Travi in legno lamellare

Guida teorico-pratica e software per la verifica degli elementi strutturali
- Calcolo delle travi in legno lamellare e massiccio
- Verifica delle sezioni sottoposte ad incendio
- Calcolo delle unioni chiodate "a scarpa"
- Compilazione automatica della relazione di calcolo
- Calcolo di trave secondaria e principale di solaio
- Esempi applicativi
Aggiornato alle NTC e alla Circolare n. 617/2009

La presente guida teorico-pratica, aggiornata alle Norme Tecniche per le Costruzioni e alla Circolare n. 617/2009, esamina gli aspetti relativi alla verifica delle travi inflesse in legno lamellare e massiccio, delle sezioni soggette a fuoco e dei giunti metallici di collegamento a "scarpa".

Dopo una panoramica sul legno lamellare, la guida affronta, dal punto di vista pratico, la verifica di travi secondo i parametri dell'Eurocodice 5. A supporto della procedura di calcolo, sono riportati esempi applicativi svolti con il software Lamellare disponibile nel CD-ROM allegato.

Gli esempi svolti, disponibili anche su file a corredo del software, hanno lo scopo di fornire una metodologia di discretizzazione della struttura nelle sue varie componenti, necessarie a ricavare i dati che dovranno essere usati nei calcoli del software Lamellare.

Il software Lamellare è un foglio di calcolo in Microsoft Excel che, attraverso otto sezioni interattive, esegue le verifiche di una trave in legno lamellare o massiccio del tipo isostatico ad una campata e su due appoggi. Le verifiche sono eseguite allo SLU (resistenza delle sezioni) e allo SLE (per lo stato di deformazione). Il software valuta i parametri di sollecitazione e di resistenza, individua la sezione più sollecitata ed esegue le verifiche a flessione, a taglio "a freddo" e "a caldo" nel caso di incendio. Nella sezione "ver. SCARPA" verifica l'unione metallica chiodata "a scarpa", di collegamento tra la trave principale portante e la trave secondaria di solaio, di copertura o di collegamento tra le travi. Viene, inoltre, verificato lo sbandamento laterale per flessione.

La struttura "per sezioni" consente di controllare lo stato di avanzamento del calcolo, visionabili in modo immediato, permettendo la rimodulazione dei valori in caso di verifica negativa; la presenza del menu "Formule", inoltre, consente di verificare in qualsiasi momento le formule di calcolo utilizzate.

La relazione finale di calcolo, generata in automatico, riporta tutti i risultati delle verifiche eseguite ed essendo in formato "aperto" potrà essere modificata e commentata dall'utente prima di essere stampata.

Requisiti minimi hardware e software
Processore da 1.00 GHz; MS Windows XP/Vista/7 (per utenti MS Windows Vista e MS Windows 7 sono necessari i privilegi di "amministratore"); 60 MB liberi sull'HDD; RAM: 256 MB per MS Windows XP, 512 MB per MS Windows Vista/7; MS Excel 2007.

Salvatore Sbacchis, è architetto libero professionista. Per Grafill ha pubblicato: Ponteggi, guida teorico-pratica per la realizzazione, l'uso e la manutenzione (IV ed., 2010); Elementi strutturali negli edifici in muratura (II ed., 2009); PiMUS, guida operativa alla compilazione (IV ed., 2011); Esercizi di Statica (II ed., 2006); Capriate in legno (2011).

Indice
Premessa
Note al volume

1. Il legno lamellare
1.1. Generalità sul legno lamellare
1.2. Differenze qualitative del legno
1.3. Dimensionamento degli elementi in legno lamellare
1.3.1. Pregi e limiti
1.3.2. La sezione del legno lemellare
1.3.3. Il materiale

2. Tipologie di trave lamellare
2.1. Inclinazione dell'estradosso o dell'intradosso

3. Il calcolo
3.1. Modalità di analisi
3.2. Azioni di calcolo
3.2.1. Stato Limite Ultimo (S.L.U.)
3.2.2. Stati Limite di Esercizio (S.L.E.)
3.3. Resistenza del materiale
3.3.1. Classe di durata e Classe di servizio

4. La verifica di resistenza delle travi di legno
4.1. Premessa
4.2. Stato Limite Ultimo
4.2.1. Verifica del momento di mezzeria
4.2.2. Verifica del momento massimo
4.2.3. Verifica delle tensioni trasversali
4.2.4. Verifica del taglio nella sezione d'appoggio
4.2.5. Verifica della compressione trasversale all'appoggio
4.3. Stato limite di esercizio
4.3.1. La deformazione istantanea
4.3.2. La deformazione finale
4.3.3. Calcolo dello stato di deformazione
4.4. Verifica a instabilità laterale (svergolamento)

