informazioni dettagliate per la misurazione degli elementi

 INFORMAZIONI DETTAGLIATE PER LA MISURAZIONE DEGLI ELEMENTI COSTRUTTIVI KLH Per la misurazione degli elementi in legno compensato sono stati sviluppati diversi modelli di calcolo. La cosiddetta procedura per analogia di taglio vale come metodo accurato per il calcolo del legno compensato e si basa ad esempio sulla norma DIN 1052. Il limite di questa procedura è legato all’applicazione relativamente dispendiosa. A livello pratico viene pertanto impiegata principalmente il metodo y. Si tratta di una procedura approssimativa, messa a punto per travi collegate in modo flessibile, ma che è utilizzabile anche per il legno compensato. Invece dell’elasticità dei mezzi di giunzione viene presa in considerazione la deformazione di taglio degli strati trasversali. Questa procedura è sufficientemente precisa e si basa sulla norma DIN 1052 e sull’Eurocodice 5. Per la misurazione vengono rilevati i momenti di inerzia netti con un coefficiente di riduzione; con i momenti di inerzia effettivi che si ottengono (e le superfici a sezione trasversale nette) possono essere calcolati gli sforzi di taglio e le deformazioni per le travi flessibili con collegamento rigido. A seconda del caso può essere applicato il metodo approssimativo. Il momento di inerzia effettivo è calcolato per un carico prevalentemente uniforme. In casi speciali, come per esempio in presenza di carichi concentrati elevati o di aperture molto ridotte, è necessaria una procedura di calcolo più precisa. In molti casi si include nei calcoli anche l’azione trasversale dei pannelli in legno massello KLH. Per il calcolo della resistenza alla flessione del pannello trasversalmente alla direzione di taglio dello strato esterno vengono considerati gli strati interni (senza strati esterni), nei pannelli a 3 strati lo strato intermedio può essere calcolato come sezione del legno massello. Il calcolo su due assi dei pannelli in legno massello KLH può essere eseguito, ad esempio, con l’ausilio di tralicci di travi o di programmi FE. Occorre fare attenzione in questi casi alle grandi differenze di rigidità che si riscontrano tra la direzione longitudinale e trasversale a seconda del tipo di pannello e della sua struttura. In casi particolari, le strutture dei pannelli possono essere adeguate anche ai requisiti statici ‐ strutture speciali sarebbero, per esempio, esecuzioni a doppio strato per aumentare la portata o anche strutture con un’elevata resistenza al fuoco. In ogni caso è fondamentale conservare una struttura simmetrica dei pannelli. 1 | Pagina
Procedura di calcolo reale Per un calcolo esatto dei sistemi portanti deve essere preso in considerazione il collegamento flessibile tra gli strati longitudinali (deformazione di taglio). Il modulo di elasticità tangenziale degli strati trasversali può essere indicato con 5kN/cm2 . La procedura di calcolo precisa è illustrata nella norma EN 1995‐1‐1, paragrafo 9.1.3, allegato B. Procedura approssimativa impiegata a livello pratico per il calcolo degli sforzi di taglio e delle deformazioni In modo approssimativo si possono determinare gli sforzi di taglio anche con le resistenze alla flessione (momento d’inerzia effettivo e superficie netta). Si veda la norma austriaca B 4100/2 cap. 4.1.7 come pure “Costruire con il legno“, edizione 5/2001 Blaß/Görlacher e l’Eurocodice 5. Gli sforzi di taglio calcolati con i momenti di inerzia effettivi o le sollecitazioni di taglio e in lunghezza riscontrate rappresentano solo delle approssimazioni con variazioni di circa il 10% rispetto ai valori esatti, soprattutto nel caso di sistemi non determinati staticamente. Dato che le sollecitazioni che subentrano nel caso di travi flessibili, carichi e campi d’impiego abituali sono molto inferiori rispetto alle sollecitazioni consentite, di norma non è necessario un calcolo preciso. Per le deformazioni il calcolo può essere effettuato con i momenti d’inerzia effettivi. Questo valore dipende comunque dalla rispettiva apertura ‐ lunghezze di travi brevi significano momenti d’inerzia effettivi ridotti, in questo modo si può andare sul sicuro con i calcoli. Ovviamente, in caso di sistemi non determinati staticamente, i risultati di questi calcoli non sono esatti. A seconda del singolo caso si può applicare o meno il metodo approssimativo, ma ciò deve essere concordato con le autorità competenti e con gli ingegneri coinvolti. I momenti d’inerzia effettivi sono calcolati per i carichi prevalentemente uniformi ‐ per carichi concentrati elevati e lunghezze di travi molto corte è necessaria una metodica di calcolo più precisa (calcoli esatti della deformazione di taglio ‐ strati trasversali con G = 5kN/cm²). Per il calcolo degli sforzi di taglio su programmi informatici tradizionali, può essere impiegata ad esempio una asse di larghezza 100 cm * I eff/I e un’altezza di sezione trasversale corrispondente allo spessore nominale del pannello. Come materiale è opportuno usare una qualità BS 11 o BS 14. I carichi sono da supporre sempre per un’asse di 100 cm. Un’asse per un solaio di spessore 146 mm avrebbe ‐per un’apertura di 4 m‐ una larghezza di 77,8 cm e un’altezza di 14,6 cm. Così facendo è già inclusa la deformazione di taglio. Portata dei pannelli trasversalmente alla direzione di taglio degli strati esterni Il calcolo della resistenza alla flessione dei pannelli trasversalmente alla direzione di taglio dello strato esterno può essere eseguito mediante il calcolo dei valori di sezione senza considerare lo strato esterno. In molti casi la struttura in direzione trasversale corrisponde alla struttura di un pannello a 3 strati e può quindi essere ricavata dalla tabella. Nei pannelli a 3 strati lo strato esterno centrale può essere calcolato come sezione del legno massello. 2 | Pagina
