Facoltà di Architettura – Università degli Studi di GenovaCorso di TECNICA DELLE COSTRUZIONIChiara CALDERINIA.A. 2007-2008
LEZIONE 7
PROGETTO DI STRUTTURE IN LEGNO
Parte I. Modelli e criteri
IL MATERIALEIL MATERIALE
BIBLIOGRAFIA• Giordano, G., Uzielli, L., Ceccotti, A., Tecnica delle costruzioni in legno, Hoepli, Milano, 1993
• Uzielli, L., Bonamini, M., Ceccotti, A., Il manuale del legno strutturale, Mancosu, Roma, 2004
• Piazza, M., Tomasi, R., Modena, R., Strutture in legno: materiale, calcolo e progetto secondo le nuove normative europee, Hoepli, Milano, 2005
NORMATIVE
• CNR-UNI 206/2006, Istruzioni per il progetto, l’esecuzione e il controllo delle strutture in legno.
• EUROCODE 5, Design of timber structures.
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
IL LEGNO E’ UN PRODOTTO NATURALE
CONSEGUENZE:
1. LIMITI DIMENSIONALI
2. VARIABILITA’ DELLE CARATTERISTICHE MECCANICHE
3. ANISOTROPIA
4. DIPENDENZA DELLE CARATTERISTICHE MECCANICHE DA UMIDITA’ E TEMPERATURA
TRA UN ELEMENTO E L’ALTRO (PRESENZA DI DIFETTI)
ALL’INTERNO DEL SINGOLO ELEMENTO (DIFFICOLTA’ DI STANDARDIZZAZIONE)
IN TERMINI DI RIGIDEZZA E DI RESISTENZA
SEZIONE
LUNGHEZZA
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
IL LEGNO E’ UN PRODOTTO NATURALE
CONSEGUENZE:
1. LIMITI DIMENSIONALI
2. VARIABILITA’ DELLE CARATTERISTICHE MECCANICHE
3. ANISOTROPIA
4. DIPENDENZA DELLE CARATTERISTICHE MECCANICHE DA UMIDITA’ E TEMPERATURA
TRA UN ELEMENTO E L’ALTRO (PRESENZA DI DIFETTI)
ALL’INTERNO DEL SINGOLO ELEMENTO (DIFFICOLTA’ DI STANDARDIZZAZIONE)
IN TERMINI DI RIGIDEZZA E DI RESISTENZA
SEZIONE
LUNGHEZZA
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALECARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
1. LIMITI DIMENSIONALI
Legname squadratoTravi Uso Trieste Elementi asciati su quattro facce, leggermente conici (secondo la conicitàdella pianta).
Travi Uso FiumeElementi asciati su quattro facce come gli Uso Fiume, ma a sezione costante e con smussi meno accentuati.
Travi in masselloElementi squadrati su quattro facce senza smussi, a sezione costante. I “bordonali” sono elementi con sezioni di almeno cm. 27x27 e lunghezza di almeno 6.
TIPI DI ELEMENTI PER TRAVATURE:
LUNGHEZZA = da m 3 fino a m 12
SEZIONE = da 10x10 cm fino a cm 40x40 Sezione rettangolare possibile: differenza massima tra larghezza ed altezza = cm 30
Legname rotondoLegname semplicemente scortecciato. I “tondoni da costruzione” hanno lunghezza da m. 5 fino a m..10-12, con diametro da cm. 16 a cm. 40.
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALECARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
1. LIMITI DIMENSIONALI
€ 310,00 € 200,00 € 215,00 € 180,00 € 195,00 da 33x33 fino a
40x40 Da m10 fino a
m12
€ 302,00 € 192,00 € 207,00 € 172,00 € 187,00 da 25x25 fino a
32x32 Da m10 fino a
m12
€ 295,00 € 185,00 € 200,00 € 165,00 € 180,00 da 21x21 fino a
24x24 Da m10 fino a
m12
€ 290,00 € 180,00 € 195,00 € 160,00 € 175,00 da 16x16 fino a
20x20 Da m10 fino a
m12
€ 285,00 € 175,00 € 190,00 € 155,00 € 170,00 da 10x10 fino a
15x15 Da m10 fino a
m12
Travi piallati - Prezzo /MC
Travi NON piallati -
Prezzo /MC
Travi piallati -
Prezzo /MC
Travi NON piallati -
Prezzo /MC
Travi piallati - Prezzo /MC Sezione (cm) Lung (m)
€ 290,00 € 200,00 € 215,00 € 180,00 € 195,00 da 33x33 fino a
40x40 Da m10 fino a
m12
€ 282,00 € 172,00 € 187,00 € 152,00 € 167,00 da 25x25 fino a
