La sicurezza è un fattore fondamentale quando si parla di casa. Questa deve essere garantita anche in caso di eventi estremi come i terremoti. Una delle domande più comuni sulle biocase è proprio questa: le case in legno resistono ai terremoti?
Tra i punti di forza delle case in legno, possiamo menzionare proprio la loro resistenza ad azioni sismiche. Spesso si è portati a credere erroneamente che le case in legno siano poco resistenti in caso di sisma. Magari avrai sentito dire che il legno è poco resistente e meno affidabile in caso di sisma.
Ebbene, si tratta di uno di quei falsi miti sulla bioedilizia: non c’è nessun riscontro tecnico a questa affermazione. Al contrario: grazie ad una progettazione di qualità e ad una solida struttura, il legno raggiunge elevati standard di sicurezza, al pari, se non al di sopra delle case tradizionali.
Cosa succede ad una casa in legno in caso di terremoto?
La prima cosa da dire su questo tema è che il legno è un materiale di costruzione leggero. Ti basti pensare che un metro cubo di legno pesa circa 400 kg, contro un metro cubo di calcestruzzo che pesa 2400 kg. Un metro cubo di acciaio, invece, arriva a 7800 kg.
Ne possiamo dedurre che una casa in legno pesa circa 6 volte in meno di una casa in calcestruzzo e 20 volte in meno di una casa in acciaio.
Perché ti diciamo questo? Le sollecitazioni di un terremoto sono direttamente proporzionali alla massa della casa; difatti la forza sismica si ottiene moltiplicando l’accelerazione al suolo indotta dal sisma per la massa della struttura che si trova nell’area del terremoto.
Forza sismica = accelerazione al suolo indotta dal sisma * massa della struttura
Il confronto della resistenza antisismica con le case in calcestruzzo
Dal concetto che abbiamo riportato, possiamo dedurre che la casa in legno che pesa 6 volte meno, sarà soggetta ad una forza sismica 6 volte inferiore.
Qualcuno potrebbe però obiettare che il calcestruzzo è più resistente rispetto al legno; questo è vero in termini assoluti, ma siamo sicuri che lo sia anche in relazione alle reciproche masse?
Il calcestruzzo che si utilizza per le case solitamente ha una resistenza a compressione di 30 Mpa; il legno, invece, ha una resistenza a compressione di 21 Mpa. Il rapporto tra resistenze è di 30 a 21, quindi circa una volta e mezza a favore del calcestruzzo.
Prima però abbiamo detto che la forza sismica che agisce su una struttura in legno è circa 6 volte più bassa di quella che agisce su una struttura di calcestruzzo armato. L’incremento di prestazioni del calcestruzzo è solamente di una volta e mezzo superiore a quella del legno; quindi puoi vedere come il legno sia più idoneo a resistere al sisma rispetto al calcestruzzo.
Progettazione antisismica: come rendere la casa resistente ai terremoti
Abbiamo visto che il legno ha delle qualità intrinseche di resistenza ai sismi, come la sua leggerezza. Questo però non è sufficiente per realizzare una casa antisismica: un’accurata progettazione delle strutture e un’attenta realizzazione per l’assemblaggio fanno la differenza in questo senso.
Parlando di progettazione, ci sono due principali sistemi costruttivi per le case in legno: il sistema a telaio e l’X-Lam.
Pur avendo caratteristiche molto diverse, molti aspetti della progettazione sismica possono essere accomunati. Entrambi i sistemi costruttivi si basano sul concetto di realizzare dei pannelli di parete rigidi. Questi hanno il compito di assorbire le forze orizzontali dovute al sisma e trasferirle da piano a piano fino alle fondazioni. Tale forza è trasferita mediante degli ancoraggi metallici con cui i pannelli di parete vengono fissati a solai o fondazioni.
Questi ancoraggi trasferiscono le sollecitazioni e la loro corretta progettazione è fondamentale per garantire elevati standard antisismici.
Ogni elemento della casa legno è collegato agli altri mediante connessioni metalliche lungo la linea di contatto tra i due elementi. Per fare un esempio, la connessione di un solaio in legno appoggiato su una parete avviene mediante delle viti. Quando arriva il sisma, ognuna di queste connessioni è in grado di assorbire una porzione della forza sismica che tenderebbe a far scorrere il solaio sulla parete.
Meccanismo di rottura fragile vs duttile: perché è importante saperlo
Per ottenere elevate prestazioni non è sufficiente che le connessioni siano resistenti alla forza sismica, ma è necessario che siano progettate secondo il criterio della gerarchia delle resistenze.
Cosa vuol dire?
Prima di rispondere, occorre introdurre il concetto di meccanismo di rottura fragile e meccanismo di rottura duttile.
- Il meccanismo di rottura fragile si ha quando la struttura, all’aumentare dei carichi, si rompe improvvisamente, senza mostrare segni di cedimento. Questo è molto pericoloso, perché la struttura perde improvvisamente la sua capacità portante
- Il meccanismo di rottura duttile si ha quando la struttura si deforma notevolmente prima di arrivare a rottura. Qui è possibile intervenire per tempo prima che si arrivi al collasso delle strutture
Detto questo, torniamo alla gerarchia delle resistenze. La gerarchia delle resistenze è un criterio secondo il quale il progettista strutturale decide di far arrivare a rottura prima gli elementi di tipo duttile rispetto a quelli di tipo fragile. In questo modo, in caso di sisma, si evita di creare danni notevoli alla struttura e addirittura si può evitare il collasso.
Nel caso delle strutture in legno questo criterio viene seguito progettando attentamente le connessioni.
Per concludere, in caso di sisma un’attenta progettazione permette di sostituire solo i connettori e non le pareti strutturali. Tale facilità di intervento non è così scontata da applicare per le case in calcestruzzo, perché è più difficile ripristinare un pilastro scoppiato.
Abbiamo visto che il legno vanta ottime qualità antisismiche e, unito ad una progettazione di qualità, garantisce standard elevatissimi in termini di resistenza ai terremoti.
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