Quando si scelgono dei sistemi di giunzione a scomparsa per legno la prima preoccupazione è l’affidabilità. Saranno abbastanza robusti per reggere il peso e durare nel tempo? Un prodotto professionale deve darti molto di più! Se devi effettuare delle giunzioni tra strutture in legno hai due opzioni. In questo modo i tempi di applicazione si riducono e il risultato sarà sempre impeccabile. Per collegare travi secondarie a travi principali portanti o altre giunzioni strutturali, anche su piani inclinati, la soluzione migliore sono giunti o staffe a scomparsa.
Le giunzioni a scomparsa sono quelle che meglio garantiscono resistenza statica, affidabilità in condizioni di incendio ed elevata qualità estetica dell'intervento. Le connessioni metalliche protette, per l'appunto a scomparsa, garantiscono ottima protezione al fuoco, infatti il legno è un materiale combustibile che brucia lentamente ed in condizioni di incendio, dopo la formação di uno strato esterno di carbonizzazione, la sezione resistente è sempre efficace e protegge le giunzioni internamente poste. Sono da preferire le giunzioni a scomparsa rispetto a quelle sterne non protette anche per la riduzione di resistenza in caso di incendio di queste ultime. La diminuzione della sezione lignea dovuta alla carbonizzazione provoca una riduzione della profondità di infissione dei fissaggi, con conseguente pericolo di stabilità.
Resistenza al fuoco: giunzioni protette vs non protette
Il comportamento al fuoco delle connessioni è un fattore cruciale nella progettazione strutturale. Di seguito vengono schematizzati i tempi di resistenza stimati per le due tipologie di giunzione:
- Giunzioni protette (a scomparsa): R45 (45 minuti di resistenza)
- Giunzioni non protette (esterne): R15 (15 minuti di resistenza)
I collegamenti principali analizzati in questa sezione riguardano collegamenti tra travi principali e travi secondarie. Il sistema di connessione non è un nodo puntuale, ma è costituito da diversi elementi interagenti fra di loro. L'azione tagliante Fv genera dei momenti parassiti i quali diventano momento torsionale sulla trave principale, sollecitazione di trazione sui fissaggi metallici e compressione laterale sulla stessa trave. Le sollecitazioni che potrebbero gravare su una giunzione, nelle varie direzioni, sono definibili come:
- Fv: taglio verso il basso
- Fup: taglio verso l'alto
- Flat: taglio laterale
- Fax: trazione assiale
Tipologie di giunzioni a scomparsa
1. Giunzioni in alluminio ad innesto (Piastre ALU)
Uno dei sistemi di giunzione a scomparsa per legno più utilizzati sono le giunzioni in alluminio ad innesto. I due elementi che le compongono si uniscono tra loro mediante un giunto a coda di rondine. I connettori legno/legno Sherpa sono infatti quasi totalmente prefabbricabili. Disponibili in svariate dimensioni, consentono di creare soluzioni su misura, applicabili ai più svariati settori. Il risultato sarà sempre impeccabile, a livello visivo e funzionale. Questi connettori permettono di mantenere distanze dai bordi identiche tra loro e ottimizzare la resistenza, grazie ai fori delle viti non allineati. Sono inoltre progettati per trasferire il carico sia nella direzione di inserimento, sia in quella perpendicolare.
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Esistono tre diverse tipologie di piastre a scomparsa ALU della Rothoblaas:
- ALUMINI (senza fori)
- ALUMIDI (con fori)
- ALUMAXI (con fori)
La scelta di una delle tre tipologie di piastre dipende essenzialmente da due parametri: la geometria (ovvero il valore della sezione della trave secondaria) e la resistenza (il valore della resistenza caratteristica a taglio verticale della piastra in funzione della sollecitazione tagliante F).
La staffe possono essere con fori o senza fori. A loro volte, le piastre con fori, possono presentarne di diverse dimensioni. I fori di diametro ridotto servono per il fissaggio su legno, tramite viti o chiodi. Per il calcolo della piastra ALU MINI si possono adoperare due diverse strade: il calcolo manuale o l'uso del programma MY PROJECT messo a disposizione dalla Rothoblaas. La seconda strada risulta la più veloce, in quanto il programma esegue in automatico le verifiche dimensionali delle sezioni di legno, le distanze tra gli spinotti e il bordo della trave.
Concealed Bracket with and without Holes - ALU Series - Rothoblaas
2. Connessioni con viti incrociate
Tra i sistemi di giunzione a scomparsa si distingue quello costituito da viti VGS e VGZ (Rothoblaas). Le configurazioni possibili in tale sistema di connessione, tra trave principale e trave secondaria, sono tre:
- Connettori incrociati.