32x32 Da m 4 fino a m
9
€ 275,00 € 165,00 € 180,00 € 145,00 € 160,00 da 21x21 fino a
24x24 Da m 4 fino a m
9
€ 270,00 € 160,00 € 175,00 € 140,00 € 155,00 da 16x16 fino a
20x20 Da m 4 fino a m
9
€ 265,00 € 155,00 € 170,00 € 135,00 € 150,00 da 10x10 fino a
15x15 Da m 4 fino a m
9
Travi piallati - Prezzo /MC
Travi NON piallati -
Prezzo /MC
Travi piallati -
Prezzo /MC
Travi NON piallati -
Prezzo /MC
Travi piallati - Prezzo /MC Sezione (cm) Lung (m)
LARICE DOUGLASIA ABETE ROSSO & ABETE BIANCO
TRAVI USO TRIESTE
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALECARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
1. LIMITI DIMENSIONALI
€ 420,00 € 280,00 € 295,00 € 260,00 € 272,00 12
€ 412,00 € 272,00 € 287,00 € 252,00 € 267,00 11
€ 405,00 € 265,00 € 280,00 € 245,00 € 260,00 10
€ 400,00 € 260,00 € 275,00 € 240,00 € 255,00 9
€ 395,00 € 255,00 € 270,00 € 235,00 € 250,00 8
€ 390,00 € 250,00 € 265,00 € 230,00 € 245,00 7
€ 385,00 € 245,00 € 260,00 € 225,00 € 240,00 6
€ 380,00 € 240,00 € 255,00 € 220,00 € 235,00 Da 3 a 5
Travi piallati - Prezzo/MC Travi NON piallati -Prezzo/MC
Travi piallati -Prezzo/MC
Travi NON piallati -Prezzo/MC
Travi piallati -Prezzo/MC
lungh. (m)
Sezione da cm 33x33 fino a cm 40x40 Sezione da cm 33x33 fino a cm 40x40 Sezione da cm 33x33 fino a cm 40x40
€ 380,00 € 240,00 € 255,00 € 220,00 € 232,00 12
€ 372,00 € 232,00 € 247,00 € 212,00 € 227,00 11
€ 365,00 € 225,00 € 240,00 € 205,00 € 220,00 10
€ 360,00 € 220,00 € 235,00 € 200,00 € 215,00 9
€ 355,00 € 215,00 € 230,00 € 195,00 € 210,00 8
€ 350,00 € 210,00 € 225,00 € 190,00 € 205,00 7
€ 345,00 € 205,00 € 220,00 € 185,00 € 200,00 6
€ 340,00 € 200,00 € 215,00 € 180,00 € 195,00 Da 3 a 5
Travi piallati - Prezzo/MC Travi NON piallati -
Prezzo/MC Travi piallati -
Prezzo/MC Travi NON piallati -
Prezzo/MC Travi piallati -
Prezzo/MC lungh.
(m)
Sezione da cm 10x10 fino a cm 24x24 Sezione da cm 10x10 fino a cm 24x24 Sezione da cm 10x10 fino a cm 24x24
LARICE DOUGLASIA ABETE ROSSO & ABETE BIANCO
TRAVI USO FIUME
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALECARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
1. LIMITI DIMENSIONALI
TIPI DI ELEMENTI PER TRAVATURE:
Legname segato
Tavolame: Sottomisure e TavoleSottomisure = larghezza da cm. 8 a cm. 15, Tavole = larghezze da cm. 16 in avanti. La lunghezza normale delle tavole è di m. 4. Spessori del tavolame segato: mm. 25, 30, 40, 50, 60 e 70.
Morali - Mezzi morali – ListelliMorali = cm. 5x5, 6x6, 6x8, 7x7, 8x8, 9x9, 10x10, 12x12.Mezzi morali = cm. 3x6, 3x7, 4x8, 5x10.Listelli: sezioni varie inferiori ai cm. 3x6. Lunghezza da metri 4 a 6.
Travetti e SmezzoleTravetti = cm. 8x10, 8x12, 10x12, 10x14, con lunghezze da m. 2,50. Smezzole = cm. 8x16, 8x18, 8x20, 8x22, 10x20, 10x22, con lunghezze da m. 4.
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALECARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
2. VARIABILITA’ DELLE CARATTERISTICHE MECCANICHE
“DIFETTI” NELLA STRUTTURA DEL LEGNO:
• NODI
• DEVIAZIONI DI FIBRATURA
• PRESENZA DI FESSURAZIONI
NODO
NODO
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALECARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
3. ANISOTROPIA
L’ANISOTROPIA DEL MATERIALE DERIVA DALLA ORGANIZZAZIONE CELLULARE
FIBRE
• IL LEGNO RISULTA PIU’ RESISTENTE E PIU’ RIGIDO PER SOLLECITAZONI ORIENTATE LUNGO LA DIREZIONE DELL’ASSE DELLE FIBRE.