5. I collegamenti chiodati
5.1. Il collegamento a "scarpa"
5.2. Forza di estrazione
5.3. Prove sui chiodi
5.4. Resistenza della piastra
5.5. Le verifiche sui chiodi
5.6. Gli appoggi a scarpa
5.7. Verifica e dimensionamento del giunto a scarpa
5.8. Verifica del lamierino della scarpa
5.9. Carico sulla chiodatura laterale
5.10. Verifica della chiodatura "a" e "b"

6. Esempi di calcolo
6.1. Esempio 1 - Discretizzazione di una trave a intradosso curvo
6.1.1. Dati geometrici della trave
6.1.2. Peso presunto della trave
6.1.3. Azioni di progetto
6.1.4. Coefficienti di carico
6.1.5. Valori di carico
6.1.6. Caratteristiche meccaniche del legno
6.2. ESEMPIO 2 - Discretizzazione di una trave "a caldo"
6.2.1. Dati geometrici della trave
6.2.2. Calcolo peso proprio della trave
6.2.3. Valori di carico di calcolo
6.2.4. Caratteristiche meccaniche del legno
6.3. ESEMPIO 3 - Verifica di resistenza al fuoco
6.3.1. Le azioni per la verifica a fuoco
6.4. ESEMPIO 4 - Verifica della unione a "scarpa"
6.4.1. Momento di estrazione
6.4.2. Verifica della chiodatura tipo "b"
6.5. ESEMPIO 5 - Calcolo semplificato della scarpa

7. Il software LAMELLARE
7.1. Premessa
7.2. Avvio del software
7.3. Le sezioni di lavoro
7.4. Le sezioni da "A" ad "H"
A. Tipologia
A.1. Scelta della tipologia
A.2. Geometria della trave
A.3. Predimensionamento della sezione
A.4. Dimensione falda maggiore
A.5. Pendenze di falda
A.6. Raggio di curvatura
B. CARICHI
B.1. Analisi dei carichi
B.2. Azione dei carichi
B.3. Coefficienti delle combinazioni di carico
B.4. Valori definitivi di carico
C. materiale
C.1. Caratteristiche meccaniche del materiale
C.2. / C.3. Classe di durata e di servizio
C.4. Calcolo dei coefficienti di sicurezza
C.5. Aggiornamento delle tensioni di progetto
D. ver. s.l.u.
D.1. Verifiche allo S.L.U.
D.2. Coefficienti per la verifica delle tensioni longitudinali e trasversali
D.3. Valori delle tensioni di progetto
D.4. Verifiche a taglio
D.5. Verifica a flessione
E. ver. s.l.e.
E.1. / E.2. Verifica allo Stato Limite Elastico
E.3. Coefficienti di deformabilità
E.4. / E.5. Verifica della freccia elastica
E.6. Verifica dell'instabilità laterale
E.7. Verifica spostamento del carrello nelle travi curve
F. ver. fuoco
F.1. / F.2. Verifica al fuoco
F.3. / F.4. Riduzione della sezione carbonizzata
F.5. Valori delle tensioni di progetto
F.6. Verifica della sezione carbonizzata
G. ver. scarpa
G.1. Verifica del collegamento a "scarpa"
G.2. Scelta dimensioni chiodi e piastra
G.3. Dati geometrici della "scarpa"
G.4. Scelta dimensioni chiodi e piastra
G.5. / G.6. Resistenza del legno e dei chiodi
G.7. Portanza massima sul lamierino d'appoggio
G.8. Caratteristiche geometriche della chiodatura tipo "a"
G.9. Verifica della chiodatura "a"
G.10. Verifica della chiodatura "b"
H. Relazione
8. Formule utilizzate nel calcolo delle travi in legno lamellare o massiccio
Simboli
Formule
Verifiche Stato Limite Ultimo sezione rettilinea
Verifiche Stato Limite Ultimo sezione curvilinea e/o variabile
Deformazioni allo S.L.E.
Deformabilità per instabilità laterale
Spostamento del vincolo d'appoggio
Resistenza al fuoco
Formule utilizzate nella verifica del giunto a "scarpa"
Verifica del lamierino d'appoggio
Sforzi sull'unione chiodata

9. Esempio 1 - Verifica delle travi di un solaio in legno lamellare
9.1. Premessa
9.2. Verifica della trave secondaria del solaio