- Connettori paralleli allineati in orizzontale.
- Connettori paralleli allineati in verticale.
Un innovativo sistema di giunzione, ideale per collegamenti inclinati di travi in legno. La guida permette di creare facilmente pendenze da 0° a 55° e angoli da 15° a 165°. Per i connettori incrociati, il programma MyProject permette il calcolo delle connessioni tra travi impostando specifiche quali: l'azione di taglio, le dimensioni delle travi (principale e secondaria), la categoria del legno, l'inclinazione verticale e orizzontale, il numero di connettori e la lunghezza minima/massima del connettore tutto filetto a testa svasata (VGS) usato.
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3. Sistema a spinotto auto forante (WS SFS Intec)
Il sistema WS è un sistema di fissaggio a spinotti auto foranti per strutture a più sezioni in acciaio-legno. Gli spinotti auto foranti WS perforano il legno e le lamiere in acciaio con una singola operazione, che riduce drasticamente i tempi di lavoro ed evita la perforatura preliminare. È possibile forare fino a tre strati di lamiera dello spessore di 5 mm. Il sistema WS è idoneo per lamiere in acciaio (perforabilità max 3 x 5 mm) di qualità S235. L'impiego su acciai di resistenza superiore, senza i dovuti accorgimenti supplementari, potrebbe dare luogo a difetti di perforazione.
Per garantire la sicurezza ottimale del sistema, si raccomanda l'utilizzo delle apparecchiature di posa WS della SFS intec. In caso di posa manuale, è indispensabile prestare la massima attenzione al corretto inserimento ad angolo retto degli spinotti WS. I valori di dimensionamento della resistenza di carico Rd in KN per spinotto possono essere rilevati ai sensi della norma DIN 1052:2004-08, paragrafo 12.
È da tenere presente che in presenza di uno spessore esterno del legno t1, per via della punta perforante del sistema di fissaggio WS e della parte del legno rimanente estranea alla perforazione, è necessario mantenersi ad una distanza di 21 mm. La distribuzione delle forze nelle lamiere dovrà essere sottoposta a collaudo. Con lamiere di spessore 3 mm < tb < 5 mm si dovrà verificare anche la resistenza della svasatura del foro.
Esempio applicativo: giunzione longitudinale per un nuovo taglio
Il seguente esempio applicativo mostra come poter unire longitudinalmente le travi in un nuovo taglio. Per farlo si utilizzano seghe circolari portatili, un trapano avvitatore a batteria e una levigatrice orbitale. Le travi si possono unire longitudinalmente utilizzando il giusto utensile.
Nel caso di una sostituzione parziale in un vecchio edificio, l'esatta procedura per realizzare la giunzione longitudinale di travi in legno dipende fortemente dalle condizioni locali, dallo spazio disponibile e dalle sezioni del legno. L'esempio che segue illustra la situazione nel caso di un nuovo taglio di una trave (ad esempio con sezione da 30 cm), spiegando i passaggi necessari dal taglio all'esecuzione dei denti fino al montaggio di perni filettati.
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Fasi di lavorazione
- Tracciatura: Prima di poter unire longitudinalmente le travi, è necessario anzitutto tracciarle. Il disegno della faccia inclinata con gancio deriva dallo spessore del legno. Per la lunghezza della sovrapposizione longitudinale si sceglie solitamente uno spessore del legno triplo (3xh).
- Taglio principale: Ora è possibile effettuare il taglio con la sega circolare.
- Realizzazione della dentatura: Per realizzare la dentatura vengono anzitutto eseguiti intagli sulle linee di limitazione. Questo lo si può realizzare molto facilmente con la sega circolare abbinata al binario per tagli diagonali.
- Fresatura e rifinitura: La zona centrale della dentatura può essere rapidamente appiattita con il disco di regolazione scanalatura. A tale scopo è necessario smontare la lama e montare il disco di regolazione scanalatura seguendo le istruzioni d'uso. Adesso, dopo aver impostato la profondità di fresatura, abbinando il binario per tagli diagonali si può fresare la dentatura.
Nei punti di giuntura si dovranno verificare le tensioni per trazione in sezione trasversale netta. Questa prova dovrà essere condotta separatamente sulla parte centrale del legno ove si caricano le forze esercitate dagli spinotti e su entrambe le sezioni laterali del legno. Posizionando più spinotti parallelamente all'orientamento delle fibre, i valori di dimensionamento per spinotto Rd devono essere moltiplicati con il numero efficace "nef" (calcolato per una distanza tra gli spinotti in direzione delle fibre di 35 mm), a meno che l'apertura della fibra non venga impedita mediante l'applicazione di dispositivi di rinforzo perpendicolari.