La progettazione delle strutture in legno richiede un'attenzione particolare alla verifica delle connessioni, elementi cruciali per la stabilità e la sicurezza dell'intera opera. In questo contesto, l'utilizzo di fogli di calcolo Excel e software dedicati rappresenta uno strumento indispensabile per ingegneri e progettisti.
L'Importanza della Verifica delle Connessioni in Legno
Il calcolo e la verifica dei collegamenti in legno sono fondamentali per garantire la resistenza di una struttura. Il modulo esegue il calcolo e la verifica di collegamenti in legno soggetti a sollecitazioni di taglio ed estrazione, realizzati con viti Würth ASSY® per connessioni legno-legno, legno-acciaio e legno-pannello di legno. Sebbene il legno sia lineare elastico e quindi tecnicamente più facile dell'acciaio da un certo punto di vista, hai da considerare molti più modi di rottura e più direzioni essendo un materiale ortotropo. Però è sempre tutto lineare senza bisogno di iterazioni, anche per i collegamenti, le formule di Johansson sono le soluzioni delle equazioni differenziali, ma son già esplicitate e risolte, van solo "copiate" in un Excel. Ci sono poi i vari coefficienti kmod e kser, ma ancora una volta son sempre coefficienti correttivi che entrano linearmente nel calcolo. Sono semplicemente da scegliere dalle tabelle in funzione del tuo problema.
Fogli di Calcolo Excel per la Progettazione di Strutture in Legno
L'utilizzo di fogli di calcolo Excel per la verifica di travi e connettori in legno è una pratica diffusa tra i professionisti. È disponibile al download gratuito il foglio di calcolo per la verifica di una trave in legno, ai sensi del DM del 17/01/2018. Il foglio di calcolo in oggetto permette di effettuare le verifiche di travi e travetti in legno (legno massiccio o legno lamellare) secondo le indicazioni delle norme tecniche del D.M. 14.01.2008. Molti progettisti realizzano calcoli con il proprio foglio Excel fatto prendendo a piene mani dal libro di Piazza e dalla CNR206. Se devi fare analisi di aste (travi, colonne e controventi) è tutto gestibile in modo molto semplice. Il platform frame, per la mia limitata esperienza, è sempre gestito pure lui come una serie di aste. XLAM e loghaus vanno trattati diversamente (io in genere modello a plate).
Caratteristiche Generali dei Fogli di Calcolo per Travi in Legno
Questi strumenti offrono diverse funzionalità per facilitare il lavoro:
- Parametri meccanici automatici per legni lamellari.
- Sezioni rettangolari o circolari.
- Calcolo della trave in appoggio, con due eventuali sbalzi generici.
- Definizione di un pacchetto strutturale generico per l’analisi dei carichi.
- Definizione della classe di durata del carico.
- Verifiche SLU a flessione deviata, taglio e instabilità flessio-torsionale.
- Verifiche SLE deformabilità.
- Predimensionamento alle tensioni ammissibili.
- Efficace riassunto dei coefficienti di verifica.
- Efficace layout, già impostato per la stampa o per la copia in relazione di calcolo.
I dati di input sono: oggetto identificativo della verifica, caratteristiche del materiale, caratteristiche geometriche della trave, il carico di progetto, la durata caratteristica dei carichi. Al momento dell'apertura il foglio di calcolo è già pronto con alcuni valori di default. Qualora i valori inseriti non soddisfino i requisiti di sicurezza della trave verranno evidenziati in rosso tutti i parametri fuori norma. Il foglio di calcolo può essere duplicato per inserire in un unico file Excel i risultati relativi a tutte le travi di un determinato edificio o progetto.
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Tipologie di Connessioni e Metodi di Calcolo
Esistono diverse tipologie di connettori, ciascuno con specifiche modalità di calcolo:
- Connettori a Vite Würth ASSY®: consentono all’utente tramite il software strutture in legno free di inserire sia le sollecitazioni di taglio che di trazione agenti sugli elementi.
- Connettore a Cerniera ALUMEGA: calcolo di una giunzione tra elementi in legno con connettore a cerniera ALUMEGA, sottoposta a carichi assiali e di taglio in tutte le direzioni.
