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Stefano Cascio
CALCOLO DELLE TETTOIE DI LEGNO E DELLE RELATIVE CONNESSIONI
* Connessioni tradizionali e metalliche* Teoria di Johansen per le connessioni* Calcolo della struttura di legno* Verifi che delle connessioni legno-legno* Connettori di acciaio: chiodi, bulloni, spinotti, viti* Verifi che delle connessioni acciaio-legno* Connessioni con scarpe metalliche
e staffe a scomparsa
* Aggiornato all’Eurocodice 5Progettazione delle strutture di legno (UNI EN 1995:2009)
Stefano Casciotettoie di legno
ISBN 13 978-88-8207-526-2EAN 9 788882 07526-2
Software, 66Prima edizione, settembre 2013
Stefano Cascio <1950->
Tettoie di legno / Stefano Cascio. – Palermo : Grafill, 2013.(Software ; 66)ISBN 978-88-8207-526-21. Tettoie di legno.694.2 CDD-22 SBN Pal0257780
CIP – Biblioteca centrale della Regione siciliana “Alberto Bombace”
© gRAFill S.r.l.Via Principe di Palagonia, 87/91 – 90145 PalermoTelefono 091/6823069 – Fax 091/6823313 Internet http://www.grafill.it – E-Mail grafill@grafill.it
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Finito di stampare nel mese di settembre 2013presso tipolitografia luxograph S.r.l. Piazza Bartolomeo Da Messina, 2/e – 90142 Palermo
Si ringrazia l’ing. Giuseppe Clemenza per la fattiva collaborazione alla revisione del testo.
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Premessa ............................................................................................................ p. 7
1. TiPi di legno e relaTive classi di resisTenza ..................... ˝ 111.1. Tipi di legno ........................................................................................... ˝ 11
1.1.1. Legno massiccio ....................................................................... ˝ 111.1.2. Legno lamellare ........................................................................ ˝ 13
1.2. Classi di resistenza ................................................................................. ˝ 141.2.1. Classificazionesullabasedelleproprietàdellelamelle ........... ˝ 161.2.2. Attribuzionedirettainbaseaprovesperimentali .................... ˝ 17
2. verifica della resisTenza sTruTTurale ............................... ˝ 21
3. azioni sulle cosTruzioni e loro combinazione .......................................................................... ˝ 273.1. Pesiproprideimaterialistrutturali ........................................................ ˝ 273.2. Carichipermanentinonstrutturali ......................................................... ˝ 27
3.2.1. Elementidivisoriinterni ........................................................... ˝ 283.3. Carichivariabili ..................................................................................... ˝ 28
3.3.1. Carichivariabiliorizzontali ...................................................... ˝ 303.4. Classificazionedelleazioni .................................................................... ˝ 303.5. Caratterizzazione delle azioni elementari .............................................. ˝ 313.6. Combinazionidelleazioni ..................................................................... ˝ 313.7. Azioninelleverificheaglistatilimite .................................................... ˝ 333.8. Vita nominale ......................................................................................... ˝ 34
4. carico dovuTo alla neve con esemPio PraTico di calcolo ................................................. ˝ 354.1. Azionidellaneve ................................................................................... ˝ 354.2. Valorecaratteristicodelcariconevealsuolo ......................................... ˝ 354.3. Coefficientediesposizione .................................................................... ˝ 364.4. Coefficientetermico ............................................................................... ˝ 374.5. Cariconevesullecoperture.................................................................... ˝ 374.6. Coefficientediformaperlecoperture ................................................... ˝ 37
4.6.1. Copertureadiacentiovicineacostruzionipiùalte .................. ˝ 384.6.2. Coperturaadunafalda ............................................................. ˝ 40
Indice
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tettoie di legno
4.6.3. Coperturaaduefalde ............................................................... p. 404.7. Esempiopraticodicalcolodelcariconeve ........................................... ˝ 41
5. carico dovuTo al venTo secondo le nTc 2008 .............................................................................. ˝ 435.1. Azionidelvento ..................................................................................... ˝ 435.2. Velocitàdiriferimento ........................................................................... ˝ 435.3. Velocitàdiriferimentoeperiododiritorno ........................................... ˝ 445.4. Pressionedelvento ................................................................................ ˝ 455.5. Pressione cinetica di riferimento............................................................ ˝ 455.6. Coefficientediesposizione .................................................................... ˝ 465.7. Coefficientediforma(oaerodinamico) ................................................. ˝ 48
5.7.1. Edificiapiantarettangolareconcoperturepiane, afalde,inclinate,curve ............................................................ ˝ 485.7.2. Coperturemultiple ................................................................... ˝ 505.7.3. Vento diretto normalmente alle linee di colmo ........................ ˝ 505.7.4. Vento diretto parallelamente alle linee di colmo ...................... ˝ 505.7.5. Tettoie e pensiline isolate ......................................................... ˝ 50
5.8. Coefficientedinamico ............................................................................ ˝ 515.9. Azionetangenzialedelvento ................................................................. ˝ 51
6. cosTruzioni in legno ......................................................................... ˝ 536.1. Lavalutazionedellasicurezza ............................................................... ˝ 536.2. Analisistrutturale ................................................................................... ˝ 536.3. Azionielorocombinazioni.................................................................... ˝ 546.4. Classididuratadelcarico ...................................................................... ˝ 546.5. Classidiservizio .................................................................................... ˝ 546.6. Resistenza di calcolo .............................................................................. ˝ 556.7. Stati limite di esercizio .......................................................................... ˝ 556.8. Statilimiteultimi ................................................................................... ˝ 55
6.8.1. Verifichediresistenza .............................................................. ˝ 556.8.2. Verifichedistabilità ................................................................. ˝ 55
6.9. Elementistrutturali ................................................................................ ˝ 566.10. Sistemistrutturali ................................................................................... ˝ 576.11. Robustezza ............................................................................................. ˝ 576.12. Durabilità ............................................................................................... ˝ 586.13. Resistenzaalfuoco ................................................................................ ˝ 58
7. verifiche di resisTenza Travi di legno con esemPi di calcolo ....................................................................... ˝ 61
