Metodo Costruttivo per la Realizzazione di Edifici

Campo dell’Invenzione La presente invenzione concerne un metodo costruttivo innovativo per il miglioramento delle prestazioni strutturali di edifici e, in particolare, di edifici in legno. Tecnica Anteriore Sono noti nella tecnica degli edifici realizzati parzialmente o totalmente in legno, nei quali vengono adottati degli elementi portanti verticali in legno, ad esempio dei pannelli in legno realizzati secondo la tecnica CLT (Cross Laminated Timber). I pannelli realizzati secondo la tecnica CLT vengono generalmente collegati tra loro mediante elementi metallici, come ad esempio i sistemi di collegamento del tipo "hold down" e sistemi di collegamento costituiti da piastre angolari o "angular bracket". Questi sistemi di collegamento vengono applicati ai pannelli in legno per mezzo di un elevato numero di connettori, quali ad esempio chiodi o viti. Tuttavia, in caso di sollecitazioni trasversali dovute a sisma o vento forte, eventuali chiodi o viti possono provocare deformazioni plastiche nei pannelli. In altre parole, tali sollecitazioni trasversali possono causare l’ovalizzazione dei fori in cui sono inseriti i connettori, e la conseguente messa fuori servizio della connessione. In questi casi, si ha la plasticizzazione della superficie di contatto del legno giuntato con il connettore e la conseguente ovalizzazione del foro. Riepilogo dell’invenzione Ciò premesso, uno scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un metodo costruttivo che consenta di migliorare il comportamento strutturale di edifici in presenza di azioni orizzontali, quali ad esempio le azioni dovute ad un sisma o al vento. Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un metodo costruttivo che consenta di eliminare i collegamenti metallici tra i pannelli. Questi ed altri scopi sono ottenuti dalla presente invenzione che concerne un metodo 30 costruttivo secondo la rivendicazione 1. Ulteriori caratteristiche peculiari della presente invenzione sono riportate nelle rispettive rivendicazioni dipendenti. Secondo una forma di esecuzione della presente invenzione, un metodo costruttivo per migliorare le prestazioni strutturali di un edificio comprende le fasi di: - mettere a disposizione un edificio ad uno o più piani; - applicare dei tiranti verticali di post-compressione su ciascuno dei piani; e - calibrare su ciascuno dei piani la trazione di post-compressione esercitata dai tiranti verticali di post-compressione. Una post-compressione verticale dell’intero edificio, opportunamente calibrata piano per piano, consente di ottenere significative prestazioni strutturali di un edificio in presenza di azioni orizzontali dovute ad esempio ad un sisma o al vento. La post-compressione verticale può portare benefici a qualunque tipologia strutturale per edifici in legno, anche per edifici in legno già esistenti, a condizione di calibrare opportunamente la trazione di post-compressione esercitata dai tiranti verticali di post-compressione. L’edificio può essere costituito da uno o più piani. Data la notevole efficienza della combinazione di travi rigide, pannelli verticali e post-compressione verticale nel contrastare i momenti ribaltanti d’insieme ed il taglio di piano, questo metodo costruttivo è particolarmente indicato per la realizzazione di edifici multipiano in legno, anche di notevole altezza, sia in zona sismica che in zone di vento intenso. L'edificio a cui si applica il metodo della presente invenzione comprende ad esempio dei pannelli, o comunque degli elementi portanti verticali, realizzati in legno. Gli elementi portanti verticali in legno possono essere ad esempio dei pannelli del tipo "Cross Laminated Timber" (CLT). La possibilità di realizzare edifici esclusivamente in legno e fibre naturali, escludendo la presenza di elementi in acciaio, porta ad un notevole incremento della sostenibilità in termini di minor quantitativo (praticamente nullo) di CO2 rilasciata nel processo di produzione dei materiali costruttivi. L'edificio comprende ad