1

2. PROPRIETA’ STRUTTURALI DEL LEGNO

2.1 COMPORTAMENTO DEL LEGNO NETTO (PICCOLI PROVINI SENZA DIFETTI)

PROPRIETA’ “INTRINSECHE” CORRELATE A PROVE

FLESSIONE LONGITUDINALE ~50x50x350 mm

6bh

Mf

2m

2

l

2

PM

3

l

2

PM

2

MODULO ELASTICO LONGITUDINALE

il tratto centrale di lunghezza a è sollecitato a momento uniforme (e taglio nullo)è quindi una porzione ideale della trave per determinare la rigidezza longitudinaledelle fibre (occorre misurare la flessione del punto centrale rispetto ai punti di carico)

Jv

MaE

8

2

EJ

Mav

8

2

12

3bhJ

3

COMPRESSIONE LONGITUDINALE fc0

TRAZIONE TRASVERSALE

ft90

TAGLIO LONGITUDINALE

fV

COMPRESSIONE TRASVERSALE

fc90

TRAZIONE LONGITUDINALE

ft0

4

DIAGRAMMA DIAGRAMMA σσ - - εε

TRAZIONE: ROTTURA FRAGILE PER SFILAMENTO FIBRE

COMPRESSIONE: ROTTURA DUTTILE PER INSTABILITA’ FIBRE

ft > fc

ROTTURA A COMPRESSIONE

in una trave inflessa

5

FLESSIONEFLESSIONE

σ TEORICO σ REALE

6

EQUIVALENZA TRA MODELLO LINEARE ED ELASTOPLASTICO

tc ffMM ,mf

bhM

6

2

7

tcccm fffff 43

62mfbh

ctCc ffffbhM 436

1 2

ctc ffbafbhM 22

6

1

2

1 ctc ffhfa 2

EQUILIBRIO ALLA TRASLAZIONE

DA CUI

EQUILIBRIO ALLA ROTAZIONE

SOSTITUENDO

EGUAGLIANDO A SI OTTIENE

(DIPENDE DALLA FORMA DELLA SEZIONE)tmc fff

02

1 tcc ffbabhf

polo sullembo inferiore

8

2.2 COMPORTAMENTO DEL LEGNO STRUTTURALE

RESISTENZA MINORE A CAUSA DEI DIFETTI

PROVA A FLESSIONE SU DIMENSIONI D’USO

NODI

NON PASSANO TRAZIONI, PASSANO COMPRESSIONI

EFFETTI DIMENSIONALI NODI

FORTI IN PICCOLE SEZIONI

PICCOLI IN GRANDI SEZIONI

ma scartare i difetti è più semplice negli elementi piccoli...

9

classificazione del legno strutturalenorma di prodotto per il legno massiccio strutturale a sez.rettangolare (EN 14081)norme per la classific. a vista o a macchina (EN 518, EN 519 sostituite da EN 14081)profili di valori caratteristici EN 338 (classi di resistenza per il legno massiccio)

EN 1194 (classi di resistenza per il legno lamellare)

metodi di provaEN 408 (metodi di prova)EN 384 (determinazione di valori caratteristici);

norme nazionali per la determinazione dei profili caratteristici per il legname di origine italiana EN 11035-1 e 11035-2a livello europea esiste la norma EN 1912(“raccordo” tra le norme nazionali ed i profili di resistenza in conformità alla EN 338 e EN 1194)

regole di calcoloEN 1995 (Eurocodice 5)CNR DT 206DIN 1052.....

in rosso le norme a cui fanno riferimentole tabelle dell'appendice C del DT 206

normative utili per individuare le prestazioni meccaniche

10

CLASSI DI RESISTENZACLASSI DI RESISTENZA

CLASSIFICAZIONE SU fm (EN 338)LEGNAME STRUTTURALE MASSICCIO

m – K ≈ 0.16 m ~ S6 ~ S8 ~ S10 ABETE

vecchia norma UNI 8194/84

11m – K ≈ 0.16 m

12

relazioni tra i parametri - legno massiccio (EN 338)

13

14

CLASSIFICAZIONE SU fm (pr EN 1194/93)GLULAM – LEGNO LAMELLARE INCOLLATO

PROVA INTESTATURA A DITA

ςm – ςK ≈ 0.08 ςm

15

relazioni tra i parametri - legno lamellare (EN 1194)

16

INFLUENZA NODIINFLUENZA NODI (E FESSURE)(E FESSURE)

