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Facoltà di Architettura – Università degli Studi di GenovaCorso di TECNICA DELLE COSTRUZIONIChiara CALDERINIA.A. 2007-2008

LEZIONE 7

PROGETTO DI STRUTTURE IN LEGNO

Parte II. Criteri di verifica

MANCANZA DI UN QUADRO NORMATIVO DI RIFERIMENTO A LIVELLO NAZIONALE. FINO AD OGGI LE UNICHE NORMATIVE A DISPOSIZIONE DEL PROGETTISTA SONO STATE:

NORMATIVA DI RIFERIMENTONORMATIVA DI RIFERIMENTO

NORMATIVE EUROPEE (EUROCODICE 5)

NORMATIVE NAZIONALI STRANERE (IN PARTICOLARE DIN TEDESCHE)

RECENTEMENTE (2006) E’ STATO SVILUPPATO DAL CNR UN DOCUMENTO CHE E’ORA SOGGETTO AD INCHIESTA PUBBLICA E IN ATTESA DI APPROVAZIONE:

CNR-DT 206/2006 “ISTRUZIONI PER IL PROGETTO, L’ESECUZIONE E IL CONTROLLO DELLE STRUTTURE IN LEGNO”.

CRITERI GENERALI (CNRCRITERI GENERALI (CNR--DT 206/2006)DT 206/2006)

LE STRUTTURE IN LEGNO DEVONO ESSERE PROGETTATE, COSTRUITE E COLLAUDATE PER I CARICHI DEFINITI NELLE PERTINENTI NORMATIVE VIGENTI.

LA SICUREZZA DEVE ESSERE VALUTATA SECONDO IL METODO DEGLI STATI LIMITE.

L’ANALISI DELLE STRUTTURA SI PUO’ EFFETTUARE NELL’IPOTESI DI COMPORTAMENTO ELASTICO LINEARE DEI MATERIALI E DEI COLLEGAMENTI, CONSIDERANDO I VALORI PERTINENTI DEL MODULO ELASTICO DEI MATERIALI E DELLA RIGIDEZZA DELLE UNIONI IN FUNZIONE DELLO STATO LIMITE E DEL TIPO DI VERIFICA CONSIDERATI.

I CALCOLI DEVONO ESSERE SVOLTI INTRODUCENDO APPROPIATE SCHEMATIZZAZIONI E, SE NECESSARIO, SUPPORTATI DA PROVE. LO SCHEMA DEVE ESSERE SUFFICIENTEMENTE ACCURATO PER SIMULARE CON RAGIONEVOLE PRECISIONE IL COMPORTAMENTO STRUTTURALE DELLA COSTRUZIONE, ANCHE IN RELAZIONE ALLE MODALITA’ COSTRUTTIVE PREVISTE.

PER TUTTE LE STRUTTURE, LE VERIFICHE DEVONO ESSERE EFFETTUATE SIANELLO STATO INIZIALE (TEMPO ZERO) CHE IN QUELLO FINALE (TEMPO INFINITO).

PARAMETRI DI PROGETTO PARAMETRI DI PROGETTO (CNR(CNR--DT 206/2006)DT 206/2006)

SI ASSUME CHE LA DURATA DEL CARICO E L’UMIDITA’ DEL LEGNO INFLUISCANO SULLE PROPRIETA’ RESISTENTI DEL MATERIALE.

IL VALORE Xd DI UNA PROPRIETA’ DEL MATERIALE (RESISTENZA, MODULO ELASTICO O MASSA VOLUMICA) VIENE CALCOLATO MEDIANTE LA RELAZIONE:

RESISTENZE E MODULI DI CALCOLO

mod kd

m

k XXγ

=VALORE CARATTERISTICO DELLA PROPRIETA’ DEL MATERIALE

COEFFICIENTE DI SICUREZZA RELATIVO AL MATERIALE

COEFFICIENTE DI CORREZIONE

SI DEFINISCONO VALORI CARATTERISTICI DELLE PROPRIETA’ DEL MATERIALE I VALORI DEL FRATTILE AL 5%, O I VALORI MEDI (MODULO ELASTICO) OTTENUTI SULLA BASE DEI RISULTATI DI PROVE SPERIMENTALI EFFETTUATE SU PROVINI A 20°C ED UMIDITA’ RELATIVA DELL’ARIA DEL 65%.