7.1. Verifichediresistenza ............................................................................ ˝ 617.1.1. Trazioneparallelaallafibratura ................................................ ˝ 617.1.2. Trazioneperpendicolareallafibratura ...................................... ˝ 617.1.3. Compressioneparallelaallafibratura ....................................... ˝ 61
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Sommario
7.1.4. Compressioneperpendicolareallafibratura ............................. p. 627.1.5. Compressioneinclinatarispettoallafibratura .......................... ˝ 637.1.6. Flessione ................................................................................... ˝ 63
7.2. Esempiodicalcolodiunatravesoggettaaflessioneretta ..................... ˝ 647.3. Esempiodicalcolodelladimensionediunatravesoggetta aflessionesemplice ............................................................................... ˝ 677.4. Esempiodicalcolodiunatravesoggettaaflessionedeviata ................ ˝ 687.5. Esempiodiverificaatagliodiunatravesoggetta aflessionesemplice .............................................................................. ˝ 707.6. Esempiodiverificaainstabilitàdellatrave semplicemente appoggiata ........................................................................ ˝ 747.7. Esempiodiverificaainstabilitàdelpilastro .......................................... ˝ 76
8. verifiche agli sTaTi limiTe di esercizio con esemPio di calcolo .................................................................... ˝ 79
8.1. Verificaaglistatilimited’esercizio ....................................................... ˝ 798.2. Normespecificheperelementiinflessi .................................................. ˝ 808.3. Esempio di calcolo della deformazione ................................................. ˝ 81
9. connessioni ............................................................................................... ˝ 859.1. Calcolo connessioni tradizionali ............................................................ ˝ 869.2. Calcolo connettori metallici: Teoria di Johansen ................................... ˝ 89
9.2.1. Connessioni legno-legno .......................................................... ˝ 899.3. Modalitàoperativedeiconnettorimetallici ........................................... ˝ 959.4. Unioni chiodate ...................................................................................... ˝ 97
9.4.1. Chiodi caricati lateralmente ..................................................... ˝ 989.4.2. Chiodi caricati assialmente ...................................................... ˝ 999.4.3. Chiodi caricati sia lateralmente sia assialmente ....................... ˝ 101
9.5. Unioniavite........................................................................................... ˝ 1039.5.1. Collegamenticonvitisoggetteasollecitazionilaterali ............ ˝ 1049.5.2. Collegamenticonvitisoggetteasollecitazioniassiali ............. ˝ 1069.5.3. Collegamenticonvitisoggetteasollecitazionicombinate taglianti ed assiali ..................................................................... ˝ 108
9.6. Unionibullonate .................................................................................... ˝ 1099.6.1. Bullonicaricatilateralmente .................................................... ˝ 1109.6.2. Bullonicaricatiassialmente ..................................................... ˝ 111
9.7. Spinotti ................................................................................................... ˝ 1119.8. Calcolocollegamentifraelementistrutturali......................................... ˝ 1139.9. Calcolodeiconnettoriagambocilindrico ............................................. ˝ 113
9.9.1. Chiodi ....................................................................................... ˝ 1149.9.2. Bulloniespinotti ...................................................................... ˝ 1149.9.3. Viti ............................................................................................ ˝ 1159.9.4. Proceduradicalcolo ................................................................. ˝ 115
9.10. Protezionedeimezzidiunione .............................................................. ˝ 116
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tettoie di legno
10. TiPologia degli elemenTi di acciaio Per unire elemenTi di legno ......................................................... p. 119
10.1. Giunzioneconscarpadilamierinod’acciaio ......................................... ˝ 12010.2. Calcolo analitico della scarpa ................................................................ ˝ 12110.3. Giunzioneconstaffeascomparsa ......................................................... ˝ 128
10.3.1. Staffe a scomparsa del tipo ALU .............................................. ˝ 128
11. schemi sTaTici delle TeTToie ........................................................ ˝ 13111.1. Arcarecciodibase .................................................................................. ˝ 13111.2. Falsipuntoni .......................................................................................... ˝ 13311.3. Pilastro ................................................................................................... ˝ 136
11.3.1. Vincoloallabase ...................................................................... ˝ 13611.3.2. Vincolo alla testa ...................................................................... ˝ 139
11.4. Collegamentiedificioesistente .............................................................. ˝ 14011.5. Traviconintaglioall’appoggio .............................................................. ˝ 141
12. ancoranTi meccanici e chimici ................................................... ˝ 14512.1. Generalità ............................................................................................... ˝ 14512.2. Lecertificazioni ..................................................................................... ˝ 14612.3. Le tipologie di installazione ................................................................... ˝ 14612.4. Funzionamentodegliancoranti .............................................................. ˝ 14812.5. Scelta degli ancoraggi ............................................................................ ˝ 149
13. esemPi di calcolo aTTinenTi le connessioni ..................... ˝ 15313.1. Verificaappoggisagomati ...................................................................... ˝ 15413.2. Calcolodiunacapriata .......................................................................... ˝ 16213.3. Verificagiunzionedellacatenadiunacapriata ...................................... ˝ 17513.4. Verificadiunpuntonecontirante .......................................................... ˝ 17813.5. Dimensionamentodiunascarpainlamierino........................................ ˝ 18713.6. Calcolodiunastaffaascomparsa .......................................................... ˝ 20813.7. Esempiodicalcolodiunatettoia .......................................................... ˝ 216
14. esemPio elaboraTo con il sofTware allegaTo ................. ˝ 243
15. insTallazione del sofTware allegaTo .................................. ˝ 30515.1. Introduzione ........................................................................................... ˝ 30515.2. Requisitiminimihardwareesoftware ................................................... ˝ 30515.3. Downloaddelsoftwareerichiestadellapassworddiattivazione ......... ˝ 30615.4. Installazioneeattivazionedelsoftware ................................................. ˝ 306
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Nelmondodell’edilizia,inparticolarenelcampodegliedificidicivileabitazione,isiste-micostruttiviutilizzatisirifannosoprattuttoatradizionilocalibenradicateneltempo.Nellastragrandemaggioranzasitrattadiedificidicementoarmato,muraturaportante(nellesuevarietipologie:pietrenaturali,laterizi,mattoni,ecc.),odiacciaio.Ancheillegno,inzoneparticolarmentevocate,èstatoedèutilizzatoinmanieraprofusa.
