pannello X-LAM è costituito da tavole di legno massiccio (generalmente abete) disposte in strati ortogonali tra loro (0°/90°), incollate mediante adesivi strutturali. Il numero di strati è tipicamente dispari (3, 5, 7 strati), con spessori complessivi variabili tra 60 mm e oltre 200 mm.
Questa configurazione:
- riduce l’anisotropia tipica del legno,
- migliora la stabilità dimensionale,
- consente comportamento bidirezionale nel piano.
2.2 Proprietà meccaniche
Le caratteristiche del CLT non sono assimilabili direttamente al legno massiccio, ma derivano da:
- proprietà delle lamelle (classe C24, C30, ecc.),
- disposizione degli strati,
- qualità dell’incollaggio.
Le proprietà principali:
Resistenza:
- Compressione parallela: elevata (governata dagli strati longitudinali)
- Trazione parallela: significativa ma più critica (presenza difetti)
- Taglio: spesso governante (rolling shear negli strati trasversali)
Rigidezza:
- Elevata nel piano (diaframma rigido)
- Ridotta fuori piano rispetto al c.a.
Comportamento a taglio:
- presenza di “rolling shear” negli strati ortogonali (fenomeno tipico del CLT)
Duttilità:
- il materiale è fragile → la duttilità globale della struttura è affidata ai collegamenti
3. Comportamento strutturale degli edifici X-LAM
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Gli edifici X-LAM si comportano come sistemi a pareti portanti:
- Le pareti verticali resistono alle azioni orizzontali (sisma, vento)
- I solai funzionano come diaframmi rigidi distribuendo le azioni
3.1 Meccanismi resistenti
- Taglio nel piano delle pareti
- Ribaltamento (uplift) alle estremità
- Scorrimento alla base
Il comportamento globale è fortemente dipendente dai collegamenti, che rappresentano:
il vero “fusibile sismico” della struttura
4. I collegamenti negli edifici X-LAM
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I collegamenti sono elementi in acciaio (piastre, squadrette, hold-down) fissati mediante viti o chiodi. Sono progettati per garantire:
- resistenza
- duttilità
- dissipazione energetica
4.1 Hold-down (ancoraggi a trazione)
Gli hold-down sono dispositivi metallici utilizzati per contrastare le forze di sollevamento (uplift) dovute al ribaltamento delle pareti.
Funzioni principali:
- trasferire trazioni alla fondazione
- prevenire il ribaltamento
Caratteristiche:
- elevata resistenza a trazione
- comportamento duttile (snervamento acciaio + deformabilità viti)
- spesso dimensionati come elemento dissipativo
Schema di funzionamento:
- forza sismica → momento ribaltante → trazione agli estremi → attivazione hold-down
4.2 Piastre a taglio (angle brackets)
Le piastre a taglio (squadrette) trasferiscono le azioni di taglio nel piano tra parete e fondazione o tra elementi verticali.
Funzioni:
- resistenza allo scorrimento
- collaborazione nel comportamento dissipativo
Caratteristiche:
- lavorano prevalentemente a taglio sui connettori
- distribuite lungo la base delle pareti
- comportamento isteretico dissipativo
4.3 Connessioni tra pareti
Le connessioni tra pannelli (verticali e orizzontali) sono fondamentali per garantire la continuità strutturale.
Tipologie:
- parete-parete (giunti verticali)
- parete-solaio
- parete-copertura
Tecniche:
- viti autofilettanti inclinate (±45°)
- piastre metalliche nascoste
- sistemi a incastro + viti
Obiettivi:
- trasferire taglio e trazione
- garantire continuità del diaframma
- evitare meccanismi locali
4.4 Viti strutturali
Le viti sono l’elemento base del sistema di connessione.
Tipologie:
- viti a filettatura totale
- viti a doppio filetto (per connessioni compresse)
- viti lunghe inclinate (anche > 300 mm)
Meccanismi resistenti:
- rifollamento del legno
- flessione della vite (meccanismo Johansen)
- estrazione (pull-out)
Caratteristiche principali:
- elevata capacità dissipativa
- possibilità di progettazione a comportamento duttile
- grande versatilità geometrica
5. Progettazione sismica e gerarchia delle resistenze
Secondo le NTC 2018:
- il comportamento dissipativo è affidato ai collegamenti
- i pannelli X-LAM devono rimanere in campo sostanzialmente elastico
5.1 Principi chiave
- Capacity design:
- collegamenti dissipativi
- pannelli sovraresistenti
- Gerarchia:
- rottura nelle connessioni → NON nei pannelli
- Duttilità globale:
- ottenuta tramite deformabilità dei sistemi di fissaggio
6. Vantaggi e criticità del sistema X-LAM
Vantaggi
- Elevata prefabbricazione
- Rapidità di montaggio
- Ottimo comportamento sismico
- Leggerezza → minori azioni sismiche
- Sostenibilità ambientale
Criticità
- Sensibilità all’umidità (necessità di protezione)
- Progettazione complessa dei dettagli costruttivi
- Forte dipendenza dai collegamenti
- Controllo accurato in fase esecutiva
7. Conclusioni
Il sistema X-LAM rappresenta una soluzione strutturale altamente performante, soprattutto in ambito sismico, ma richiede un approccio progettuale consapevole, in cui:
- il materiale garantisce rigidezza e resistenza,
- i collegamenti governano il comportamento dissipativo,
- il dettaglio costruttivo diventa determinante.
In sintesi:
negli edifici X-LAM non è il pannello l’elemento critico, ma il modo in cui questo viene collegato.