Architravi di finestre e porte Per il dimensionamento delle architravi di porte e finestre le travi in legno massello possono essere calcolate con le dimensioni delle lamelle in direzione dell’architrave (con pannelli DQ, ad esempio, gli strati longitudinali delle pareti). Di norma, la trave si considera incastrata su ambo i lati. Se la lesena finale è più stretta dell’altezza della trave, deve essere preso un appoggio articolato. Lastre a parete Per il calcolo preciso delle pareti come lastra a parete può essere considerato un sistema a telaio con travi longitudinali e trasversali. Per le travi longitudinali si possono usare, per esempio, sezioni di legno massello con strati longitudinali (per es. 3,4 x h in cm per un KLH 3s di 94 mm), mentre per le travi trasversali sezioni in legno massello con strati trasversali (per es. 6,0 x h in cm per un KLH 3s di 94 mm). L’altezza delle singole sezioni delle travi è da stabilirsi caso per caso. In questo modo possono calcolarsi le lastre a parete anche prendendo in considerazione le aperture per finestre e porte. Per l’ancoraggio delle forze orizzontali risulta quasi sempre un braccio della leva molto grande e, di norma, non subentrano forze di trazione tra la parete KLH e il giunto a pavimento. KLH e protezione antincendio La velocità di perdita al fuoco dei pannelli in legno massello KLH è di 0,76 mm/min. Il valore più alto rispetto al legno massello si basa sulla perdita al fuoco più rapida nell’area dei giunti e del giunto del pannello. Nel valore 0,76 mm/min è considerato e compreso anche il giunto del pannello. Se bruciano comunque solo parti dello strato esterno, si può calcolare una velocità di perdita al fuoco di 0,76 mm/min. Nell’area dei giunti occorre considerare punti di perdita al fuoco più estesi. Si può partire da una larghezza d’asse singola di 12 cm. Se uno strato dovesse bruciare completamente, l’altezza staticamente attiva del pannello si riduce allo strato successivo, che può indebolirsi nella direzione della forza. Di norma, i pannelli a 3 strati mostrano una resistenza al fuoco di 30 min (REI 30). Con i pannelli a 5 strati o di spessore uguale o similare la resistenza al fuoco può raggiungere i 60 min a seconda del carico (REI 60). Nelle pareti interne portanti la perdita al fuoco è da considerare su ambo i lati ‐ in questo caso può essere sensato usare pannelli che presentano uno strato esterno in direzione longitudinale della parete e sono a 5 strati. Gli strati longitudinali a 5 strati non portanti bruciano, mentre gli strati trasversali portanti rimangono più intatti. In questo modo anche per una perdita al fuoco su ambo i lati si può raggiungere una resistenza al fuoco di 60 min, a seconda degli spessori dei pannelli anche di 90 min e oltre. I pannelli per solai a 5 strati normalmente sono REI 60, per le pareti le lesene tra le finestre e le porte sono determinanti nella maggior parte dei casi. Nel singolo caso, la resistenza al fuoco nei pannelli per solai e pareti deve essere comprovata a seconda del carico e della relativa normativa nazionale. A parte le possibilità legislative, è possibile comprovare matematicamente anche valori di resistenza al fuoco più elevati (REI 90, REI 120, ecc. ... a seconda dello spessore del pannello). 3 | Pagina
I valori di sezione (momento d’inerzia) delle sezioni residue possono essere determinati esattamente o approssimativamente con l’altezza attiva staticamente e la larghezza ridotta della sezione di partenza. La determinazione della superficie trasversale (superficie restante) può essere eseguita con precisione. Pannelli a struttura speciale A seconda della quantità d’acquisto, sono disponibili su richiesta strutture di pannelli diverse da quelle descritte in precedenza. Per esempio, possono essere impiegate lamelle superficiali doppie o lamelle centrali doppie per ottenere una maggiore resistenza alla flessione, allo scopo di aumentare la resistenza al taglio (sul giunto del 1° strato trasversale deve essere mantenuta la sollecitazione di taglio consentita per KLH). Utilizzando lamelle longitudinali più sottili e lamelle trasversali più spesse si può conseguire una migliore resistenza trasversale. Sostanzialmente dovrebbero essere impiegate, con riferimento alle dimensioni di produzione (lunghezza 16,5 m ‐ larghezza 2,95 m), solo lamelle di spessore 19 mm, 34 mm e 40 mm in direzione della lunghezza dei pannelli; in direzione della larghezza dei pannelli lamelle di spessore 19 mm, 22 mm, 30 mm, 34 mm e 40 mm. In casi speciali possono essere impiegate anche lamelle trasversali di spessore 27 mm. Le lamelle longitudinali non possono essere sostituite all’interno della struttura di un pannello ‐ in caso di quantità elevate è possibile combinare gli strati trasversali. In ogni caso occorre mantenere la struttura simmetrica del pannello. Per la realizzazione di superfici “A vista industriale“ (ISI) e “A vista residenziale" (WSI) devono essere scelti, preferibilmente, pannelli DQ con strati esterni di 19 mm e 30 mm. Pannelli DL con strati esterni di 19 mm e 34 mm. 4 | Pagina