Oggil’interessesemprepiùdiffusoperlecostruzionibioecologichehaampliatol’impie-go del legno.
Essoè,quasicertamente,inediliziailmaterialepiùrinnovabileepiùlargamentedisponi-bile.Haottimecaratteristichemeccanichechenefannounmaterialeadattoallacreazionediabitazioniconfortevolieinequilibrioconl’ambientecircostante.
Larobustezzaelacomplessitàdiquestecostruzionisonolegateallosviluppodellatec-nologia.Sièpassatidall’utilizzodellegnonellasuaformapiùnaturale,doveunatraveerasemplicementeuntroncod’alberoappenasgrossato,asistemipiùcomplessidoveancheunasemplicetravepuòessereuninsiemedilamelledilegnoincollatefraloro(legnolamellare).Oggi, l’utilizzodiquestomaterialeèdisciplinatodalleNormeTecnichesulleCostruzionipubblicateil14gennaio2008(G.U.R.I.04-02-2008,n.29),chedaquiinavanti,perbrevitàecomodità,indicheremoconNTC2008osemplicementeNTC.
Unatipologiadiopere,oramaiquasisemprerealizzateinlegno,sonoquellediarredoagliedifici,iquali,talvolta,diventanoelementiarchitettonicimoltoimportanti.Ciriferiamoallatettoiarealizzataaprotezionediunaveranda,diuningressoimportanteocomecoperturadipartediunterrazzo.
Premessa
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tettoie Di legno
Intendiamopertettoialastrutturacostituitadaunoopiùspioventi,poggiantedaunlatosupilastriedall’altrolatosuunmuroperimetralediunedificioesistente,utilizzatapercopri-rel’ambientesottostante,lasciandoloperòapertoversolospaziocircostante
Unastrutturasimilareèilgazeboilqualeèsempreecomunqueunastrutturaautonomadacollocareinqualsiasipuntodelgiardinooterrazzo,mentrelatettoiaègeneralmenteattaccata(variamentevincolata)adunacostruzioneesistente.
Ilpresentetestotratteràesclusivamentedelletettoierealizzateinlegno.Si ritienenecessario, considerando che lo stesso componentedi un tetto è indicato in
letteraturaconnomidiversi,riportareledefinizionichesiutilizzerannonelpresentetesto.
Siprecisacheiltermine“arcarecciooterzera”èutilizzatoperindicarelatravesecondariaorizzontale,poggiantesuifalsipuntoni.
Letravicheappoggianosullatravedigrondaesullatravedicolmosonodefiniti“falsipuntoni”.
Gli schemi costruttivi presi in esame, nella presente trattazione riguardano il classico“falsopuntone”variamentevincolatosiaalcolmosiaallagronda.
Ingenereilcolmoèpostoinadiacenzaaunastrutturagiàesistenteeaquestavincolato,mentrelagronda,costituitadaunatravedilegnoportatadapilastri(legnoomuratura),èaunacertadistanzadalcolmoeaquotapiùbassa.Sarannopresiinesameiseguentischemistatici:
1) tettoiavincolataalfabbricatoesistente,tramitetravedibanchina;2) tettoiavincolataalfabbricatoesistentetramitescarpeinlamierino;3) tettoia vincolata al fabbricato esistente tramite scarpe in lamierino su trave di
banchina.
All’internodiquestischemitrovanopostodiversesoluzioniprogettuali,alcunideiqualiriportatinelleimmaginiseguenti:
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Premessa
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tettoie Di legno
Neltestosonoesaminatelecaratteristichefisico-meccanichedellegno,lavariazionedelmoduloelasticoconl’umidità,laviscositàdellegno,leclassidiserviziodellastruttura,leclassididuratadelcarico,ilcoefficientekdef,ilcoefficientekmod,laresistenzadicalcolo.Sicompletaconlatrattazionedelleverifichestrutturali:azionidicalcolo,resistenzadiprogetto,verificheagliStatiLimiteUltimi,verificheagliStatiLimiteEsercizio,elementisnellicaricatiassialmente–caricodipunta,instabilitàlateraleoflessotorsionale.
