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Università degli Studi di Università degli Studi di CassinoCassino
Progettazione Sostenibile di Progettazione Sostenibile di Progettazione Sostenibile di Progettazione Sostenibile di StruttureStruttureStruttureStrutture
Collegamenti nelle strutture in legno: tipologie e l lcalcolo
di i Ernesto Grandea cura di: ing. Ernesto [email protected]
http //www docente unicas it/ernesto grandehttp://www.docente.unicas.it/ernesto_grande
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
Ti l i di iCollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
Tipologie di unioneunioni tradizionaliunioni tradizionaliunioni tradizionali unioni tradizionali
realizzate attraverso la lavorazione delle superfici di contatto (carpentry joint):superfici di contatto (carpentry joint):
unioni meccaniche di tipo moderno unioni meccaniche di tipo moderno R li t tt l’ tili di iti l tiRealizzate attraverso l’utilizzo di appositi elementi metallici
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
unioni tradizionaliunioni tradizionali
APPLICAZIONIAPPLICAZIONI
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
unioni tradizionaliunioni tradizionali
giuntogiunto aa dardodardo didi GioveGiove conconconnettoriconnettori metallicimetallicimm
giuntogiunto concon dentedente rettoretto
i ti t dd didi didigiuntogiunto aa codacoda didi rondinerondine
l ll it i i i t tt di tt t le sollecitazioni si trasmettono direttamente per sforzi di compressione
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
unioni tradizionaliunioni tradizionali
Spesso accoppiati conSpesso accoppiati conelementi di serraggio
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
unioni tradizionaliunioni tradizionaliImportanza della geometria dell’unioneImportanza della geometria dell’unione
Dente realizzato inclinato di α/2 rispetto la verticale:minimizzazione dell’angolo tra la direzione della forza e la
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
gdirezione delle fibre della catena e del puntone
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
unioni tradizionaliunioni tradizionaliImportanza della geometria dell’unioneImportanza della geometria dell’unione
Presenza di un gioco per evitare l’innesco di statitensionali ortogonali alla direzione delle fibre (fessurazioni
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
g (per fenditure)
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CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
unioni tradizionaliunioni tradizionaliImportanza della verifica (stati tensionali)Importanza della verifica (stati tensionali)
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
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CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
unioni tradizionaliunioni tradizionaliImportanza della verifica (stati tensionali)Importanza della verifica (stati tensionali)
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
Eventuale presenza di eccentricità da tenere in conto
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CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
unioni meccaniche di tipo moderno unioni meccaniche di tipo moderno nelle quali la trasmissione degli sforzi avviene non q gin maniera diretta, ma attraverso l’inserimento di elementi metallici oppure strati di adesivoelementi metallici oppure strati di adesivo (mechanical joint)
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
unioni meccaniche di tipo modernounioni meccaniche di tipo modernoconnettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico (chiodi, bulloni, spinotti viti e cambre)spinotti, viti e cambre)connettori metallici di superficie connettori metallici di superficie (caviglie, anelli, piastre dentate)piastre dentate)
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegnoconnettori a gambo cilindricoconnettori a gambo cilindrico : CHIODICHIODIconnettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico : CHIODICHIODI
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindricoconnettori a gambo cilindrico : CHIODICHIODICollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico : CHIODICHIODI
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
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connettori a gambo cilindricoconnettori a gambo cilindrico : CHIODICHIODICollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico : CHIODICHIODI
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindricoconnettori a gambo cilindrico : VITIVITICollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico : VITIVITI
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
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connettori a gambo cilindricoconnettori a gambo cilindrico : VITIVITICollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico : VITIVITI
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindricoconnettori a gambo cilindrico : VITIVITICollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico : VITIVITI
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
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connettori a gambo cilindricoconnettori a gambo cilindrico : VITIVITICollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico : VITIVITI
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
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connettori a gambo cilindricoconnettori a gambo cilindrico : PERNI SPINOTTIPERNI SPINOTTICollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico : PERNI, SPINOTTIPERNI, SPINOTTI
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindricoconnettori a gambo cilindrico : PERNI SPINOTTIPERNI SPINOTTICollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico : PERNI, SPINOTTIPERNI, SPINOTTI
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
esempiesempiCollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
esempiesempi
trasmissione di forze assiali
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
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esempiesempiCollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
esempiesempi
trasmissione di forze assiali
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
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esempiesempiCollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
esempiesempi
trasmissione di for e di flessione
trasmissione di
trasmissione di forze di flessione
(da(da PiazzaPiazza andand TomasiTomasi))
forze di taglio
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CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico attenzione alla progettazione
Meccanismi di collasso fragileMeccanismi di collasso fragile: verifiche locali – distanze dai bordi – limitazioni interasse
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CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico attenzione alla progettazioneattenzione alla progettazione
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CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico osservazioni sperimentaliosservazioni sperimentali
Meccanismi osservati: rifollamento del legno (soprattuttonelle vicinanze dei piani di taglio; cerniere plastiche neinelle vicinanze dei piani di taglio; cerniere plastiche neiconnettori
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CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico osservazioni sperimentaliosservazioni sperimentali
Comportamento duttile quando governa laplasticizzazione dei connettori comportamento fragileplasticizzazione dei connettori – comportamento fragilequando governa il rifollamento del legno
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico calcolo carico di collassocalcolo carico di collasso
Si utilizza la Teoriaplastica sviluppata daplastica sviluppata daJohansen (1949) notaanche come “Europeananche come EuropeanYield Model”
Comportamento rigido-plastico del legno basato sullaresistenza di rifollamento caratteristicaComportamento rigido-plastico dei connettori basatosul momento di plastico caratteristico
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CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico attenzione alla progettazionep g
Meccanismi auspicati:Modo I – schiacciamento legno davanti al connettoreModo II – schiacciamento del legno e formazione di una cerniera plastica nel connettoreModo III schiacciamento del legno e formazione di due cerniereModo III – schiacciamento del legno e formazione di due cerniere plastiche nel connettoreModo IV – schiacciamento del legno e rotazione rigida del connettore
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CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico attenzione alla progettazionep g
Meccanismi resistenti
(da(da GubanaGubana AA..))
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CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico attenzione alla progettazioneattenzione alla progettazione
Formulazioni contenute nelle normeRif ll t d l lRifollamento del legno
Snervamento acciaio
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CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico attenzione alla progettazioneattenzione alla progettazione
unioni legno acciaio
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CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori a gambo cilindrico connettori a gambo cilindrico attenzione alla progettazioneattenzione alla progettazione
unioni legno acciaio
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CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
Tipologie di unioneunioni meccaniche di tipo modernounioni meccaniche di tipo modernoconnettori metallici di superficieconnettori metallici di superficie (caviglie anelliconnettori metallici di superficie connettori metallici di superficie (caviglie, anelli, piastre dentate)
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori metallici di superficieconnettori metallici di superficie
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori metallici di superficieconnettori metallici di superficie
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori metallici di superficieconnettori metallici di superficieMeccanismi resistenti
Resistenza allo scorrimento
Resistenza al rifollamento
ProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegnoProgettazioneProgettazione SostenibileSostenibile didi StruttureStrutture –– strutturestrutture inin legnolegno
CollegamentiCollegamenti nellenelle strutturestrutture inin legnolegno
connettori metallici di superficieconnettori metallici di superficieconnettori metallici di superficieconnettori metallici di superficieCollasso fragile
Verifiche locali – indicazioni di dettaglio