Capriate in legno

Software per la verifica degli elementi strutturali
- Il Sistema a trave reticolare per le coperture.
- Elementi generali di calcolo Matriciale.
- Gli elementi strutturali della Capriata Palladio.
- Verifica delle sezioni allo Stato Limite Ultimo.
- Esempi di calcolo allo S.L.U.

• Verifica a flessione semplice
• Sforzo normale
• Verifica a taglio

- Aggiornato alle NTC e alla Circolare n. 617/2009.

Da dove viene il legno? Come si usa il legno da costruzione? Che differenza c'è tra il legno e gli altri materiali come l'acciaio? Come va calcolata una Capriata Palladio in legno secondo i moderni metodi di calcolo strutturale? Sia il lettore esperto sia il lettore meno esperto hanno la possibilità col presente volume di percorrere la filiera che porta a trasformare un semplice fusto d'albero in trave reticolare di copertura di tipo Palladio.
L'autore tratta l'argomento "legno" secondo i dettami vitruviani della firmitas analizzando i tre aspetti fondamentali che stanno alla base della scienza e della tecnica delle costruzioni: il rapporto costitutivo che esamina i campi di resistenza del legno; quello della compatibilità che esamina i rapporti geometrico spaziali che stanno alla base del fare architettura; quello dell'equilibrio che senza i quali non è possibile analizzare una qualunque elemento strutturale.
A conclusione l'autore affronta il problema della verifica degli elementi strutturali di una Capriata Palladio in legno utilizzando le nuove Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. 14 gennaio 2008 e Circolare n. 617/2009).

Il CD-ROM allegato alla pubblicazione installa Capriata Palladio, il programma interattivo sviluppato in Microsoft Excel che, attraverso un foglio elettronico, esegue il calcolo di una Capriata Palladio di tipo canonico composta da una trave reticolare formata da 6 nodi e 9 aste. Capriata Palladio consente di seguire le verifiche e di variare i parametri d'ingresso relativi alla geometria, ai carichi e al tipo di legno. L'algoritmo, visibile in tutte le sue fasi, permette di seguire gli sviluppi progettuali man mano che i dati si avvicinano alla soluzione ottimale. L'algoritmo opera il calcolo dell'arcareccio e la verifica delle sezioni dei puntoni e dei tiranti allo stato limite "Nicole" (Norme Italiane Costruzioni in Legno), inoltre, viene eseguita la verifica dell'intaglio semplice del nodo tirante-montante in corrispondenza dell'appoggio. Il programma segue passo passo il tecnico nello sviluppo del problema che potrà così concentrarsi sul progetto lasciando la fase del calcolo al programma. Il foglio di calcolo può essere archiviato e stampato per essere presentato alle autorità competenti di controllo.

Indice
Introduzione

1. Il legno e sue applicazioni
1.1. Il legno come materiale da costruzione
1.2. diffusione del legno
1.3. Standardizzazione della produzione
1.4. Estetismi e regolamenti
1.5. L'avvento del legno lamellare
1.6. Varietà dei tipi di legno
1.7. La casa in legno. Il "Balloon frame"
1.8. L'uso del legno in varie epoche
1.8.1. L'età antica
1.8.2. Medioevo e Rinascimento
1.8.3. L'età moderna
1.8.4. L'età contemporanea
1.8.5. La standardizzazione del XX secolo

2. Il legno come materiale da costruzione
2.1. Il legno materiale "organico"
2.2. Il legno di reazione
2.3. Il primato della "flessione"
2.4. I vantaggi del legno
2.5. Gli svantaggi del legno
2.6. Differenze di legno
2.6.1. Differenze tra specie e specie
2.6.2. Differenze tra le stesse specie
2.6.3. Differenze stagionali
2.6.4. Differenze tra legno di base, di fusto e di chioma
2.6.5. Differenze per coltura
2.6.6. Differenze tra legno giovane e vecchio
2.6.7. Differenze tra parti d'albero
2.6.8. Differenze nella sezione del tronco
2.7. Requisiti di accettabilità strutturale
2.7.1. I nodi
2.7.2. La fibratura
2.7.3. Le fessurazioni
2.7.4. La resina
2.7.5. La cipollatura
2.7.6. L'umidità
2.8. Gli attacchi biologici
2.8.1. I funghi
2.8.2. Gli insetti

3. Il legno lamellare
3.1. Cenni
3.2. Principi costitutivi
3.3. Fasi di produzione
3.4. Forme e dimensioni

4. Le coperture in legno
4.1. Il sistema spingente
4.2. Tipologie di copertura
4.2.1. La copertura a "shed"
4.2.2. La copertura a "portale"

5. La copertura a "capriata"
5.1. introduzione
5.2. Nascita ed evoluzione
5.3. La struttura
5.4. I componenti
5.5. Tipo di capriata
5.5.1. Il tipo "alla lombarda"
5.5.2. Il tipo "alla piemontese"
5.5.3. Il tipo "alla francese" e "all'italiana"
5.6. La forma della capriata

6. La normativa italiana
6.1. La normativa in uso
6.2. La normativa "N.I.CO.LE."
6.3. L'iter normativo

7. Caratteristiche meccaniche del legno
7.1. Il legname da costruzione
7.2. L'orientamento della fibratura
7.3. La casualità dei nodi
7.4. L'anisotropia delle fibre
7.5. La legge di Hooke
7.6. Le prove meccaniche
7.6.1. Prova in direzione assiale
7.6.2. Prova in direzione trasversale
7.6.3. Prova in direzione inclinata
7.7. Esame comparativo con l'acciaio
7.7.1. Confronto con l'acciaio
7.8. Il fenomeno del "fluage"
7.9. Il comportamento ciclico a fatica
7.10. Usura e durezza