Conriferimentoallatipologiastrutturaleinesame,sonoillustratenelprosieguolecon-nessionimetallichenecessarieaunirelevariepartistrutturalitradiloro.Indettagliositratte-ranno:tipologiaeprogettodelleunioni–connettoriagambocilindrico–,dettaglicostruttivi,vincolicorrispondentiaivaritipidiunioni,teoriadiJohansen,calcolodeiconnettori.Diversiesempidicalcolosvoltineisingolipassaggicompletanoiltesto.
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❱ 1.1. Tipi di legnoLanormativainvigoreindividuaperl’usostrutturaleduetipidilegname:– legnomassiccio;– legno lamellare.
1.1.1. Legno massiccioPerlegnomassicciostrutturales’intendeilprodottoottenutodallegnotondotramiteta-
glio parallelo al tronco ed eventuale piallatura, senza superfici incollate e senza giunti apettine.Infunzionedelledimensionisidistinguono:
– listelli; – tavoleolamelle; – tavoloni; – legnamesquadrato.Inlineageneraleladistinzionepuoessereoperatacomeriportatointabella:
denominazione spessore d [mm] larghezza b [mm]
Listello 6mm≤d≤40mm b<80mmTavola 6mm≤d≤40mm b≥80mmTavolone d > 40 mm b>3·d
Legnamesquadrato b≤h≤3·b b>40mm
Illegnamesquadratoèutilizzatoinediliziaperpilastrietravi,formazionedicapriate,piccolaegrossaordituradeitetti.Leessenzegeneralmenteimpiegatesono:
– conifere:abeterosso,abetebianco,douglas,larice,pino; – latifoglie:castagno,faggio,noce,pioppo,quercia,rovere.Altri due importanti elementi di legnomassiccio sono le cosiddette traviuso Trieste
e uso fiume, entrambi realizzati generalmente con abete, larice o rovere. Sono ottenutitramite:scortecciatura,squadraturameccanica,angolismussati,grezziopiallatipertuttalalunghezza.Leduetipologiesidifferenzianoperlacostanzadelledimensionitrasversalinelle“UsoFiume”,mentreinquella“UsoTrieste”latraveseguelaconicitàdeltroncodacuièricavata.Ingenerequest’ultimasiusanellecarpenteriementrela“UsoFiume”nellarealiz-zazioneditettiavistaolavoriarchitettonicamenteimpegnativi.
Questi elementi strutturali in terminidiprestazionimeccanichedifferiscono rispettoainormalisegatidacostruzione.Nelletravi“UsoTriesteoFiume”sihaunmiglioramentodelle
Capitolo 1Tipi di legno e relative classi di resistenza
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tettoie Di legno
caratteristichemeccanichedovutoallaconservazionedellefibrelegnose.Dicontrotalitravisonopostiinoperaconunelevatotassodiumiditàcheneabbassaleprestazionimeccanichee incrementa le deformazioni in fase di esercizio.
Alladatanonesisteunquadronormativoperladefinizionediquestiprodottiabasedilegno.LaproduzionedielementistrutturalidilegnomassiccioasezionerettangolaredovràrisultareconformeallanormaeuropeaarmonizzataUNIEN14081,esecondoquantospecifi-catoalpuntoA)recarelaMarcaturaCE(“ConformitéEuropéenne”,edindicacheilprodottocheloportaèconformeairequisiti essenziali previstidaDirettiveinmateriadisicurezza,sanitàpubblica,tuteladelconsumatore,ecc.).QualoranonsiaapplicabilelamarcaturaCE,iproduttoridielementidilegnomassiccioperusostrutturaledevonoesserequalificaticosìcomespecificatoalparagrafo11.7.10delleNTC2008.
Illegnomassiccioperusostrutturaleèunprodottonaturale,selezionatoeclassificatoindimensionid’usosecondolaresistenza,elementoperelemento,sullabasedellenormativeapplicabili.Icriteridiclassificazionegarantisconoall’elementoprestazionimeccanichemi-nimestatisticamentedeterminate,senzanecessitàdiulterioriprovesperimentalieverifiche,definendone il profilo resistente, che raggruppa le proprietàfisico-meccaniche, necessarieperlaprogettazionestrutturale.Laclassificazionepuòavvenireassegnandoall’elementounacategoria,definitainrelazioneallaqualitàdell’elementostessoconriferimentoallaspecielegnosa e alla provenienza geografica, sulla base di specifiche prescrizioni normative.Allegnameappartenenteaunadeterminatacategoria,specieeprovenienza,puòessereasse-gnatounospecificoprofiloresistente,utilizzandoleregolediclassificazioneprevistenellenormativeapplicabili.
LaClassediResistenzadiunelementoèdefinitamedianteunospecificoprofilo resi-stenteunificato;atalfinepuòfarsiutileriferimentoallenormeUNIEN338:2009edUNIEN1912:2012,perlegnodiprovenienzaestera,edUNI11035:2010parti1e2perlegnodiprovenienzaitaliana.Adognitipodilegnopuòessereassegnataunaclassediresistenzasei suoivaloricaratteristicidi resistenza,valoridimoduloelasticoevalorecaratteristicodimassavolumica,risultanononinferioriaivaloricorrispondentiaquellaclasse.
