2. PROPRIETA’ STRUTTURALI DEL LEGNO

Presentazione sul tema: "2. PROPRIETA’ STRUTTURALI DEL LEGNO"— Transcript della presentazione:

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

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 longitudinale delle fibre (occorre misurare la flessione del punto centrale rispetto ai punti di carico)

3 COMPRESSIONE LONGITUDINALE
fc0 COMPRESSIONE TRASVERSALE fc90 TRAZIONE LONGITUDINALE ft0 TRAZIONE TRASVERSALE ft90 TAGLIO LONGITUDINALE fV

4 DIAGRAMMA σ - ε ft > fc
TRAZIONE: ROTTURA FRAGILE PER SFILAMENTO FIBRE COMPRESSIONE: ROTTURA DUTTILE PER INSTABILITA’ FIBRE ft > fc ROTTURA A COMPRESSIONE in una trave inflessa

5 FLESSIONE σ TEORICO σ REALE

6 EQUIVALENZA TRA MODELLO LINEARE ED ELASTOPLASTICO

7 EQUILIBRIO ALLA TRASLAZIONE
polo sul lembo inferiore DA CUI EQUILIBRIO ALLA ROTAZIONE SOSTITUENDO EGUAGLIANDO A SI OTTIENE (DIPENDE DALLA FORMA DELLA SEZIONE)

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 normative utili per individuare le prestazioni meccaniche
classificazione del legno strutturale norma 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 prova EN 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 e a 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 calcolo EN 1995 (Eurocodice 5) CNR DT 206 DIN 1052 ..... in rosso le norme a cui fanno riferimento le tabelle dell'appendice C del DT 206

10 CLASSI DI RESISTENZA CLASSIFICAZIONE SU fm (EN 338)
LEGNAME STRUTTURALE MASSICCIO rm – rK ≈ 0.16 rm ~ S6 ~ S8 ~ S10 ABETE vecchia norma UNI 8194/84

11 rm – rK ≈ 0.16 rm

12 relazioni tra i parametri - legno massiccio (EN 338)

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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 NODI (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 LAMELLARE INCOLLATO h<600 b<600mm

17 VERIFICHE 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 CORRELAZIONI PER PICCOLE DIMENSIONI
(kh = 1 PER h ≥ h’) DA RIDURRE CON gm = 1.3 (1.25 per lamellare)

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 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%)

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21 CLASSI DI DURATA DEL CARICO (CORRELATE AGLI EFFETTI REOLOGICI)
PERMANENTI > 10 ANNI TUTTI I PESI PROPRI DI LUNGA DURATA DA 6 MESI A 10 ANNI SOVRACCARICHI DEPOSITI DI MEDIA DURATA DA 1 SETTIMANA A 6 MESI SOVRACCARICHI DI SERVIZIO DI BREVE DURATA < 1 SETTIMANA NEVE* E VENTO ISTANTANEI AZIONI ECCEZIONALI DURATA ACCUMULATA ALL’ATTO DELLA VERIFICA * EVENTUALMENTE IN MEDIA DURATA

22 COEFFICIENTE DI CORREZIONE DELLE RESISTENZE kmod
PER LEGNO MASSICCIO E LAMELLARE CLASSI DI SERVIZIO 1 e PERMANENTI LUNGA DURATA MEDIA DURATA BREVE DURATA ISTANTANEI SI ASSUME QUELLO DEL CARICO PIU’ BREVE

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24 PER LE VERIFICHE ALLO S.L.U. DI RESISTENZA
CON gm=1.3 (1.25 per lamellare) CNR-DT 206

25 le Norme Tecniche per le Costruzioni (DM 14 gennaio 2008) indicano valori più cautelativi

26 COEFFICIENTE DI VISCOSITA’ kdef
PER CALCOLO DEFORMAZIONI PER LEGNO MASSICCIO LAMELLARE CLASSI DI SERVIZIO PERMANENTI LUNGA DURATA MEDIA DURATA BREVE DURATA 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) LENTAMENTE PER 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 ridotta utilizzato per il calcolo semplificato delle sezioni calcestruzzo possono essere individuati diversi strati con proprietà meccaniche decrescenti verso l'esterno di solito si assume il legno totalmente assente fino ad una certa profondità (ma ha una funzione protettiva) e perfettamente integro nel cuore dell'elemento la velocità di carbonizzazione determina il confine fra i due strati

29 METODO DI CALCOLO SEMPLIFICATO DELLA “SEZIONE EFFICACE”

30 SI DEDUCE UNA SEZIONE EFFICACE TOGLIENDO
LO STRATO def DALLE SUPERFICI ESPOSTE def = dc+K0d (d0 = 7mm) CON dc = β0treq STRATO CARBONIZZATO K0d0(≤ d0) STRATO “CALDO” INEFFICACE K0 = treq/ treq IN MINUTI

31 in realtà gli spigoli sono arrotondati
in alternativa si definisce una velocità di carbonizzazione ideale della sezione a spigoli vivi che ha la stessa resistenza

32 velocità di carbonizzazione monodimensionale
velocità di carbonizzazione ideale (include l'effetto degli spigoli arrotondati) sotto incendio standard

33 SI DEDUCE LA SEZIONE EFFICACE hef = h - def bef = b - 2def
SULLA BASE DELLA RESISTENZA AL FUOCO RICHIESTA ESPRESSA IN MINUTI DAL TEMPO DI ESPOSIZIONE treq (= R) SI DEDUCE LA SEZIONE EFFICACE hef = 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 RESISTENZE fd = kmod,fi f20/gm,fi f20 = kfi fk Ed = kmod,fi E20/gm,fi E20 = kfi Ek CON gm,fi = 1.0 kfi = 1.25 LEGNO MASSICCIO gm,fi = 1.0 kfi = 1.15 LAMELLARE INCOLLATO combinazione frequente o quasi permanente

34 RESISTENZA AL FUOCO DELLE UNIONI
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 CONTROVENTI la combinazione quasi permanente pone il vento = 0 !!

35 le fasi di un incendio incolumità degli occupanti resistenza
strutturale ignizione fase di crescita modello a due zone completo sviluppo modello a una zona

36 in un approccio prestazionale, gli elementi strutturali delle grandi strutture possono trarre vantaggio dal fatto che non vi sono le condizioni per il flashover e quindi l'incendio a cui sono esposti gli elementi strutturali è meno severo 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