LA CLASSIFICAZIONE DI QUALITA’ A VISTA TOGLIE PICCOLI PEZZI CON NODI

LASCIA GRANDI PEZZI CON NODI

(I PICCOLI PEZZI RESTANO MENO DIFETTOSI)

CLASSI DI RESISTENZE DEFINITE PER GRANDI PEZZI

CON INFLUENZA “NORMALE” DEI NODI

PER TRAZIONE IN PICCOLI PEZZI RESISTENZA MAGGIORATA

LEGNO MASSICCIO h<150 b<150mm

15.1h

600k

2.0

h

3.1h

150k

2.0

h

LAMELLARE INCOLLATO h<600 b<600mm

17

VERIFICHE S.L.U. DI RESISTENZAVERIFICHE S.L.U. DI RESISTENZA

CLASSIFICAZIONE DEL LEGNO STRUTTURALE

• DA TABELLE EN 338 (EN 11035) o EN 1194

RESISTENZE fK* LETTE SUL PESO DELLA SPECIE USATA(P.E. C24 O GL28)

• DA PROVE A FLESSIONE E VALUTAZIONI STATISTICHE

CORRELAZIONI fk* LETTE SU fmk* DALLE STESSE TABELLE (PROVINI CON h=h’ e h’=150÷600 mm)

18

*vkhvk fkf

*k0chk0c fkf

*k90thk90t fkf

*k0thk0t fkf

*mkhmk fkf

*k90chk90c fkf

CORRELAZIONI PER PICCOLE DIMENSIONI

DA RIDURRE CON m = 1.3 (1.25 per lamellare)

(kh = 1 PER h ≥ h’)

19

2.3 FATTORI IGROMETRICI E REOLOGICI

LE CARATTERISTICHE DEL LEGNO DIPENDONO DA:

- UMIDITA’ DELLA STRUTTURA

- DURATA DEL CARICO

EFFETTI VALUTATI FORFETTARIAMENTE SU “CLASSI”

CLASSI DI SERVIZIO DELL’AMBIENTE

1. POCO UMIDO HR ARIA ≤ 65%

(LEGNO ≤ 12%)

2. MEDIAMENTE UMIDO HR ARIA ≤ 65÷85%

(LEGNO ≤ 12÷20%)

3. MOLTO UMIDO HR ARIA > 85%

(LEGNO > 20%)

20

21

CLASSI DI DURATA DEL CARICO(CORRELATE AGLI EFFETTI REOLOGICI)

• PERMANENTI > 10 ANNITUTTI I PESI PROPRI

• DI LUNGA DURATA DA 6 MESI A 10 ANNISOVRACCARICHI DEPOSITI

• DI MEDIA DURATA DA 1 SETTIMANA A 6 MESISOVRACCARICHI DI SERVIZIO

• DI BREVE DURATA < 1 SETTIMANANEVE* E VENTO

• ISTANTANEIAZIONI ECCEZIONALI

DURATA ACCUMULATA ALL’ATTO DELLA VERIFICA

* EVENTUALMENTE IN MEDIA DURATA

22

COEFFICIENTE DI CORREZIONE DELLE COEFFICIENTE DI CORREZIONE DELLE RESISTENZERESISTENZE

kmod

PER LEGNO MASSICCIO E LAMELLARE

CLASSI DI SERVIZIO 1 e 2 3

PERMANENTI 0.6 0.50LUNGA DURATA 0.7 0.55MEDIA DURATA 0.8 0.65BREVE DURATA 0.9 0.70ISTANTANEI 1.1 0.90

SI ASSUME QUELLO DEL CARICO PIU’ BREVE

23

24

PER LE VERIFICHE ALLO S.L.U. DI RESISTENZA

CON m=1.3 (1.25 per lamellare)

m

kmodd

fkf

CNR-DT 206

25

le Norme Tecniche per le Costruzioni (DM 14 gennaio 2008)

indicano valori più cautelativi

26

PER CALCOLO DEFORMAZIONI

COEFFICIENTE DI VISCOSITA’COEFFICIENTE DI VISCOSITA’kdef

defe k1uu

PER LEGNO MASSICCIO LAMELLARE

CLASSI DI SERVIZIO

1 2 3

PERMANENTI 0.60 0.80 2.00

LUNGA DURATA 0.50 0.50 1.50

MEDIA DURATA 0.25 0.25 0.75

BREVE DURATA 0.00 0.00 0.30

SI APPLICA LA SOVRAPPOSIZIONE DEGLI EFFETTI

PER LE VERIFICHE ALLO S.L.E. DI INFLESSIONE (con Em)