Ingeneraleèpossibiledefinireilprofiloresistentediunelementostrutturaleanchesullabasedeirisultatidocumentatidiprovesperimentali, inconformitàaquantodispostonellaUNI EN 384:2010.
Leprovesperimentaliperladeterminazionediresistenzaaflessioneemoduloelasticodevonoessereeseguiteinmanieradaprodurreglistessitipidieffettidelleazioniallequaliilmaterialesaràpresumibilmentesoggettonellastruttura.
Pertipidilegnononinclusiinnormativevigenti(emanatedaCENodaUNI),eperiqualisonodisponibilidatiricavatisucampioni“piccolienetti”,èammissibileladeterminazionedeiparametridicuisoprasullabasediconfronticonspecielegnoseincluseinnormativedidimostratavalidità.
Legno strutturale con giunti a ditaInaggiuntaaquantoprescrittoper il legnomassiccio,glielementidi legnostrutturale
congiuntiaditadevonoessereconformiallanormaUNIEN385:2003,eladdovepertinenteallanormaUNIEN387:2003.Nelcasodigiuntiaditaatuttasezioneilproduttoredovràcomprovarelapienaefficienzaedurabilitàdelgiuntostesso.
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1. Tipi di legno e relative classi di resistenza
Ladeterminazionedellecaratteristichediresistenzadelgiuntoaditadovràbasarsisuirisultatidiproveeseguiteinmanieradaprodurreglistessitipidieffettidelleazioniallequaliilgiuntosaràsoggettopergliimpieghiprevistinellastruttura.Elementiinlegnostrutturalemassicciocongiuntiaditanonpossonoessereusatiperopereinclassediservizio3.
1.1.2. Legno lamellareL’ideadiaccostareosovrapporretravididimensioniminorialfinediaumentarelaresi-
stenzacomplessivanasceconl’artedelcostruire.L’esigenzadisuperareilimitiimpostidalledimensioniedelleformedeltondamenaturale,spingevaicostruttoriadidearevarisistemidiconnessionitraletavole.EsempiinquestocampocivengonodaLeonardo,PhilibertDe-lorme,edaltri.
Lamodernatecnicad’utilizzodellegnoconsistenelladivisionedeltroncoinlamelledispessorecalibrato(generalmentedi33 mm di spessore e in ogni caso non maggiore di 40 mm),disposteapacchietraloroincollateaformareletravi,elementistrutturalicompositiaventidimensioni,sezioneecaratteristicheindipendentidaltondamedipartenza.Tecnica-mentesihalegnolamellarequandosihannopiùdiduelamelleincollatetraloroconunalarghezza di 220 mm.
Potendoscegliereletavolecheandrannoacostituireillegnolamellare,edeliminandodaesseidifetti,lecaratteristichemeccanichediresistenzachesiottengono,grazieancheaicollantisinteticidielevataresistenza,sonosuperioriaquelledellegnomassiccio.
Daosservarecomeeventualilimitialledimensionideglielementistrutturalisonodatidaproblemidiproduzione,trasportoemontaggio.
Legno lamellare incollatoGlielementistrutturalidilegnolamellareincollatodebbonoessereconformiallanorma
europeaarmonizzataUNIEN14080.Iproduttoridielementidilegnolamellareperusostrut-turale,percuinonèancoraobbligatorialaproceduradellamarcaturaCEaisensidelD.P.R.n.246/1993,periqualisiapplicailcasoBdicuialparagrafo1,devonoesserequalificaticosìcomespecificatoalparagrafo11.7.10delleNTC.NelsitodelConsiglioSuperioredeiLavoriPubblici(http://www.clsp.it)èpossibileconsultarel’elencodelleaziendequalificateedeicen-tridilavorazioneregolarmentedichiarati.
Ilsistemadigestionedellaqualitàdelprodottochesovrintendealprocessodifabbrica-zionedeveesserepredispostoincoerenzaconlenormeUNIENISO9001:2000ecertificatodapartediunorganismoterzoindipendente,diadeguatacompetenzaedorganizzazione,cheopera in coerenza con le norme UNI CEI EN ISO/IEC 17021:2006.
Aifinidellacertificazionedelsistemadigaranziadellaqualitàdelprocessoproduttivo,ilproduttoreel’organismodicertificazionediprocessopotrannofareutileriferimentoalleindicazionicontenutenellerelativenormeeuropeeodinternazionaliapplicabili.
Idocumenticheaccompagnanoognifornituradevonoindicaregliestremidellacertifica-zionedelsistemadigestionedellaqualitàdelprocessoproduttivo.
Aiproduttoridielementiinlegnolamellareèfattoaltresìobbligodi:a) sottoporrelaproduzione,pressoipropristabilimenti,aduncontrollocontinuodocu-
mentatocondottosullabasedellanormaUNIEN386:2003.Ilcontrollodellaprodu-zionedeveessereeffettuatoacuradelDirettoreTecnicodistabilimento,chedeveprov-
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tettoie Di legno
vedereallatrascrizionedeirisultatidelleprovesuappositiregistridiproduzione.Dettiregistri devonoesseredisponibili alServizioTecnicoCentrale e, limitatamente allafornituradicompetenza,perilDirettoredeiLavorieilcollaudatoredellacostruzione;
b) nellamarchiaturadell’elemento,oltreaquantogiàspecificatonelparagrafo11.7.10.1,deveessereriportatoanchel’annodiproduzione.
