Nelle regioni soggette a nevicate e temperature rigide, è essenziale che le strutture siano in grado di resistere a questi elementi, anche con fondazioni rinforzate e integrità strutturale.
Il legno è un materiale estremamente resistente e al tempo stesso leggero, in grado di sopportare forze immense senza incrinarsi sotto pressione grazie alle sue pareti cellulari lunghe e sottili. Inoltre, i numerosi chiodi o punti di collegamento aggiungono ulteriore resistenza.
Peso ridotto
Il legno è un materiale ecologico. Le pareti cellulari lunghe e sottili che compongono il legno lo rendono un materiale da costruzione impressionante con un eccezionale rapporto resistenza-peso. Se curate e mantenute correttamente, le strutture in legno possono durare decenni o secoli!
La leggerezza del legno lo rende una scelta interessante per gli edifici alti, dove la gravità può mettere a dura prova le fondamenta. Una struttura in legno ben progettata può alleviare questa pressione utilizzando solai, travi e controventi per sostenere e mantenere stabile la struttura nel tempo.
Gli edifici in legno chiaro sono anche isolanti di qualità superiore rispetto alle strutture in cemento o acciaio, per cui è necessario un minor riscaldamento in inverno e un minor raffreddamento in estate per creare una temperatura interna piacevole per i residenti e i visitatori. In questo modo si riduce il consumo energetico e si mantengono condizioni confortevoli all'interno.
Grazie al suo rispetto per l'ambiente, il legno è anche una materiale ecologico che durante la sua produzione produce meno gas serra rispetto al cemento e all'acciaio. Inoltre, il legno può essere facilmente riciclato e riutilizzato più volte come materiale da costruzione.
Le strutture in legno presentano un'elasticità naturale che le rende resistenti alle forze laterali come i terremoti. Questo spiega perché i templi e le chiese storiche in legno del Giappone, della Norvegia e dell'Inghilterra sono rimasti in piedi anche dopo le scosse più forti. Recenti test dimostrano che gli edifici in legno a struttura leggera fino a sei piani possono resistere a un terremoto di magnitudo 7,5 senza subire danni significativi.
Ma è essenziale ricordare che la durata di qualsiasi edificio costruito in legno dipende dalla sua progettazione. Pratiche di costruzione e manutenzione inadeguate possono ridurne la durata, a prescindere dal materiale utilizzato; per estendere la durata il più rapidamente possibile. Per garantire la longevità di una struttura in legno, i costruttori devono rispettare tutte le norme edilizie necessarie e utilizzare legname stagionato e trattato.
Duttilità
La duttilità si riferisce alla capacità dei materiali di deformarsi anziché rompersi sotto sforzo di tensione, rendendo le misure di duttilità una fonte inestimabile per la selezione dei materiali nelle applicazioni ingegneristiche e per il controllo di qualità. Inoltre, la misurazione della duttilità consente anche una modellazione accurata di strutture e parti, con il risultato di processi di progettazione più efficienti e componenti più resistenti.
Edifici in legno possono resistere a forti nevicate meglio della maggior parte degli altri tipi di edifici, grazie alla loro maggiore flessibilità e duttilità. Il loro materiale morbido ma flessibile si piega facilmente senza rompersi, mentre i chiodi e le connessioni metalliche spesso utilizzate con loro forniscono un'ulteriore duttilità, aiutando le strutture a resistere alle forze sismiche che potrebbero altrimenti rivelarsi distruttive.
Per determinare la duttilità di un edificio, è necessario eseguire un test specifico. Per effettuare tale prova, un campione piatto o rotondo di materiale da costruzione viene inserito in una macchina di prova e sottoposto a un carico di trazione; la deformazione subita dal materiale può essere tracciata su una curva sforzo-deformazione; il momento in cui la deformazione inizia a cambiare nel tempo, rivelandosi in termini di scollatura o sviluppo di intagli, è noto come "punto di duttilità".
Calcolare l'esatta duttilità di un edificio utilizzando questo metodo può essere impegnativo a causa del picco spesso piatto della sua curva sforzo-deformazione e della variazione tra la deformazione reale nel punto di distacco e il valore grezzo calcolato dalla curva sforzo-deformazione nominale.
Per misurare con precisione la duttilità di un edificio, i suoi materiali devono essere sottoposti a cicli ripetuti di carico crescente fino alla rottura o alla dissipazione di una determinata quantità di energia. Un approccio più efficace per valutare la duttilità delle strutture in legno sarebbe l'utilizzo di una metodologia basata sulle prestazioni; l'Eurocodice 8 offre un sistema di classificazione attraverso il quale gli elementi strutturali o le connessioni possono essere classificati in base al loro comportamento e alla capacità di dissipare energia.
