Le giunzioni travi legno, in particolare quelle che prevedono tagli ad angolo acuto, rappresentano elementi cruciali nella realizzazione di strutture in legno, sia per l'estetica che per la stabilità statica. La precisione nella preparazione del legno e la scelta del sistema di connessione sono fondamentali per garantire l'integrità dell'intera struttura. 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, specialmente nel caso di una sostituzione parziale in un vecchio edificio. Tuttavia, per un nuovo taglio, è possibile definire passaggi precisi.
Preparazione e Realizzazione di Giunzioni Longitudinali
Il seguente esempio applicativo mostra come poter unire longitudinalmente le travi in un nuovo taglio. Per fare ciò, si utilizzano seghe circolari portatili, trapano avvitatore a batteria e levigatrice orbitale. Le travi si possono unire longitudinalmente utilizzando il giusto utensile.
L'esempio applicativo che segue illustra la situazione nel caso di un nuovo taglio e spiega esattamente quali passaggi sono necessari per realizzare una giunzione longitudinale, dal taglio all'esecuzione di denti fino al montaggio di perni filettati. 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 è scelto uno spessore del legno triplo (3xh). Ora è possibile effettuare il taglio con la sega circolare.
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. 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.
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Giunzioni a Scomparsa per Travi: Vantaggi e Considerazioni
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 formazione 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 esterne 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.
Il tutto si potrebbe ricondurre alle seguenti considerazioni:
| Tipo di Giunzione | Resistenza al Fuoco |
|---|---|
| Protetta | R45 (45 minuti) |
| Non Protetta | R15 (15 minuti) |
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.
È palese che 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:
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- Fv: taglio verso il basso
- Fup: taglio verso l'alto
- Flat: taglio laterale
- Fax: trazione assiale
Sistemi di Connessione per Legno
Per comprendere appieno le tecniche costruttive per le giunzioni in legno, è utile analizzare la documentazione delle principali società produttrici di connessioni per legno, come la Rothoblaas e la SFS Intec. Questi sistemi offrono soluzioni innovative per diverse esigenze strutturali.
Piastre ALU della Rothoblaas
Questo paragrafo è dedicato alla definizione di un percorso per la scelta e la progettazione delle piastre a scomparsa denominate ALU della Rothoblaas. Esistono tre diverse tipologie di piastre a scomparsa ALU:
- ALUMINI (senza fori)
- ALUMIDI (con fori)
- ALUMAXI (con fori)
La scelta di una delle tre tipologie di piastre dipende essenzialmente da due parametri: Geometria e Resistenza. Per geometria si intende il valore della sezione della trave secondaria. Per resistenza, si intende il valore della resistenza caratteristica a taglio verticale della piastra in funzione della sollecitazione tagliante F.
Per il calcolo della piastra ALU MINI si possono adoperare due diverse strade. La prima è quella del calcolo manuale, la seconda è quella dell'uso del programma MY PROJECT messo a disposizione della Rothoblaas e liberamente scaricabile dal sito della società. La seconda strada è da considerarsi quella più veloce, in quanto il programma esegue in automatico le verifiche dimensionali delle sezioni di legno, le distanze tra gli spinotti e bordo trave.
Connessioni con Viti Incrociate Rothoblaas
Tra i sistemi di giunzione a scomparsa, il sistema della Rothoblaas costituito da viti VGS e VGZ è particolarmente rilevante. Le configurazioni possibili in tale sistema di connessione, tra trave principale e trave secondaria, sono essenzialmente tre:
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- Connettori incrociati.
- Connettori paralleli allineati in orizzontale.
- Connettori paralleli allineati in verticale.
La Rothoblaas mette a disposizione il programma MyProject per il calcolo di tali tipologie di connessioni tra travi. Le specifiche adottate includono: azione di taglio, dimensione della trave principale, dimensione della trave secondaria, categoria legno, inclinazione verticale e orizzontale della trave secondaria, numero di connettori VGS, lunghezza minima/massima utilizzabile e il tipo di connettore (ad esempio, connettore tutto filetto a testa svasata VGS).
Concealed Bracket with and without Holes - ALU Series - Rothoblaas
Connessioni a Spinotto WS della 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. È possibile forare fino a tre strati di lamiera dello spessore di 5 mm.
Al fine di rendere chiara l'applicazione del sistema WS, si riportano le descrizioni necessarie per il dimensionamento della resistenza di carico Rd per ogni spinotto. I parametri e i valori relativi al sistema WS della SFS per WS-T includono: ampiezza taglio, spessore lamiera, qualità lamiera, elemento di fissaggio perpendicolare alle fibre, componenti protetti dagli agenti atmosferici, legno lamellare in conifera GL24h e mantenimento delle distanze dai margini ed intermedie.
Il sistema WS è idoneo per lamiere in acciaio di qualità S235 (perforabilità max 3 x 5 mm). L'impiego su acciai di resistenza superiore, senza i dovuti accorgimenti supplementari, potrebbe dare luogo a difetti di perforazione. Per tale ragione, prima di effettuare il fissaggio in simili contesti, è indispensabile richiedere la consulenza dei tecnici SFS intec. 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.
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". Il numero efficace è stato calcolato per una distanza tra gli spinotti in direzione delle fibre di 35 mm. L'apertura della fibra del legno in direzione perpendicolare può essere impedita mediante applicazione perpendicolare rispetto all'orientamento delle fibre di dispositivi di rinforzo.