DA COSA DIPENDE IL COEFFICIENTE DI CORREZIONE kmod? (0.2≤kmod≤1.1)

• DURATA DEL CARICO (CRESCE AL DIMINUIRE DELLA DURATA)

• UMIDITA’ DELLA STRUTTURA (DIMUNUISCE AL CRESCERE DELL’UMIDITA’)


CLASSI DI DURATA DI CARICO UMIDITA’ DELLA STRUTTURA

PERMANENTE: > 10 ANNI

BREVE: < 1 SETTIMANA

ISTANTANEO

UMIDITA’ DEL MATERIALE IN EQUILIBRIO A 20° E UMIDITA’RELATIVA DELL’ARIA <65%

UMIDITA’ DEL MATERIALE IN EQUILIBRIO A 20° E UMIDITA’RELATIVA DELL’ARIA >85%



DA COSA DIPENDE IL COEFFICIENTE DI SICUREZZA γm? (1.0≤ γm ≤1,3)

• TIPO DI MATERIALE (LEGNO MASSICCIO, LAMELLARE, LVL, PANNELLI FIBRE…)

• IN ESERCIZIO: γm=1• A STATO LIMITE ULTIMO:

LVL, COMPENSATO, OSB: γm = 1.2LEGNO LAMELLARE: γm = 1.25LEGNO MASSICCIO: γm = 1.3PANNELLI DI PARTICELLE O FIBRE: γm = 1.3UNIONI: γm = 1.3

AFFIDABILITA’CRESCENTE



NOTA: IL COMPORTAMENTO ANISOTROPO DEL MATERIALE IMPONE DI DEFINIRE MOLTEPLICI PARAMETRI DI RESISTENZA E DI ELASTICITA’.

RESISTENZE MODULI ELASTICI

FLESSIONE

TRAZIONE ALLA FIBRATURA

TRAZIONE ALLA FIBRATURA

COMPRESSIONE ALLA FIBRATURA

COMPRESSIONE ALLA FIBRATURA

TAGLIO

MODULO ELASTICO MEDIO

MODULO ELASTICO CARATTERISTICO

MODULO ELASTICO MEDIO

MODULO ELASTICO TANGENZIALE MEDIO

AZIONI DI PROGETTO AZIONI DI PROGETTO (CNR(CNR--DT 206/2006)DT 206/2006)

( )n

d g k q 1k q 0i iki=2

F =γ G +γ Q + γ ψ Q∑

DISTRIBUZIONE DI CARICO

VALORE CARATTERISTICO AZIONI

PERMANENTI

VALORE CARATTERISTICO

DELL’AZIONE DI BASE VARIABILE

VALORE CARATTERISTICO DELLE

AZIONI VARIABILI INDIPENDENTI

AZIONI DI CALCOLO

STATI LIMITE STATI LIMITE (CNR(CNR--DT 206/2006)DT 206/2006)

STATI LIMITE

• STATO LIMITE ULTIMO:SI ASSUME CHE LE AZIONI DI CALCOLO NON COMPORTINO IN ALCUN PUNTODELLA SEZIONE IL SUPERAMENTO DEL LIMITE ELASTICO DEL MATERIALE.

LE TENSIONI SI POSSONO CALCOLARE NELL’IPOTESI DI CONSERVAZIONE DELLE SEZIONI PIANE E DI UN LEGAME ELASTICO LINEARE FINO A ROTTURA.

A CAUSA DELL’ANISOTROPIA DEL MATERIALE, GLI STATI TENSIONALI DI TRAZIONE E COMRESSIONE DEVONO ESSERE VERIFICATI TENENDO CONTO DELL’ANGOLO TRA LA DIREZIONE DELLA FIBRATURA E LA DIREZIONE DELLA SOLLECITAZIONE.

OLTRE ALLE VERIFICHE DI RESISTENZA, DEVONO ESSERE ESEGUITE LE VERIFICHE NECESSARIE AD ACCERTARE LA SICUREZZA DELLA STRUTTURA, O DELLE SINGOLE MEMBRATURE, NEI CONFRONTI DI POSSIBILI FENOMENI DIINSTABILITA’.

• STATO LIMITE DI ESERCIZIO:LE DEFORMAZIONI DELLA STRUTTURA DEVONO ESSERE CONTENUTE ENTRO LIMITI ACCETTABILI.

SI DOVRA’ VALUTARE SIA LA DEFORMAZIONE ISTANTANEA CHE LA DEFORMAZIONA LUNGO TERMINE, TENENDO CONTO DELLA DIMINUZIONE DEL MODULO ELASTICO DEL MATERIALE NEL TEMPO.

γm = …

γg = 1.35*

γq = 1.5**

γm = 1.0

γg = 1.0

γq = 1.0

*1 E **0, SE AUMENTANO LA SICUREZZA

VERIFICHE VERIFICHE (CNR(CNR--DT 206/2006)DT 206/2006)

STATI LIMITE ULTIMO – VERIFICA DELLE MEMBRATURE

TRAZIONE SEMPLICE (Nt) - TENSIONE PARALLELA ALLA FIBRATURA

,0, ,0,t d t dfσ ≤TENSIONE NORMALE DI

TRAZIONE GENERATA NELLA SEZIONE NETTA DALLO

SFORZO NORMALE

COMPRESSIONE SEMPLICE (Nc) – TENSIONE PARALLELA ALLA FIBRATURA

RESISTENZA DI CALCOLO A TRAZIONE PARALLELA ALLA FIBRATURA

,0, ,0,c d c dfσ ≤TENSIONE NORMALE DI

COMPRESSIONE GENERATA NELLA SEZIONE DALLO

SFORZO NORMALE

RESISTENZA DI CALCOLO A COMPRESSIONE PARALLELA ALLA FIBRATURA


STATI LIMITE ULTIMO – VERIFICA DELLE MEMBRATURE

AREA NETTA DELLA SEZIONECOME CALCOLO σt,0,d E σc,0,d ?

