La progettazione delle strutture in legno richiede una profonda comprensione dei meccanismi di connessione e del comportamento dei materiali. Una corretta esecuzione dei nodi è fondamentale non solo per la stabilità, ma anche per prevenire fenomeni di degrado e instabilità strutturale.
Requisiti normativi e controllo dei materiali
La progettazione delle strutture in legno deve avvenire nel pieno rispetto delle normative vigenti. Tra i riferimenti principali troviamo le NTC e la Circolare esplicativa, oltre alle norme UNI EN 1995-1-1_2009, UNI EN 1995-1-2_2005, UNI EN 1995-2_2005 e la UNI EN 1998-1_2005 dedicata alla resistenza sismica.
Per evitare problemi di deformazione, bisogna controllare che il contenuto di umidità del legno sia compreso tra l’8% e il 10%. Una corretta gestione igrometrica è la base per la durabilità di ogni elemento ligneo.
Stabilità e comportamento flesso-torsionale
La portanza degli elementi strutturali in legno lamellare incollato con h/b > 3 è condizionata da problemi di instabilità flesso-torsionale, ovvero il pericolo di sbandamento laterale a partire dalle sezioni centrali della trave, insieme ad una rotazione intorno all’asse longitudinale, anche se il carico è verticale.
L’instabilità flesso-torsionale può essere limitata munendo le travi di ritegni torsionali. Gli elementi secondari, se collegati ad un adeguato sistema di controvento di falda, contribuiscono significativamente alla stabilità globale dell'opera.
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Soluzioni costruttive per i collegamenti
Esistono diverse tipologie di collegamento trave in legno/elemento in c.a. che si possono mettere in opera. A titolo esemplificativo, la trave in legno può essere appoggiata e fissata con perni, piastre o angolari, oppure può essere ancorata lateralmente al cordolo tramite una piastra o scarpa in acciaio.
Per ottimizzare il comportamento statico, è possibile adottare una soluzione di tipo costruttivo con “cappello non collaborante” che consente di ridurre le tensioni di trazione ortogonale rispetto alla configurazione con apice e contemporaneamente ridurre il volume d’apice, dato che nel comportamento dei materiali fragili la probabilità di collasso aumenta con il volume del materiale. Tale elemento viene fissato alla trave tramite connettori puntuali di tipo meccanico.
Tabella: Riepilogo delle verifiche principali per le connessioni
| Parametro | Obiettivo |
|---|---|
| Umidità del legno | 8% - 10% (per evitare deformazioni) |
| Rapporto h/b > 3 | Controllo instabilità flesso-torsionale |
| Connettori meccanici | Trasmissione dei carichi di taglio e trazione |
Strumenti software per il calcolo dei nodi
Il calcolo delle connessioni di strutture in legno beneficia oggi del supporto di software dedicati. Il modulo esegue il calcolo e la verifica di collegamenti in legno soggetti a sollecitazioni di taglio ed estrazione, realizzati con viti specifiche per connessioni legno-legno, legno-acciaio e legno-pannello.
Il software permette di ruotare tra di loro gli elementi strutturali e sagomare la trave in modo personalizzato. Il nodo è personalizzabile in base alle esigenze specifiche del progetto, potendo variare geometrie, azioni di sollecitazione, materiali e non ultimo l’inclinazione della trave secondaria nel piano verticale ed orizzontale.
ArCADia BIM - Coperture e travi in legno
Grazie a soluzioni come il software Würth, progettisti e ingegneri possono realizzare il calcolo delle travi in legno con un sistema free che comprende ben 11 moduli e 4 diverse tipologie di installazione. Per utilizzare il software per le strutture in legno free è sufficiente registrarsi alla piattaforma online dedicata alla quale è possibile accedere in qualsiasi momento.
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