Modello RFEM di un capannone di produzione in legno lamellare incollato in costruzione nella regione di Ivano-Frankivsk in Ucraina.
Casi studio

Capannone di produzione in legno lamellare di grande luce progettato con RFEM

Progettazione di un telaio in legno di 28 metri fino ai nodi critici

Il capannone di produzione doveva coprire una luce di 28,0 m con un interasse dei telai di 7,2 m per ospitare grandi macchine per la lavorazione del legno, il tutto sostenuto da colonne in legno lamellare incollato e travi di copertura simil-reticolari. La vera difficoltà risiedeva nei collegamenti di gronda (appoggio) fortemente sollecitati: verificare sia la stabilità globale della struttura a grande luce sia lo stato tensionale locale in questi nodi critici è molto difficile da eseguire in modo affidabile con calcoli manuali semplificati. La progettazione doveva inoltre considerare le fondazioni singole gettate in opera e il terreno di supporto, quindi il percorso dei carichi dal tetto al suolo doveva essere catturato in un'unica analisi coerente di cui le autorità di controllo potessero fidarsi.

Un modello FE dalla trave di copertura al sottosuolo

RFEM ha permesso a Dmytro Matiushchenko di costruire l'intero capannone come un unico Modello agli elementi finiti, rappresentando accuratamente gli elementi della trave a grande luce e le impegnative connessioni di gronda, eseguendo al contempo la verifica normativa secondo l'Eurocodice 5. La flessibilità del modello FE ha reso possibile combinare il telaio in legno lamellare incollato, le fondazioni in cemento armato e il sottosuolo in un unico ambiente: le fondazioni singole sono state modellate in calcestruzzo gettato in opera e il terreno è stato rappresentato con l'add-on Analisi Geotecnica. Con gli add-on per legno, acciaio e geotecnica che lavorano sullo stesso modello, è stato possibile verificare con sicurezza sia la stabilità globale sia lo stato tensionale locale nei nodi critici, cosa che altrimenti sarebbe molto difficile da ottenere in modo affidabile.

Vantaggi dell'utilizzo del software Dlubal

  • Modellazione FE flessibile per geometrie complesse in legno – telai curvi in legno lamellare, travi reticolari e pannelli CLT possono essere modellati liberamente, ricevendo comunque una verifica affidabile secondo l'Eurocodice 5.
  • Vera modellazione ibrida in un unico file – legno, acciaio e cemento armato sono combinati in un unico modello, con il sottosuolo aggiunto tramite l'add-on Analisi Geotecnica.
  • Ottimizzazione automatica della sezione – l'add-on di progettazione per legno ottimizza automaticamente le sezioni, risparmiando tempo significativo sugli elementi a grande luce.
  • Relazioni pronte all'uso – output di alta qualità e informativo che non richiede ulteriori rielaborazioni da parte dell'ingegnere strutturista prima della presentazione.

Modellazione del telaio a grande luce e dei suoi collegamenti critici

La struttura portante è un telaio in legno composto da pilastri in legno lamellare e capriate di copertura a traliccio, con una luce di 28,0 m e una spaziatura dei telai di 7,2 m attraverso un capannone che misura 57,0 × 28,4 m ed è alto 8,5 m. RFEM ha permesso di rappresentare accuratamente l'intero telaio, fino ai collegamenti di gronda dove si concentrano le tensioni.

Invece di isolare le aste per verifiche manuali separate, Dmytro Matiushchenko ha verificato la stabilità globale della struttura e lo stato tensionale locale nei nodi critici nello stesso modello. Questa visione combinata del comportamento globale e del dettaglio locale è esattamente il punto in cui un modello EF completo supera i calcoli semplificati, e ha fornito un quadro chiaro e difendibile di come la struttura in legno di circa 115 tonnellate si comporta sotto carico.

Estensione dell'analisi alle fondazioni e al sottosuolo

Il capannone è supportato da plinti di fondazione realizzati in calcestruzzo gettato in opera in costruzione in cemento armato. Poiché RFEM gestisce legno, acciaio e calcestruzzo armato in un unico ambiente, le fondazioni sono state progettate come parte dello stesso flusso di lavoro continuo invece di essere trasferite a uno strumento separato.

Per chiudere il percorso di carico fino al terreno, il suolo è stato modellato direttamente in RFEM utilizzando il modulo aggiuntivo Analisi geotecnica. Oltre alle verifiche basate sulle normative, funzionalità come l'ottimizzazione automatica della sezione, la visualizzazione dei risultati e la generazione rapida delle combinazioni di carico hanno mantenuto efficiente il flusso di lavoro, mentre i report informativi hanno supportato una revisione agevole dello stato limite ultimo.