,0,t

t dn

NA

σ ≤

,0,c

c dn

NA

σ ≤

N

σDIREZIONE DELLE FIBRE

TRAZIONE SEMPLICE (Nt E Nc )


STATI LIMITE ELASTICO – VERIFICA DELLE MEMBRATURE

FLESSIONE SEMPLICE E DEVIATA (M)

, , , ,

, , , ,

1) 1m y d m z dm

m y d m z d

kf f

σ σ+ ≤

, , , ,

, , , ,

2) 1m y d m z dm

m y d m z d

kf f

σ σ+ ≤

TENSIONI NORMALI MASSIME GENERATE NELLA SEZIONE DAL MOMENTO FLETTENTE (IN Y E Z)

RESISTENZE DI CALCOLO A FLESSIONE (IN Y E Z)

COEFFICIENTE CHE TIENE CONTO DELLA RIDISTRIBUZIONE DELLE TENSIONI E DELLA DISOMOGENEITA’ DEL MATERIALE NELLA SEZIONE.



FLESSIONE SEMPLICE E DEVIATA (M)

COME CALCOLO σm,y,d E σm,z,d ? , ,y

m y dy

Mz

Jσ =

σm,y,d

zh

yb

σm,z,d

My

Mz

DIREZIONE DELLE FIBRE

, ,z

m z dz

M yJ

σ =

MOMENTO D’INERZIA NETTO DELLA SEZIONE

DISTANZA DA ASSE D’INERZIA



TENSOFLESSIONE SEMPLICE E DEVIATA

, ,,0, , ,

,0, , , , ,

1) 1m y dt d m z dm

t d m y d m z d

kf f f

σσ σ+ + ≤

PRESSOFLESSIONE SEMPLICE E DEVIATA2

, ,,0, , ,

,0, , , , ,

1) 1m y dc d m z dm

c d m y d m z d

kf f f

σσ σ + + ≤

, ,,0, , ,

,0, , , , ,

2) 1m y dt d m z dm

t d m y d m z d

kf f f

σσ σ+ + ≤

2

, ,,0, , ,

,0, , , , ,

2) 1m y dc d m z dm

c d m y d m z d

kf f f

σσ σ + + ≤



TAGLIO (T)

,d v dfτ ≤TENSIONE TANGENZIALE

MASSIMA GENERATA DAL TAGLIO, CALCOLATA CON LA

TEORIA DI JOURAWSKY

RESISTENZA DI CALCOLO A TAGLIO

CORDA DELLA SEZIONE

COME CALCOLO τd ? TSJb

τ =

T

τ

MOMENTO STATICO DELLA SEZIONE

MOMENTO D’INERZIA DELLA SEZIONE

max 32

Thb

τ =ht

b



TRAZIONE PERPENDICOLARE ALLA FIBRATURASTATO DI SOLLECITAZIONE PRESENTE LOCALMENTE NEI GIUNTI

VERIFICHE COMPLESSE



COMPRESSIONE PERPENDICOLARE ALLA FIBRATURA

,90, ,90,c d c dfσ ≤TENSIONE NORMALE DI COMPRESSIONE ORTOGONALE

ALLA FIBRATURA

RESISTENZA DI CALCOLO A COMPRESSIONE ORTOGONALE ALLA FIBRATURA

STATO DI SOLLECITAZIONE PRESENTE LOCALMENTE NEI GIUNTI

IN PARTICOLARE IN CORRISPONDENZA DEGLI APPOGGI

NEL CALCOLO DI σc,90,d E’ POSSIBILE TENERE IN CONTO DELLA RIPARTIZIONE DEL CARICO NELLA DIREZIONE DELLA FIBRATURA LUNGO L’ALTEZZA DELLA SEZIONE TRASVERSALE DELL’ELEMENTO.

90,,90,

dc d

eff

Fb l

σ =⋅



COMPRESSIONE INCLINATA RISPETTO ALLA FIBRATURA

,0,,90,

,0, 2 2

,90,

cos

c dc d

c d

c d

ff

senf

σα α

≤+


RESISTENZE E MODULI DI CALCOLOLEGNO MASSELLO



LEGNO LAMELLARE

1. PALAZZO DEL TRIBUNALE (~1960)

2. MERCATO DELCARMINE (FINE ‘800)

3. STRUTTURE DELL’ACQUARIO (~1990)

2. MERCATO DELCARMINE

1. PALAZZO DEL TRIBUNALE

3. ACQUARIO

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