8. Il problema strutturale
8.1. I codici di calcolo
8.2. La verifica allo stato limite ultimo (SLU) e d'esercizio (SLE)
8.3. Classificazione dei legni
8.4. Il comportamento del legno
8.5. Velocità e durata dei carichi
8.6. La compressione assiale
8.7. Il comportamento del legno a trazione
8.8. Unione di continuità
8.9. Il comportamento a momento flettente
8.10. Le tensioni
8.11. Il legno a sezione circolare
8.12. Il comportamento anisotropo
8.13. Gli archi
8.14. La freccia elastica

9. La capriata Palladio
9.1. origine ed evoluzione
9.2. Principio del triangolo indeformabile
9.3. Schemi di assemblaggio
9.4. Gli elementi costruttivi
9.5. Il funzionamento
9.6. Considerazioni progettuali

10. Lo schema reticolare
10.1. Il triangolo indeformabile
10.2. Discretizzazione della capriata
10.2.1. L'elemento asta
10.2.2. L'elemento nodo
10.2.3. I collegamenti
10.2.4. La catena
10.2.5. Il monaco
10.2.6. La controventatura
10.3. Il carico
10.4. Il materiale
10.5. I codici di calcolo
10.6. La trave reticolare
10.7. Le strutture reticolari
10.8. Condizioni di stabilità della trave reticolare
10.8.1. La biella
10.8.2. Il nodo
10.8.3. La cerniera
10.9. La trave reticolare
10.9.1. Elementi della trave reticolare
10.10. I carichi
10.11. Il modello statico
10.12. Tiranti e puntoni
10.13. Isostaticità della trave reticolare

11. I metodi di calcolo della capriata
11.1. La rappresentazione vettoriale
11.2. I metodi grafici
11.3. Il metodo delle sezioni o di Ritter

12. Il metodo matriciale
12.1. Cenni
12.2. Discretizzazione digitale
12.3. Equazione matriciale di equilibrio
12.3.1. Ordinamento dei dati
12.3.2. Equazione matriciale
12.3.3. La matrice di equilibrio

13. Le verifiche allo Stato Limite Ultimo
13.1. premessa
13.2. Il dimensionamento
13.3. Parametri di sicurezza
13.4. Il carico
13.5. Le azioni nello stato limite ultimo
13.6. Le azioni nello stato limite di esercizio
13.7. La resistenza dell'elemento strutturale
13.8. Dalle Tensioni Ammissibili agli Stati Limite
13.9. Le tensioni "nicole"
13.10. La verifica allo Stato Limite di Esercizio (S.L.E.)
13.11. Il coefficiente di carico
13.11.1. Classi di servizio per umidità
13.11.2. Classe di durata
13.12. Il carico della neve
13.13. Stati limite di esercizio
13.14. Giunture e unioni

14. Verifiche di resistenza
14.1. Le sollecitazioni semplici
14.1.1. La trazione assiale; i tiranti
14.1.2. La compressione assiale: i puntoni
14.1.3. Il carico di punta
14.2. La flessione: l'arcareccio
14.2.1. Lo sbandamento laterale
14.3. Il Taglio. Appoggi e unioni
14.3.1. Taglio agli appoggi
14.3.2. Sforzi obliqui alla fibratura
14.3.3. Appoggio intagliato
14.2. Sollecitazioni composte: sforno normale, flessione e taglio
14.2.1. La flessione biassiale: l'arcareccio
14.2.2. La tensoflessione
14.2.3. Pressoflessione: i montanti
14.3. Stati limite di servizio

15. Esempi di calcolo
15.1. Esempio n. 1 - Verifica a flessione semplice
15.2. Esempio n. 2 - Sforzo normale di compressione
15.3. Esempio n. 3 - Verifica a Taglio

16. I giunti
16.1. Forma dei nodi
16.2. La verifica delle unioni
16.3. Unioni per intaglio
16.4. Tensioni ortogonali alla fibratura
16.4.1. Azione interna
16.4.2. Azione esterna
16.5. La compressione inclinata alla fibratura
16.6. Taglio
16.7. L'unione catena-montante
16.8. L'intaglio "a dente semplice"
16.9. L'unione montante-saetta
16.10. L'unione montante-monaco
16.11. L'unione saetta-monaco
16.12. Esempio di calcolo

17. Guida all'installazione del programma "Capriata Palladio"
17.1. Introduzione al software allegato
17.2. Requisiti minimi hardware e software
17.3. Procedura per la richiesta della password utente
17.4. Procedura per l'installazione del software
17.5. Procedura per la registrazione del software

18. Il programma "Capriata Palladio"
18.1. Presentazione
18.2. Il metodo interattivo
18.3. Premessa sul codice di calcolo matriciale
18.4. Caratteristiche della capriata
18.4.1. Verifica dell'isostaticità
18.4.2. Coordinate nodali
18.4.3. Pendenza della falda
18.4.4. Le fasi del programma
18.5. Note al programma
18.5.1. La sezione degli elementi strutturali
18.5.2. Le forze nodali
18.5.3. Riepilogo delle forze applicate al sistema
18.5.4. Reazioni vincolari
18.5.5. Verifica equilibrio globale
18.5.6. L'equilibrio dei nodi
18.5.7. Gli sforzi sulle aste
18.5.8. Le verifiche
18.5.9. Correzione valori tensionali
18.6. Verifica delle sezioni
18.7. Verifica dei nodi