Collegamento acciaio-legno, Stati Uniti
Una nuova residenza situata a Martha's Vineyard, MA, USA. Il sito si trova in una zona ad alto vento e l'edificio è posizionato su una ripida scogliera con vista sull'oceano, ponendo sfide significative alla progettazione del sistema resistente ai carichi laterali. Questi criteri, combinati con un design architettonico aperto e il requisito di un balcone termicamente isolato e non puntellato, hanno portato a proporre per l'elevazione lato oceano un sistema combinato di telaio a momento e sistema a sbalzo. Sebbene originariamente concepito in acciaio, l'aspirazione del cliente e dell'architetto era una soluzione prevalentemente in legno.
Il telaio a momento a due piani è composto da due campate di 21 ft e 14 ft, con un'altezza media di piano di 10 ft. Travi in legno lamellare LVL multiplo di grande altezza si intersecano con travi flitch ortogonali che formano i sbalzi e le campate di ritorno verso il balcone. Il giunto in acciaio risultante è progettato per resistere a forze e momenti nei due assi ortogonali. È stato proposto un nodo centrale a sezione cava, ma si è rivelato incapace di resistere agli elevati momenti della trave del telaio a momento a causa dell'insufficiente rigidezza fuori piano nelle pareti della sezione scatolare, oltre ad essere soggetto a rottura flessionale. Il giunto in acciaio è stato riprogettato con una sezione a doppio T per mantenere la continuità in entrambi gli assi, garantendo al contempo una trasmissione diretta di forze e momenti al centro del nodo. Poiché gli elementi del balcone richiedono che l'acciaio attraversi continuamente la linea termica dell'edificio, è incluso un giunto di interruzione termica per ridurre la dispersione di calore e il rischio di condensa. Siamo stati in grado di creare un materiale personalizzato per il giunto di interruzione termica e includerlo nell'analisi all'interno di IDEA StatiCa.
Gli elementi strutturali sono stati analizzati e progettati utilizzando Dlubal RFEM. Per la progettazione dei complessi collegamenti in materiali multipli, IDEA StatiCa è stato uno strumento supplementare ideale. Il software offre la flessibilità di creare materiali ed elementi personalizzati con geometrie complesse e modelli per i collegamenti legno-acciaio, riducendo notevolmente il tempo necessario per impostare il modello. Sebbene la verifica normativa degli elementi in legno non sia supportata da IDEA StatiCa, i risultati delle forze sui bulloni erano facilmente trasferibili ai fogli di calcolo interni per la verifica.
Grazie all'utilizzo di IDEA StatiCa e alla stretta collaborazione con l'architetto, il consulente termico e il fabbricante, siamo stati in grado di trasformare un telaio interamente in acciaio in una soluzione ibrida in legno, riducendo così la quantità di acciaio necessaria e mantenendo la struttura dell'edificio più in linea con la costruzione tradizionale della zona.