esempio delle travi orizzontali, oppure degli orizzontamenti a piastra, su ciascuno dei piani. I tiranti verticali possono essere quindi installati tra le travi orizzontali di due livelli successivi o tra gli orizzontamenti a piastra di due livelli successivi. Per assicurare la migliore ridistribuzione della post-compressione tra tutti i diversi elementi portanti verticali, che possono essere sia setti che pilastri, è necessario avere travi orizzontali (oppure orizzontamenti a piastra) adeguatamente rigide e resistenti. Inoltre, tra gli elementi verticali portanti devono essere presenti dei pannelli in legno del tipo CLT (Cross Laminated Timber) in ogni direzione principale della struttura. In pratica, il telaio di un edificio può comprendere sia pannelli verticali in legno che pilastri. Il taglio di piano deve essere assorbito dai pannelli verticali in legno. In ognuna delle direzioni principali dell’edificio, ed in corrispondenza delle travi principali, devono quindi essere presenti dei pannelli del tipo CLT in numero e dimensioni tali da assicurare la resistenza al taglio di piano. Disponendo inoltre elementi verticali, setti o pilastri, e tiranti verticali in prossimità dei bordi dell’edificio, si assicura il massimo contributo della post-compressione verticale all’effetto “tira e spingi” globale dell’edificio medesimo nell’opporsi ai momenti ribaltanti d’insieme. In una forma di esecuzione, i pannelli possono essere accoppiati a due a due, con distanziatori, per formare doppie pareti tamburate. Ciò consente di ridurre il rischio di instabilità per imbozzamento. In alternativa, è comunque adottabile la soluzione con pannello singolo, opportunamente dimensionato e verificato all’instabilità per imbozzamento. In una forma di esecuzione del metodo, le travi possono essere costituite da doppie travi accoppiate con distanziatori e possono essere realizzate in legno lamellare o in acciaio. Infatti, se si usano pannelli a doppie pareti accoppiate, è opportuno disporre anche le travi come doppie travi accoppiate con opportuni distanziatori. Ciò facilita anche il passaggio dei tiranti verticali ed il posizionamento degli elementi di ancoraggio e messa in tiro, nello spazio tra le travi accoppiate. Le travi possono essere realizzate ad esempio in legno lamellare o in acciaio. In una forma di esecuzione del metodo proposto dalla presente invenzione, i tiranti verticali di post-compressione sono selezionati tra barre di acciaio, barre in pultruso di fibre sintetiche, barre in pultruso di fibre naturali, funi o trefoli in acciaio, funi o trefoli in fibre sintetiche, oppure funi o trefoli in fibre naturali. I tiranti verticali di post-compressione hanno una lunghezza non inferiore all'interpiano. Ad esempio, i singoli tiranti verticali possono avere una lunghezza sostanzialmente pari all’interpiano e possono essere posti in trazione agendo in corrispondenza delle loro estremità installate sulle travi o sugli orizzontamenti a piastra, oppure mediante tenditori intermedi. In questo modo ogni piano avrà la propria post-compressione come modulo costruttivo a sé stante. Ad esempio, i tiranti verticali di post-compressione possono essere dotati di estremità filettate e regolati in trazione agendo su dadi filettati impegnati alle loro estremità, oppure possono essere regolati in trazione agendo su arridatoi intermedi. In alcune forme di realizzazione, ad esempio quelle in cui i tiranti verticali sono costituiti da funi o trefoli, i tiranti verticali possono essere dotati di capicorda a barra filettata e regolati in trazione agendo su dadi filettati impegnati ai capicorda a barra filettata. In altre forme di realizzazione, i capicorda possono essere dotati di un tenditore incorporato e regolati in trazione tramite il tenditore. In ulteriori forme di realizzazione, i tiranti verticali di post-compressione possono essere regolati in trazione mediante torsione. Se i tiranti verticali sono realizzati in fibre naturali e messi in trazione mediante torsione, è possibile eliminare completamente gli