Ledimensionidellesingolelamelledovrannorispettareilimitiperlospessoreel’areadellasezionetrasversaleindicatinellanormaUNIEN386:2003.
Igiuntiadita“atuttasezione”devonoessereconformiaquantoprevistonellanormaUNIEN387:2003.Igiuntiadita“atuttasezione”nonpossonoessereusatiperelementistrutturalidaporreinoperanellaclassediservizio3(quando l’umidità del materiale in equilibrio con l’ambiente a una temperatura di 20 °C e un’umidità relativa dell’aria circostante che superi l’85% per molte settimane all’anno),quandoladirezionedellafibraturacambiincorrispon-denzadelgiunto.
❱ 1.2. Classi di resisTenzaAifinidellavalutazionedelcomportamentoedella resistenzadellestrutture in legno,
questovieneidentificatomedianteleclassidiresistenzecontraddistintedivaloricaratteristicidelleresistenzeaflessione,espressainMPa.
Nelle IstruzioniCNRDT206/2007sidanno leseguentiesplicitazioniespecifiche.Sidefinisconovaloricaratteristicidiresistenzadiuntipodilegnoivaloridelfrattileal5%delladistribuzionedelleresistenze,ottenutisullabasedeirisultatidiprovesperimentalieffettuateconunaduratadi300secondisuproviniall’umiditàdiequilibriodellegnocorrispondentealla temperaturadi20°Cedumidità relativadell’ariadel65%.Per ilmoduloelastico, sifariferimentosiaaivaloricaratteristicicorrispondential frattileal5%siaaivalorimedi,ottenutinellestessecondizionidiprovasopraspecificate.Sidefiniscemassavolumicacarat-teristicailvaloredelfrattileal5%dellarelativadistribuzione,conmassaevolumemisuratiincondizionidiumiditàdiequilibriodellegnoallatemperaturadi20°Cedumiditàrelativadell’ariadel65%.
Ilprogettoelaverifica,secondoledetteIstruzioni,distrutturerealizzateconlegnomas-siccio,lamellareoconprodottiperusostrutturalederivatidallegno,richiedonolaconoscen-zadeivaloridiresistenza,moduloelasticoemassavolumicacostituentiilprofiloresistente,chedevecomprenderealmeno:
– Resistenzacaratteristicaaflessionefm,k; – Resistenzaatrazioneparallelaallafibraturaft,0,k; – Resistenzaatrazioneperpendicolareallafibraturaft,90,k; – Resistenzaacompressioneparallelaallafibraturafc,0,k; – Resistenzaacompressioneperpendicolareallafibraturafc,90,k; – Resistenza caratteristica a taglio fv,k; – ModuloelasticomedioparalleloallefibreE0,mean; – ModuloelasticocaratteristicoE0,05; – ModuloelasticomedioperpendicolareallefibreE90,mean; – ModuloditagliomedioGg,mean; – Massavolumicacaratteristicark.
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1. Tipi di legno e relative classi di resistenza
I valori indicati nei profili resistenti possono essere introdotti nei calcoli come valorimassimiperlegrandezzecuisiriferiscono.
Per il legno massiccio,ivaloricaratteristicidiresistenza,desuntidaindaginisperimen-tali, sono riferiti a dimensioni standardizzatedel provino secondo lenormepertinenti. Inparticolare,perladeterminazionedellaresistenzaaflessionel’altezzadellasezionetrasver-saledelprovinoèparia150mm,mentreperladeterminazionedellaresistenzaatrazioneparallelaallafibratura,illatomaggioredellasezionetrasversaledelprovinoèparia150mm.
Diconseguenza,perelementidilegnomassicciosottopostiaflessioneoatrazioneparal-lelaallafibraturachepresentinorispettivamenteunaaltezzaoillatomaggioredellasezionetrasversaleinferiorea150mm,ivaloricaratteristicifm,k e ft,0,k,indicatineiprofiliresistenti,possonoessereincrementatitramiteilcoefficientemoltiplicativokh,cosìdefinito:
essendo h,inmillimetri,l’altezzadellasezionetrasversaledell’elementoinflessooppureillatomaggioredellasezionetrasversaledell’elementosottopostoatrazione.
Riportiamoadessounatabelladovevienemostratol’aumentodiresistenzaaldiminuiredell’altezzaodellatomaggioredellasezionetrasversaleinferiorea150 mm.
lato maggiore o altezza in mm aumento %
150 1 –
140 1,013894214 1%
130 1,029033661 2,9%
120 1,045639553 4,5%
110 1,063995313 6,4%
100 1,084471771 8,4%
90 1,107566343 10,7%
80 1,133966578 13,4%
70 1,164658616 16,4%
60 1,201124434 20,1%
50 1,24573094 24,5%
40 1,302585542 30%
IllegnomassicciodiconiferaepioppoèidentificatoconleclassidiresistenzaCseguitedaunacifrachecorrispondealvalorecaratteristicodellaresistenzaaflessione;C14indivi-duaquindiunlegnodiconiferaconresistenzaaflessionefm,k = 14 MPa.
Perillegnodilatifoglie(esclusoilpioppo)valgonolestesseconsiderazioni,salvocheleclassidiresistenzasonoidentificateconlaletteraD.
