Appunti completi di Progetto di strutture in legno M

Perché si fa la classificazione del legno?

N.B.:macchina, è chiaro che quella è la parte finale della risposta, il prof si aspetta che si parte dicendo per quale motivo si fa la classificazione del legno: perché la resistenza meccanica del legno è condizionata dai difetti e quindi si ha la necessità di riuscire a correlare la difettosità del materiale con determinate proprietà meccaniche; ci sono determinate regole di classificazione e determinate procedure di classificazione. Si deve dire tutto quello che è stato detto, anche se le cose sono tante e sono state trattate velocemente, l'importante è tenere tutto dentro ad uno schema per rispondere alla domanda "perché il legno è classificato e cosa si deve fare?". Quando viene chiesto che influenza ha l'umidità nel comportamento del legno, se si segue uno schema come questo (magari fatto meglio) ci si ricorda tutto, è importante cercare di incasellare tutto quello che si.vededentro un framework che è il materiale, si deve usare questo approccio con gli schemi se no diventa difficilestudiare. Uno schema di questo tipo è utile anche per ripassare e una strategia furba per ripassare può essere tirarefuori per ognuna delle proprietà del legno il coefficiente associato (k1, k2, k3, ecc.); non verrà richiesto di definire cosa è k ma se ci si ricorda che i difetti vengono generati dalla classificazione ma anche dal coefficiente k che prevede la norma per tenere conto che gli elementi più piccoli hanno percentualmente una probabilità minore di avere difetti grossi che inficiano la resistenza, quindi la norma lascia usare una resistenza più alta. In questo modo è sicuramente più facile ricordarsi tutto, quindi è consigliato impostare degli schemi di questo tipo per memorizzare tutte le cose. Capitolo 7 - Progettazione delle connessioni Generalmente le dimensioni massime

Le dimensioni degli elementi strutturali dipendono dal tipo di materiale utilizzato. Nel caso del legno naturale, le dimensioni sono legate all'albero stesso. Nel caso degli elementi ingegnerizzati, le dimensioni dipendono dalla loro trasportabilità o producibilità, solitamente 16 o 20 metri, a seconda del tipo di trasporto utilizzato.

Per realizzare strutture composte, è necessario giuntare gli elementi meccanicamente. Nel corso della storia, il problema della giunzione degli elementi in legno è stato affrontato in molti modi diversi. C'è una differenza fondamentale tra l'uso tradizionale e quello moderno del legno, che è data dall'introduzione delle connessioni meccaniche ingegnerizzate.

In passato, le strutture in legno venivano giuntate utilizzando i cosiddetti "giunti di carpenteria". Questi giunti erano tipicamente utilizzati per costruire le capriate, e tutti i nodi di una capriata erano dei giunti di carpenteria.

Cioè delle connessioni legno-legno perché una volta si cercava di limitare l'uso dell'acciaio nelle costruzioni. Da un certo punto in poi invece i giunti di carpenteria che erano fatti dagli artigiani sono stati sostituiti dai giunti meccanici (ingegnerizzati), quindi sono state importate le modalità costruttive dell'acciaio all'interno delle strutture in legno. È anche un processo naturale perché le connessioni meccaniche moderne sono intervenute quando non si è più usato il legno naturale nelle travi, ma sono intervenute quando si è iniziato ad usare il legno lamellare; il legno lamellare è un materiale più ingegnerizzato che assomiglia di più ad una struttura in acciaio, per cui è stata cambiata anche la tecnologia di giunzione.

Giunti di carpenteria

I giunti di carpenteria sono dei giunti che vengono ottenuti attraverso degli intagli che si realizzano sugli elementi lignei.

funzionano per contatto diretto, le forze quindi vengono trasferite per contatto etipicamente in questo tipo di giunti si hanno 2 aspetti significativi da ricordarsi:

• Il primo è che a causa delle forme geometriche del nodo, le condizioni di carico coinvolte sono le seguenti:
  • Trazione ortogonale alla fibratura;
  • Compressione ortogonale alla fibratura;
  • Compressione inclinata alla fibratura.
• Il secondo punto importante è che sono giunti unilaterali, cioè funzionano in una sola direzione, portano compressione o trazione, non possono trasferire entrambi i tipi di sollecitazione proprio perché funzionano a contatto.