Creazione del foglio di calcolo TRAVE_SECONDARIA

A. Dati caratteristici della trave
A.1. Scelta della tipologia della trave (1…9)
A.2. Geometria della trave
A.3. Predimensionamento della sezione
A.4. Dimensione falda maggiore
A.5. Pendenze di falda
A.6. Raggio di curvatura
B. Analisi dei carichi
B.1. Analisi dei carichi
B.2. Azione dei carichi
B.3. Coefficienti delle combinazioni di carico
B.4. Valori definitivi di carico
C. Caratteristiche meccaniche del materiale legno
C.1. Caratteristiche meccaniche del materiale legno
C.2 / C.3. Classe di durata e di servizio
C.4. Calcolo dei coefficienti di sicurezza
C.5. Aggiornamento delle tensioni di progetto
D. Verifica della trave allo S.L.U.
D.1. Preparazione dei dati
D.2. Coefficienti per la verifica
delle tensioni longitudinali e trasversali
D.3. Valori delle tensioni di progetto
D.4. Verifiche a taglio
D.5. Verifiche a flessione
E. Verifiche di tipo elastico
E.1. / E.2. Preparazione dei dati per la verifica allo S.L.E.
E.3. Coefficienti di deformabilità
E.4. / E.5. Verifica della freccia elastica
E.6. Verifica dell'instabilità laterale
E.7. Verifica spostamento del carrello nelle travi curve
F. Verifica al fuoco
F.1. / F.2. Preparazione dei dati per la verifica
F.3. / F.4. Riduzione della sezione carbonizzata
F.5. Valori delle tensioni di progetto
F.6. Verifica della sezione carbonizzata
G. Verifica del collegamento metallico a "scarpa"
G.1. Preparazione dei dati e calcolo della portata
G.2. Scelta dimensioni chiodi e piastra
G.3. Dati geometrici della "scarpa"
G.4. Scelta dimensioni chiodi e piastra
G.5. / G.6. Resistenza del legno e dei chiodi
G.7. Portanza massima sul lamierino d'appoggio
G.8. Caratteristiche geometriche della chiodatura tipo "a"
G.9. Verifica della chiodatura "a"
G.10. Verifica della chiodatura "b"
H. Relazione di calcolo
I. Formule utilizzate dal foglio di calcolo
9.3. Verifica della trave principale del solaio
9.4. Conclusione

10. Esempio 2 - Verifica della trave secondaria di una pensilina
10.1. Premessa
10.2. Procedimento per la verifica della trave secondaria di una pensilina

Creazione del foglio di calcolo TRAVE_pensilina

A. Dati caratteristici della trave secondaria
A.1. Scelta della tipologia della trave (1…9)
A.2. Geometria della trave
A.3. Predimensionamento della sezione
A.4. Dimensione falda maggiore
A.5. Pendenze di falda
A.6. Raggio di curvatura
B. Analisi dei carichi
B.1. Analisi dei carichi
B.2. Azione dei carichi
B.3. Coefficienti delle combinazioni di carico
B.4. Valori definitivi di carico
C. Caratteristiche meccaniche del materiale legno
C.1. Caratteristiche meccaniche del materiale legno
C.2 / C.3. Classe di durata e di servizio
C.4. Calcolo dei coefficienti di sicurezza
C.5. Aggiornamento delle tensioni di progetto
D. Verifica della trave allo S.L.U.
D.1. Preparazione dei dati
D.2. Coefficienti per la verifica delle tensioni longitudinali e trasversali
D.3. Valori delle tensioni di progetto
D.4. Verifiche a taglio
D.5. Verifiche a flessione
E. Verifiche di tipo elastico
E.1. / E.2. Preparazione dei dati per la verifica allo S.L.E.
E.3. Coefficienti di deformabilità
E.4. /E.5. Verifica della freccia elastica
E.6. Verifica dell'instabilità laterale
E.7. Verifica spostamento del carrello nelle travi curve
F. Verifica al fuoco
F.1. / F.2. Preparazione dei dati per la verifica
F.3. / F.4. Riduzione della sezione carbonizzata
F.5. Valori delle tensioni di progetto
F.6. Verifica della sezione carbonizzata
G. Verifica del collegamento metallico a "scarpa"
G.1. Preparazione dei dati e calcolo del taglio all'appoggio
G.2. Scelta dimensioni chiodi e piastra
G.3. Dati geometrici della "scarpa"
G.4. Scelta dimensioni chiodi e piastra
G.5. / G.6. Resistenza del legno e dei chiodi
G.7. Portanza massima sul lamierino d'appoggio
G.8. Caratteristiche geometriche della chiodatura tipo "a"
G.9. Verifica della chiodatura "a"
G.10. Verifica della chiodatura "b"
H. Relazione di calcolo
I. Formule utilizzate dal foglio di calcolo

11. Guida all'installazione del software Lamellare
11.1. Contenuti del cd-rom allegato alla pubblicazione
11.2. Requisiti minimi hardware e software
11.3. Procedura per la richiesta della password utente
11.4. Procedura per l'installazione del software
11.5. Procedura per la registrazione del software

12. Glossario