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tettoie Di legno
legno di conifera e pioppo
Parametro u. m.Classe di resistenza
C14 C16 C18 C20 C22 C24 C27 C30 C35 C40 C45 C50
fm,k MPa 14 16 18 20 22 24 27 30 35 40 45 0
ft,0,k MPa 8 10 11 12 13 14 16 18 21 24 27 30
ft,90,k MPa 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
fc,0,k MPa 16 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 29
fc,90,k MPa 2,0 2,2 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,1 3,2
fv,k MPa 1,7 1,8 2,0 2,2 2,4 2,5 2,8 3,0 3,4 3,8 3,8 3,8
E0,mean GPa 7 8 9 9,5 10 11 11,5 12 13 14 15 16
E0,05 GPa 4,7 5,4 6,0 6,4 6,7 7,4 7,7 8,0 8,7 9,4 10,0 10,7
E90,mean GPa 0,23 0,27 0,30 0,32 0,33 0,37 0,38 0,40 0,43 0,47 0,50 0,53
Gg,mean GPa 0,44 0,50 0,56 0,59 0,63 0,69 0,72 0,75 0,81 0,88 0,94 1,00
ρk daN/m3 290 310 320 330 340 350 370 380 400 420 440 460
ρm daN/m3 350 370 380 390 410 420 450 460 480 500 520 550
legno di latifoglie (tranne il pioppo)
Parametro u. m.Classe di resistenza
D30 D35 D40 D50 D60 D70
fm,k MPa 30 35 40 50 60 70
ft,0,k MPa 18 21 24 30 36 42
ft,90,k MPa 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
fc,0,k MPa 23 25 26 29 32 34
fc,90,k MPa 8,0 8,4 8,8 9,7 10,5 13,5
fv,k MPa 3,0 3,4 3,8 4,6 5,3 6,0
E0,mean GPa 10 10 11 14 17 20
E0,05 GPa 8,0 8,7 9,4 11,8 14,3 16,80
E90,mean GPa 0,64 0,69 0,75 0,93 1,13 1,33
Gg,mean GPa 0,60 0,65 0,70 0,88 1,06 1,25
ρk daN/m3 530 560 590 650 700 900
ρm daN/m3 640 670 700 780 840 1080
Per il legno lamellarel’attribuzionedeglielementistrutturaliadunaclassediresistenzavieneeffettuatadalproduttoresecondoquantoprevistoaipuntiseguenti.
1.2.1. Classificazione sulla base delle proprietà delle lamelleLesingolelamellevannotutteindividualmenteclassificatedalproduttorecomeprevisto
al paragrafo 11.7.2 delle NTC 2008.
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1. Tipi di legno e relative classi di resistenza
L’elementostrutturaledilegnolamellareincollatopuòesserecostituitodall’insiemedila-melletraloroomogenee(elemento“omogeneo”)oppuredalamelledidiversaqualità(elemen-to“combinato”)secondoquantoprevistonellanormaUNIEN1194:2000.Nellacitatanormaèindicatalacorrispondenzatraleclassidellelamellechecompongonol’elementostrutturaleelaclassediresistenzarisultanteperl’elementolamellarestesso,siaomogeneochecombinato.
1.2.2. Attribuzione diretta in base a prove sperimentaliNeicasiincuiillegnolamellareincollatononricadainunadelletipologieprevistedalla
UNIEN1194:2000,èammessal’attribuzionedirettadeglielementistrutturalilamellarialleclassidiresistenzasullabasedirisultatidiprovesperimentali,daeseguirsiinconformitàallanormaeuropeaarmonizzataUNIEN14080.
Perillegnolamellareincollatoivaloricaratteristicidiresistenza,desuntidaindaginispe-rimentali,sonoriferitiadimensionistandardizzatedelprovinosecondolenormepertinenti.Inparticolare,perladeterminazionedellaresistenzaaflessionel’altezzadellasezionetra-sversaledelprovinoèparia600mm,mentreperladeterminazionedellaresistenzaatrazioneparallelaallafibratura,illatomaggioredellasezionetrasversaledelprovinoèparia600mm.
Diconseguenza,perelementidilegnolamellaresottopostiaflessioneoatrazioneparal-lelaallafibraturachepresentinorispettivamenteunaaltezzaoillatomaggioredellasezionetrasversaleinferiorea600mm,ivaloricaratteristicifm,k e ft,0,k,indicatineiprofiliresistenti,possonoessereincrementatitramiteilcoefficientemoltiplicativokh,cosìdefinito:
essendoh,inmillimetri,l’altezzadellasezionetrasversaledell’elementoinflessooppureillatomaggioredellasezionetrasversaledell’elementosottopostoatrazione.
lato maggiore o altezza in mm aumento %
600 1 –
500 1,018399376 1,8%
400 1,041379744 4,1%
350 1,05537869 5,5%
300 1,071773463 7,1%
250 1,091493426 9,1%
200 1,116123174 10%
150 1,148698355 10%
100 1,196231199 10%
IllegnolamellareèdefinitoconleclassidiresistenzaGLseguitedaunacifra(checor-risponde al valore caratteristicodella resistenza aflessione) e dauna lettera: h per legnolamellareomogeneo,cperlegnolamellarecombinato.