- Sistema TC FUSION per Pannelli X-LAM: calcolo del sistema di giunzione tra pannelli X-LAM mediante viti e barre filettate per strutture composite legno-calcestruzzo. Permette la determinazione delle resistenze di progetto secondo normativa applicando il metodo di calcolo secondo l’ETA di prodotto.
- Connettore a Scomparsa ad Aggancio LOCK: calcolo di una giunzione tra elementi in legno con connettore a scomparsa ad aggancio LOCK, sottoposta a carichi assiali e di taglio in tutte le direzioni. Permette l’applicazione del metodo di calcolo secondo normativa seguendo l’ETA di prodotto: è sufficiente inserire i carichi e le dimensioni degli elementi prescelti (travi, connettori, fresate), per verificare ogni possibile meccanismo di rottura e definire le quantità di connettori da utilizzare. Il foglio di calcolo permette di eseguire le verifiche sia per i LOCK in versione grezza che in versione EVO per ambienti aggressivi. Tutte e due le versioni possono essere calcolate con tre varietà di viti: in acciaio inossidabile martensitico, in acciaio al carbonio e con rivestimento C4 EVO.
- Componenti Rothoblaas per Terrazze: rapido calcolo di tutte le componenti Rothoblaas necessarie per la realizzazione di una terrazza di forma rettangolare o ad “L”: supporti, sottostruttura, fissaggi e connettori per le tavole.
- Travi in Legno Rinforzate con Soletta in CA Collaborante: foglio di calcolo Excel scaricabile online per il calcolo e la verifica di travi in legno rinforzate con convettori e soletta in CA collaborante.
CALCOLO PESO A MQ SOLAIO IN LEGNO - ES 1 - (197)
Dettagli sui Calcoli per Travi Composite Legno-Calcestruzzo
Per le travi in legno rinforzate con soletta in CA collaborante, il software esegue i seguenti calcoli:
- Valutazione valori teorici della rigidezza della connessione utilizzando le indicazioni dell'Eurocodice 5.
- Valutazione del valore resistente a taglio utilizzando la formula Johansen 1941 modificata.
- Caratteristiche di sollecitazione.
- Verifica a pressoflessione della sezione in legno.
- Verifica a pressoflessione della soletta in cemento armato.
- Verifica a taglio del travetto.
- Verifica a taglio del connettore.
- Verifica di deformazione della sezione composta allo stato limite di esercizio.
Nei calcoli si tiene conto delle caratteristiche meccaniche e geometriche di legno, calcestruzzo e connettore. Nel calcolo si possono utilizzare i dati dei connettori forniti dal produttore o i valori teorici stimati utilizzando le regole dell'Eurocodice 5 che vengono stimati dal foglio di calcolo.
| Parametro di Verifica | Metodo di Calcolo | Riferimento Normativo/Formulistico |
|---|---|---|
| Rigidezza Connessione | Valutazione teorica | Eurocodice 5 |
| Resistenza a Taglio | Valore resistente | Johansen 1941 (modificata) |
| Pressoflessione (Legno) | Verifica di sezione | DM 14.01.2008 / DM 17.01.2018 |
| Taglio Connettore | Verifica di elemento | ETA di prodotto / Eurocodice 5 |
| Deformazione (SLE) | Verifica di stato limite di esercizio | DM 14.01.2008 / DM 17.01.2018 |
Software Dedicati e la Loro Funzionalità
Oltre ai fogli Excel, esistono software specifici che offrono soluzioni complete per il calcolo e la verifica delle strutture in legno. Il software per le strutture in legno è free (è sufficiente registrarsi online e accedere gratuitamente da qui) e presenta funzionalità utili a facilitare il lavoro del progettista e dell’ingegnere. Grazie a Würth, progettisti e ingegneri possono realizzare il calcolo delle travi in legno con un free software 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. 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.
Compatibilità e Aspetti Tecnici di Excel
La funzionalità dei fogli di calcolo Excel può talvolta dipendere dalla versione di Office in uso. Ad esempio, la cosa contraria succede in MS Office Pro 2021: funziona bene il tasto "cancella", ma quando cambio un qualunque dato (p.e., i valori inseriti), potrebbero verificarsi comportamenti diversi a seconda della versione. I dati si possono inserire solo nelle caselle predisposte in modo da evitare modifiche o cancellazioni non volute che potrebbero alterare i risultati.
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