elementi metallici di accoppiamento, vale a dire eliminare non solo gli elementi metallici tra pannelli e travi ma anche gli elementi metallici tra tiranti verticali e travi. Il metodo costruttivo proposto con la presente invenzione può prevedere che i tiranti verticali di post-compressione siano applicati esternamente agli elementi portanti verticali in legno. Infatti, la presenza di travi rigide e resistenti consente di disporre i tiranti verticali esternamente agli elementi portanti verticali, assicurandone la massima accessibilità per la manutenzione oltre che per facilitarne la messa in opera. Ciò evita inoltre di dover effettuare lavorazioni invasive nei medesimi elementi verticali portanti, quali perfori per il passaggio dei tiranti verticali di post- compressione. In alternativa, qualora per esigenze diverse fosse necessario non lasciare i tiranti verticali esterni ai pannelli, è sempre possibile realizzare dei pannelli del tipo CLT con opportuni cavedii o scanalature all'interno di questi elementi portanti verticali in legno per l’alloggiamento dei tiranti verticali. In sintesi, le caratteristiche e i vantaggi del metodo costruttivo proposto con la presente invenzione sono molteplici e vengono riepilogati qui di seguito. Questo metodo risolve ad esempio il problema della progettazione di collegamenti in acciaio tra pannelli in legno del tipo CLT: i collegamenti in acciaio vengono eliminati grazie alla post-compressione verticale di ciascun piano. Inoltre, un edificio così realizzato ha una migliore risposta alle azioni orizzontali dovute ad eventi sismici o al vento, consentendo quindi minori spostamenti orizzontali. Questo sia riguardo al momento ribaltante d’insieme che alle azioni risultanti di taglio, piano per piano. Infatti, il contributo della post-compressione al momento resistente d’insieme, oltre a incrementare la massima azione orizzontale sopportabile, riduce le deformazioni flessionali d’insieme, mentre la post- compressione di piano migliora il comportamento a taglio dei singoli pannelli verticali portanti, incrementando il taglio massimo di piano sopportabile e riducendo il drift di piano. Rispetto ad altre tecniche già proposte, che consistono nella pre- o post- compressione di singoli elementi strutturali, la tecnica costruttiva proposta dalla presente invenzione presenta il vantaggio di essere meno invasiva sugli elementi strutturali (travi e pannelli) eliminando la loro perforazione per l’inserimento dei tiranti verticali. Il metodo costruttivo può essere applicato sia su strutture esistenti, pur con modifiche per l’alloggiamento dei tiranti verticali, che su strutture di nuova concezione. Applicando il metodo su strutture esistenti (dove siano però presenti pannelli verticali in ogni direzione principale), il vantaggio rappresentato dall’agire in termini globali appare significativo per il progettista che può calibrare i tiranti verticali e il loro sforzo interno in base alle desiderate modifiche del comportamento strutturale globale, sia in termini di frequenze che di forme modali di vibrazione. Nel caso di nuove costruzioni la disposizione preferenziale dei pannelli accoppiati rende possibile un incremento delle prestazioni rispetto all’instabilità a carico di punta, e consente inoltre una migliore manutenzione grazie all’accessibilità degli spazi destinati al posizionamento dei tiranti verticali. Il metodo costruttivo secondo la presente invenzione offre la possibilità di realizzare piani con diversa post-compressione anche in relazione alla distribuzione verticale delle masse. Per la realizzazione dei tiranti verticali si possono usare sia materiali tradizionali (acciaio), che innovativi, quali ad esempio compositi, fibre sintetiche, fibre naturali. La possibilità di realizzare edifici esclusivamente in legno e fibre naturali, escludendo la presenza di elementi in acciaio, porta ad un notevole incremento della sostenibilità in termini di minor quantitativo (praticamente nullo) di CO2 rilasciata nel processo di produzione dei materiali costruttivi