• IL LEGNO E’ MOLTO MENO EFFICIENTE PER SOLLECITAZIONI ORTOGONALI ALLA DIREZIONE DELLE FIBRE (SOPRATTUTTO PER TENSIONI DI TRAZIONE)
DIREZIONE DELLE FIBRE
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALECARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
3. ANISOTROPIA
FIBRE
DIREZIONE DELLE FIBRE
RESISTENZA
RES. A TRAZIONE - ACCIAIO :
350 ÷ 500 MPaRES. A COMPRESSIONE - CLS :
15 ÷ 40 MPa
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALECARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
3. ANISOTROPIA
RESISTENZA
FIBRE
DIREZIONE DELLE FIBRE
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALECARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
3. ANISOTROPIA
RIGIDEZZA
MODULO ELASTICO NELLA DIREZIONE DELLE FIBRE
MODULO ELASTICO IN DIREZIONE RADIALE
MODULO ELASTICO IN DIREZIONE TRASVERSALE
EL : ER : ET ≈ 20:1.6:1
E0 : E90 ≈ 30:1
FIBRE
DIREZIONE DELLE FIBRE
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALECARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
4. DIPENDENZA DELLE CARATTERISTICHE MECCANICHE DA UMIDITA’ E TEMPERATURA
EFFETTO DEL RITIRO
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALECARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
MASSA VOLUMICA DELLE VARIE SPECIE LEGNOSE
CONFRONTO CON CALCESTRUZZO
CLS
PIETRA
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALECARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
MASSA VOLUMICA DELLE VARIE SPECIE LEGNOSE
CONFRONTO CON ACCIAIO
ACCIAIO
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALECARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
EFFICIENZA STATICA DEL LEGNO
CONFRONTO RISPETTO AD ALTRI MATERIALI
130000ALLUMINIO
55000ACCIAIO
1000 ÷ 10000CALCESTRUZZO
175000 ÷185000LEGNO (ABETE)
RESISTENZA / MASSA V.MATERIALI
RESISTENZA E DEFORMABILITA’
CONFRONTO RISPETTO AD ALTRI MATERIALI
130000ALLUMINIO
55000ACCIAIO
1000 ÷ 10000CALCESTRUZZO
175000 ÷185000LEGNO (ABETE)
MOD. ELASTICO / RESISTENZAMATERIALI
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALECARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
MODALITA’ DI ROTTURA
FLESSIONE
TAGLIO
COMPRESSIONE
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALECARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
MODALITA’ DI ROTTURA A COMPRESSIONE
CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALECARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE
COMPORTAMENTO REOLOGICO
NEL TEMPO, IL LEGNO E’ SOGGETTO A RIDUZIONI DELLA RESISTENZA E DELLA DEFORMABILITA’.
IL LEGNO E’ PARTICOLARMENTE SOGGETTO A FENOMENI VISCOSI, OSSIA AD INCREMENTI NOTEVOLI DELLE DEFORMAZIONI NEL TEMPO PER SOLLECITAZIONI COSTANTI.
STABILIZZAZIONE DEL LEGNOSTABILIZZAZIONE DEL LEGNO
TECNICHE PER COMPENSARE LA GRANDE VARIABILITA’ DELLE CARATTERISTICHE DEL LEGNO NATURALE:
LA RICOMPOSIZIONE
IL CONCETTO E’ QUELLO DI SUDDIVIDERE PEZZI DI GRANDI DIMENSIONI IN UNITA’ PIU’ PICCOLE, PER POI DI RIASSEMBLARLI.
IN QUESTO MODO I DIFETTI SI DISTRIBUISCONO ALL’INTERNO DEL SOLIDO RICOSTITUITO E LA VARIABILITA’ DEL LEGNO DIMINUISCE.
LA CLASSIFICAZIONE
IL LEGNAME VIENE ASSEGNATO AD UNA “CLASSE DI RESISTENZA” MEDIANTE PROCEDURE DI CLASSIFICAZIONE, A MACCHINA OPPURE VISUALI. LA CLASSIFICAZIONE SI BASA SU DETERMINATE CORRELAZIONI TRA PARAMETRI MISURATI E RESISTENZE DEL LEGNAME.
CLASSIFICAZIONE A MACCHINA: SULLA BASE DEL MODULO ELASTICO
CLASSIFICAZIONE VISIVA: SULLA BASE DELLA DIMENSIONE E DELLA POSIZIONE DEI NODI
PIOPPO E CONIFERE
RESISTENZE
MODULI ELASTICI
MASSA VOLUMICA
IL LEGNO LAMELLAREIL LEGNO LAMELLARE
MODELLI STORICI PRODUZIONE CONTEMPORANEA
PRINCIPALI VANTAGGI RISPETTO AL LEGNO NATURALE:
• MINORE VARIABILITA’ DELLE CARATTERISTICHE MECCANICHE
• POSSIBILITA’ DI REALIZZARE SEZIONI DI GEOMETRIA E DIMENSIONI NON VINCOLATE
• POSSIBILITA’ DI REALIZZARE ELEMENTI STRUTTURALI DI LUNGHEZZA LIBERA (FINO A 40 M)
• MAGGIORE FACILITA’ NELLA REALIZZAZIONE DEI COLLEGAMENTI
IL LEGNO LAMELLAREIL LEGNO LAMELLARE
RESISTENZE
(a flessione)
MODULI ELASTICIMASSA VOLUMICA
LEGNO NATURALE LEGNO LAMELLARE
IN REALTA’ LE PROPRIETA MECCANICHE NON SONO MOLTO DIVERSE!
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