“Seismic design of multi-storey CLT buildings according to Eurocode 8.”

Cross Laminated Timber (CLT) structures are nowadays increasingly used worldwide and mostly in Europe where the system originated. However, in spite of this diffusion which led to the construction of a great number of multi-storey buildings all over Europe, still Eurocodes are almost completely missing provisions for CLT designers, especially regarding the seismic design. Nevertheless, Eurocode 8 requires in most cases, due to the regularity criteria being not fulfilled for most of the buildings, the use of the modal response spectrum analysis method, i.e. the linear dynamic analysis. This method requires the correct estimation of the lateral stiffness of the building in order to accurately calculate the design seismic forces in the building, which may be significantly underestimated or overestimated depending on the size of the building and the shape of the design spectrum. This can be done by modelling each connection with different methods that are often based on available test results, which are not easily accessible by a practicing engineer. This paper provides a design approach for dynamic linear modelling of CLT structures using SAP 2000. Equations are proposed based on available design codes and literature references, and used to design a 3-storey case study building. Further provisions for the seismic design of CLT buildings which are not included in Eurocode 8 are also given. Finally, the proposed design model is also compared with the results of the shaking table tests conducted in 2006 in Japan by CNR-IVALSA on a three-storey CLT building.

Le strutture in Cross Laminated Timber (CLT) – o Legno Lamellare Incrociato – sono sempre più utilizzate in tutto il mondo e principalmente in Europa, dove il sistema ha avuto origine. Tuttavia, nonostante questa diffusione abbia portato alla realizzazione di un gran numero di edifici multipiano in tutta Europa, mancano ancora all’interno degli Eurocodici indicazioni e regole di progettazione per questa tipologia di edifici, soprattutto per quanto concerne la progettazione antisismica. Cionondimeno l’Eurocodice 8 richiede in molti casi, a causa del non soddisfacimento dei criteri di regolarità per la maggior parte degli edifici, l’uso dell’analisi modale con spettro di risposta, ossia l’analisi dinamica lineare. Questo metodo richiede la stima corretta della rigidezza laterale dell’edificio al fine di calcolare esattamente le forze sismiche di progetto, che possono essere significativamente sottovalutate o sovrastimate in funzione delle dimensioni dell’edificio e della forma dello spettro di progetto. A questo scopo è necessario modellare ogni singola connessione basandosi su risultati sperimentali disponibili, che non sono però facilmente accessibili per un progettista. In questo articolo viene proposto un metodo di progettazione per la modellazione dinamica lineare di strutture in CLT utilizzando SAP 2000. Le formule proposte sono basate sui riferimenti normativi e bibliografici disponibili, e vengono utilizzate per la progettazione di un caso studio di un edificio di 3 piani. Vengono inoltre presentate ulteriori indicazioni per la progettazione sismica di edifici in CLT che non sono attualmente incluse nell’Eurocodice 8. Infine, il modello di progettazione proposto è anche confrontato con i risultati di prove sismiche su tavola vibrante condotte su un edificio in CLT di tre piani nel 2006 in Giappone dal CNR-IVALSA.