Adesso si passa a vedere una carrellata delle principali tipologie di giunti di carpenteria, molti di questi al giorno d’oggi sono in disuso mentre altri vengono ancora utilizzati, anche perché negli ultimi anni c’è una riscoperta di queste tipologie di giunti, sia per una questione estetica e sia perché

è diventato più facile fare questi giunti, grazie ovviamente al disegno 3D e alle macchine da controllo numerico. I giunti di carpenteria possono essere classificati in 4 tipologie principali: 1. Giunto tenone-mortasa 2. Giunto dentato 3. Giunto a mezzo legno 4. Giunto composto Queste tipologie di giunti sono sollecitate prevalentemente a forze di compressione inclinate rispetto alle fibrature, quindi non si è nell’ambito di stati di sollecitazioni fragili per il legno però non si è nemmeno nell’ambito delle direzioni in cui il legno mostra le prestazioni buone, perché si sa che perpendicolarmente alle fibre si ha la minima resistenza ma se ci si inclina rispetto alle fibre si hanno meno prestazioni. Si hanno le solite formulazioni già viste, con la formula di Hankinson, che vengono poi approssimate da quelle che sono le formulazioni di normativa dell’EC5 piuttosto che del CNR dove si trova che la compressione rispetto ad ungenerico angolo α è una combinazione trigonometrica delle resistenze nella direzione parallela e perpendicolare:1. Giunto tenone-mortasaÈ il tipico giunto dei serramenti, infatti le finestre in legno negli angoli hanno questo tipo di collegamento, ma strutturalmente si trova nel mondo delle capriate; tipicamente in una capriata il monaco è staccato dalla catena ed è un elemento che è funzionale solo per collegare i 2 elementi puntoni, si lasciava questo spazio sotto perché molto spesso si metteva una braga metallica (a forma di U) che permetteva di tenere in posizione il tutto evitando di avere effetti torcenti. 126Però nella tradizione veneziana veniva realizzato a contatto con la catena, addirittura veniva fatto un giunto tenone-mortasa tra la catena e il monaco, in questo modo globalmente si ha una struttura più robusta; innanzitutto come reticolarizzazione si ha qualcosa di più efficace ma dall'altro canto si hauna trasmissione diretta degli sforzi tra i puntoni e la catena. Anche nel caso in cui i nodi di estremità non fossero più efficaci, perché magari si marcisce il nodo puntoni-catena sopra il muro, la catena può continuare a lavorare sulla luce come una trave, quindi il sistema in qualche modo porta ancora dei carichi. Questa è l'architettura tipicamente veneziana, le capriate fatte così non si trovano in nessun'altra zona d'Italia, tanto è che molte capriate veneziane in seguito ad interventi di restauro sono proprio state trasformate in questo modo, un esempio tipico è la copertura dell'Arsenale di Venezia dove durante un restauro del 1800 sono stati tagliati tutti i monaci delle capriate che precedentemente erano in contatto ed erano stati realizzati con il giunto tenone-mortasa. Questi sono gli schemi di funzionamento del giunto tenone-mortasa ma sono degli schemi limite e chiaramente il nodo tenone-mortasa ha.anche una rigidezza flessionale, cioè riesce a trasferire anche momento e non è un nodo a cerniera che trasferisce solo taglio o la componente assiale. (sono cose più da falegname che da lato strutturale) 2. Giunto dentato Molto più interessante invece è il giunto dentato, che è il vero giunto che viene usato per comporre le capriate, lo si ha nella configurazione presente nell'immagine, quindi non si ha mai la combinazione di giunto dentato con quello tenone-mortasa, perché oggi giorno sarebbe facilissimo da realizzare con una macchina a controllo numerico ma una volta realizzare questo giunto era molto complesso. Questo è il tipico giunto che si usa per il nodo puntone-catena che si riscontra in una capriata; si riconosce subito che il giunto è monodirezionale, cioè grazie al contatto che si realizza sulle superfici riesce a trasferire solo una compressione. 127 Con riferimento all'aspetto che si diceva prima, anche sesi trova più in alto rispetto all'asse neutro. Per calcolare i giunti dentati si devono considerare diversi fattori, come la resistenza del materiale utilizzato, la geometria del dente, la distribuzione delle forze e le condizioni di carico. È importante valutare anche la presenza di eventuali sollecitazioni aggiuntive, come vibrazioni o urti, che potrebbero influire sulla resistenza del giunto. In generale, per calcolare la resistenza di un giunto dentato si utilizzano formule e metodi di calcolo specifici, che tengono conto di tutti questi fattori. È fondamentale seguire le normative e le linee guida specifiche per garantire la sicurezza e l'efficienza del giunto.

è a metà dell’altezza, quindi si ha una certa eccentricità. Lo sforzo normale N agisce nel baricentro della catena, ma siccome in questa sezione si ha un intaglio il baricentro della sezione è più in basso e allora lo sforzo normale per l’eccentricità e genera una coppia; quindi se ovunque basta fare una verifica a trazione pura per la catena, in questa sezione si ha tensoflessione.

Lungo la superficie che viene indicata nel disegno come “Shear plane” si deve andare a fare una verifica a taglio perché è una superficie di scorrimento. Tutto questo approccio di verifica una volta era riportato solamente in alcune norme mentre oggi giorno la CNR DT 206 del 2018 ha recepito tutte queste verifiche, quindi al suo interno c’è proprio la procedura di verifica di questi giunti, per cui individua non solo le verifiche da fare ma anche quali sono le sezioni importanti di verifica.

Può succedere molto spesso

che la lunghezza u non sia sufficiente per avere un'adeguata resistenza a taglio, è