27

2.4 RESISTENZA AL FUOCO(CAPACITA’ PORTANTE “R”)

IL LEGNO ESPOSTO AL FUOCO SI CARBONIZZA (BRUCIA)

LENTAMENTEPER NON PICCOLI SPESSORI (t ≥ 35 mm)

VELOCITA’ DI CARBONIZZAZIONE

• CONIFERE E PIOPPO

MASSICCIO β0 = 0.8 mm/min

LAMELLARE β0 = 0.7 mm/min

• LATIFOGLIE

MASSICCIO β0 = 0.5 mm/min

LAMELLARE β0 = 0.5 mm/min

28

il calcolo delle strutture in legno (Eurocodice 5 - parte 1-2)

ricalca il metodo della sezione ridottautilizzato per il calcolo semplificato delle sezioni calcestruzzo

possono essere individuati diversi straticon proprietà meccaniche decrescentiverso l'esterno

di solito si assume il legno totalmenteassente fino ad una certa profondità(ma ha una funzione protettiva)

e perfettamente integronel cuore dell'elemento

la velocità di carbonizzazionedetermina il confine fra i due strati

29

METODO DI CALCOLO SEMPLIFICATODELLA “SEZIONE EFFICACE”

30

SI DEDUCE UNA SEZIONE EFFICACE TOGLIENDO LO STRATO def DALLE SUPERFICI ESPOSTE

def = dc+K0d0 (d0 = 7mm)

CON dc = β0treq STRATO CARBONIZZATO

K0d0(≤ d0) STRATO “CALDO” INEFFICACE

K0 = treq/20 treq IN MINUTI

31

in realtà gli spigoli sono arrotondati

in alternativa si definisce una velocità di carbonizzazione idealedella sezione a spigoli vivi che ha la stessa resistenza

32

velocità di carbonizzazione monodimensionale

sotto incendio standard

velocità di carbonizzazione ideale (include l'effetto degli spigoli arrotondati)

33

SULLA BASE DELLA RESISTENZA AL FUOCO RICHIESTA ESPRESSA IN MINUTI DAL TEMPO DI ESPOSIZIONE

treq (= R)

SI DEDUCE LA SEZIONE EFFICACEhef = h - def bef = b - 2def

SULLA QUALE SI FANNO LE COMUNI VERIFICHE “A FREDDO”CON LA COMBINAZIONE ECCEZIONALE DELLE AZIONI

Fa = GK + Ψ11QK1 + ∑iΨ2iQKi

E CON LE RESISTENZEfd = kmod,fi f20/m,fi f20 = kfi fk

Ed = kmod,fi E20/m,fi E20 = kfi Ek

CON

m,fi = 1.0 kfi = 1.25 LEGNO MASSICCIO

m,fi = 1.0 kfi = 1.15 LAMELLARE INCOLLATO

combinazione frequente oquasi permanente

34

CON STRATI DI PROTEZIONE:SI TOGLIE DA treq IL TEMPO DI RESISTENZA tpr DELLA PROTEZIONE

RESISTENZA AL FUOCO DELLE UNIONI

• PER CHIODI, VITI, BULLONI, SPINOTTI SI TRASCURANO QUELLI COMPRESI IN deff

• PER PIASTRE METALLICHE ESTERNE t ≥ 6mm E RAPPORTO AZIONE RESISTENZA ≤ 0.45

• O APPROPRIATE PROTEZIONI

ATTENZIONE AI CONTROVENTI METALLICI !!!

• VEDI EC3 “STRUTTURE METALLICHE”• O VERIFICHE SENZA CONTROVENTIla combinazione quasi permanente pone il vento = 0 !!

35

fase di crescita

modello a due zone

completo sviluppo

modello a una zona

ignizione

incolumità

degli occupanti

resistenza

strutturale

le fasi di un incendio

36

in un approccio prestazionale, gli elementi strutturali delle grandi strutture possono trarre vantaggio dal fatto che non vi sono le condizioni per ilflashover e quindi l'incendio a cui sono esposti gli elementi strutturali è menosevero dell'incendio standard a cui si riferiscono le velocità di carbonizzazione

es. copertura in acciaio - campo da calcio coperto a Rauma, Finlandia

simulazione FDS - Tmax = 80°C sulla copertura