Integrità strutturale
L'integrità strutturale si riferisce alla capacità di una struttura di svolgere la funzione prevista in condizioni operative normali e di rimanere sicura nel caso in cui le condizioni superino quanto specificato in fase di progettazione. Tutti gli ingegneri strutturali dovrebbero comprendere questo concetto, anche se l'esecuzione di ispezioni e valutazioni approfondite richiede conoscenze ed esperienze specialistiche. Gli ingegneri specializzati in integrità strutturale offrono una visione unica del loro settore attraverso l'ispezione continua di strutture e componenti nel tempo.
Le strutture devono mantenere alti livelli di integrità strutturale durante le condizioni climatiche invernali, in particolare a causa dei forti accumuli di neve, dei forti venti e delle temperature di congelamento che mettono a dura prova i componenti dell'edificio e le loro connessioni. È quindi essenziale che tutti gli elementi strutturali rimangano sicuri, sostenendo efficacemente i loro carichi.
È fondamentale che solai, travi e colonne abbiano un'adeguata capacità di carico; anche l'isolamento deve essere installato correttamente per regolare la temperatura interna e prevenire la perdita di calore; la progettazione deve anche tenere conto della potenziale formazione di ghiaccio che potrebbe generare forze di flessione e di taglio sulle strutture; tutti questi fattori devono essere presi in considerazione in qualsiasi piano di progettazione per qualsiasi struttura in costruzione o in ristrutturazione.
La manutenzione dell'integrità strutturale di un edificio può richiedere molto tempo ed essere impegnativa, ma è essenziale per garantire il servizio previsto durante la durata di vita dell'edificio. È quindi necessario effettuare valutazioni periodiche dell'integrità strutturale e registrare i risultati in un registro dell'integrità strutturale per riferimenti futuri.
Implementando un sistema di manutenzione e ispezioni di routine, è possibile mantenere l'integrità strutturale per tutta la sua durata. Le moderne norme edilizie e le garanzie ingegneristiche, come le ispezioni strutturali periodiche, possono aiutare a individuare rapidamente qualsiasi potenziale problema, in modo da risolverlo rapidamente; i controlli regolari delle strutture domestiche o degli uffici garantiranno che la loro integrità rimanga intatta più a lungo. Cogliete quindi l'occasione per ispezionare i segni di scarsa integrità strutturale questo fine settimana!
La forza
Il legno è un materiale adattabile, che si adatta facilmente a diversi stili architettonici e design. Questa flessibilità permette ai suoi creatori di realizzare strutture bellissime. Le eccellenti proprietà isolanti del legno contribuiscono a mantenere confortevoli gli ambienti interni. temperature sia in inverno che in estate; inoltre, la sua produzione emette basse quantità di CO2. Di conseguenza, questa risorsa naturale rinnovabile può essere utilizzata per la realizzazione di edifici sostenibili e salubri per scopi residenziali, commerciali o pubblici.
Grazie ai forti legami molecolari presenti nelle fibre di cellulosa, il legno è in grado di sopportare sforzi di trazione fino a 5.000 kg e di compressione parallela lungo le sue venature. La sua incredibile resilienza garantisce la sicurezza e la durata delle strutture costruite con il legno, come magazzini o grattacieli.
Il legno può essere ulteriormente rinforzato utilizzando legni speciali come il legno lamellare (CLT) e il legno lamellare, utilizzati negli edifici moderni per costruire strutture leggere ma solide. L'ingegneria CLT/glulam offre nuovi modi di creare progetti complessi utilizzando il legno, oltre a poter essere utilizzata per la costruzione di edifici a più piani. Inoltre, il legno ingegnerizzato prodotti come questi sono estremamente resistenti ai carichi sismici, ideali per le regioni sismicamente attive.
L'implementazione dei principi di progettazione della resistenza al vento negli edifici in legno può rafforzare in modo significativo le loro strutture, contribuendo a garantire che possano resistere ai forti venti durante una tempesta di neve. Per raggiungere questo obiettivo si possono utilizzare forme snelle, sistemi di rinforzo adeguati e un'attenta collocazione delle finestre e delle aperture, in modo da limitare l'accumulo di detriti trasportati dal vento. Anche le strutture in legno dovrebbero essere trattate con conservanti e vernici per proteggerle dal decadimento biologico e dagli insetti e per prolungarne la durata e il ciclo di vita. Ispezioni regolari possono contribuire a garantire la sicurezza del legno in condizioni climatiche estreme, evitando costose riparazioni e prolungandone la durata.