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tettoie Di legno
Adesempio:GL24hindividuaunlegnolamellareomogeneoconfm,k=24Mpa,mentrelasiglaGL24cindividuaunlegnolamellarecombinatoconfm,k = 24 Mpa.
legno lamellare omogeneo
Parametro u. m.Classe di resistenza
GL24h GL28h GL32h GL36h
fm,k MPa 24 28 32 36
ft,0,k MPa 16,5 19,5 22,5 26
ft,90,k MPa 0,40 0,45 0,5 0,6
fc,0,k MPa 24 26,5 29 31
fc,90,k MPa 2,70 3,0 3,3 3,6
fv,k MPa 2,70 3,2 3,8 4,3
E0,mean MPa 11.600 12.600 13.700 14.700
E0,05 MPa 9.400 10.200 11.100 11.900
E90,mean MPa 390 420 460 490
Gg,mean MPa 720 780 850 910
ρk daN/m3 380 410 430 450
legno lamellare combinato
Parametro u. m.Classe di resistenza
GL24c GL28c GL32c GL36c
fm,k MPa 24 28 32 36
ft,0,k MPa 14 16,5 19,5 22,5
ft,90,k MPa 0,35 0,4 0,45 0,5
fc,0,k MPa 21 24 26,5 29
fc,90,k MPa 2,4 2,7 3,0 3,3
fv,k MPa 2,2 2,7 3,2 3,8
E0,mean MPa 11.600 12.600 13.700 14.700
E0,05 MPa 9.400 10.200 11.100 11.900
E90,mean MPa 320 390 420 460
Gg,mean MPa 590 720 780 850
ρk daN/m3 350 380 410 430
Lasostanzialedifferenzatraunlegnolamellareomogeneeeunocompositosirealizzanelladifferentedurezzadellelamellechelocompongono:inquelloomogeneohannotuttelastessadurezza,inquellocompositolelamellefattedilegnopiùdurosonoposteall’estremitàdellatrave.
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1. Tipi di legno e relative classi di resistenza
più dure
lamellemenodure
lamelle
composizione legnolamellare combinato GL_c
composizione legnolamellare omogeneo GL_h
lamelletutte egualmentedure
Osserviamoildiagrammadelletensionidovuteallaflessionerettainunagenericasezionedilegnoriportatonellapaginaafianco.
Osserviamoche le tensionipiùaltesonoagliestremidellasezione. Il legno lamellarecompositorinforzandolefibrepiùdistantidall’asseneutromegliosiadattaatalesituazionetensionale.
Insostanzalasezionedilegnolamellarecompositosicomportacomeunasezioneadop-pioT,cheoffrelamaggioreresistenzalìdoveoccorre.
Nellapraticaprofessionale,sovente,accadedidoveresottoporreaverificastruttureli-gneeesistenti,sipensi,adesempio,avecchietraviocapriatedilegnoinedificistoricidarestaurare. Ilproblemadelladeterminazionedellavalutazionedellecaratteristichemecca-nichedi talielementi inopera,puòessereaffrontato facendo riferimentoallanormaUNI11119:2004.Beniculturali–Manufattilignei–Struttureportantidegliedifici–Ispezione in situ per la diagnosi degli elementi in opera.
Talenormastabilisceprocedureerequisitiperladiagnosidellostatodiconservazioneelastimadellaresistenzaedellarigidezzadielementiligneiinoperanellestruttureportantidiedificicompresinell’ambitodeibeniculturali,attraversol’esecuzionediispezioniinsituel’impiegoditecnicheemetodologiediprovanondistruttive.
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tettoie Di legno
Talenormaprecisalederogheammissibilialloscopodirendereapplicabileaglielementistrutturaliligneiinopera,ilmetododellaclassificazionesecondolaresistenza,anchequandolecondizionioperativesonosignificativamentediversedaquelleriscontrabilinellanormaleclassificazionedeisegatiapièd’opera.AdesempiolaUNI11035(parti1e2)descriveunametodologiadiclassificazioneapplicabileancheaelementistrutturaliinopera,purchésianosoddisfatteunaseriedicondizionichenonsempreèpossibileriscontrare(inparticolarelavisibilitàeaccessibilitàdell’elementodevonoessereesteseadalmeno3latieadunadelleduetestate).
Lanormastabiliscecheognielementostrutturaleligneosiaclassificatosecondolaresi-stenza.Taleclassificazionedevebasarsisumetodidivalutazionevisivadell’elementoligneo,dimisurazionenondistruttivadiunaopiùproprietàfisico-meccaniche,oppuresuopportunecombinazionidelleprecedenti.Laclassificazionedeveessereeseguitasecondolemodalitàoperativeriportatenellanormastessa.
RelativamenteaimetodidicalcololeNTC2008(punto2.7)consentonodieseguirecal-colialletensioniammissibilisoloper lecostruzioniditipo1(VN≤10anni)e2(50anni≤VN100anni)eClassed’usoIeII,limitatamenteasitiricadentiinZona4,efacendorife-rimentoallenormetecnichedicuialdecretodelMinisterodeilavoripubblici14febbraio1992,perlestruttureincalcestruzzoeinacciaio,alD.M.LL.PP.20novembre1987,perlestruttureinmuraturaealdecretodelMinisterodeilavoripubblici11marzo1988perleopereeisistemigeotecnici.Ledettenormesidebbonointalcasoapplicareintegralmente,salvoperimaterialieiprodotti,leazionieilcollaudostatico,periqualivalgonoleprescrizioniri-portatenellevigentinormetecniche.Tuttavia,perilcasospecifico(struttureligneeesistenti)datochenonvisonodecretionormedileggeantecedentialleNTC2008cuifarriferimentoperlastesuradelcalcolo,nonèpossibile,difatto,eseguireuncalcoloalletensioniammissi-bili.Dovràquindieffettuarsiilcalcolosecondol’attualenormativa.