Unioni aste in legno

Verifica unioni tradizionali o di carpenteria lignea e unioni meccaniche mediante l’impiego di elementi metallici a gambo cilindrico

La presente pubblicazione, unitamente al software incluso VUAL 2.0, si configura come una guida sistematica per le verifiche delle principali tipologie di unioni di aste in legno, nel rispetto delle Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 17 gennaio 2018 e della relativa Circolare applicativa n. 7 del 21 gennaio 2019, e della Direttiva del CNR 206-R1/2018.

La prima parte della guida tratta dei collegamenti tradizionali o di carpenteria lignea (collegamento a dente semplice normale; collegamento a dente semplice arretrato; collegamento a dente doppio; collegamento a dente semplice rinforzato).

La seconda parte della guida, suddivisa in tre capitoli, tratta dei collegamenti meccanici con elementi metallici a gambo cilindrico:

• Calcolo della capacità portante (tipologie e modalità costruttive; comportamento degli elementi metallici; capacità portante di elementi metallici soggetti a carico assiale; capacità portante di elementi metallici soggetti a carico tagliante);
• Valutazione delle sollecitazioni (definizione dei sistemi di riferimento; coordinate di vertici ed elementi resistenti; valutazione delle sollecitazioni);
• Verifiche (verifiche geometriche, verifiche costruttive, verifiche di resistenza, verifiche di deformabilità).

La guida è corredata di esempi svolti - appartenenti ad entrambe le tipologie di collegamenti - che si possono utilizzare come guida per l’input di nuove unioni o come prototipi per ricavarne di nuove con l’ausilio del software VUAL 2.0.

Il software incluso VUAL 2.0, esegue la verifica di unioni di aste in legno, nel rispetto delle Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 17 gennaio 2018 e della relativa Circolare applicativa n. 7 del 21 gennaio 2019, e della Direttiva del CNR 206-R1/2018.

Il software è dotato di interfaccia semplice ed intuitiva, sia in input che in output, ed esegue con efficacia ed affidabilità la verifica di:

• Unioni tradizionali o di carpenteria lignea;
• Unioni meccaniche mediante l’impiego di elementi metallici a gambo cilindrico.

La stampa dell’elaborato è costituito da:

• Relazione sul codice di calcolo;
• Dati relativi all’unione;
• Caratteristiche dei materiali;
• Verifica della unione;
• Disegni e caratteristiche costruttive.

Il software VUAL 2.0 è corredato della normativa tecnica di riferimento.

Requisiti hardware e software

• Processore da 2.00 GHz; MS Windows Vista/7/8/10 (è necessario disporre dei privilegi di amministratore);
• MS .Net Framework 4+; 250 MB liberi sull’HDD; 2 GB di RAM; Software per la gestione di documenti Office e PDF; Accesso ad internet e browser web.

AUTORE
Gaetano Di Dio Perna. Ingegnere, ex dirigente presso l’Ufficio del Genio Civile di Enna; si è occupato di normativa sismica e delle problematiche ad essa connesse.

INDICE

1. Collegamenti tradizionali
1.1. Premessa
1.2. Collegamento a dente semplice normale
1.2.1. Calcolo delle sollecitazioni
1.2.2. Verifiche
1.3. Collegamento a dente semplice arretrato
1.3.1. Calcolo delle sollecitazioni
1.3.2. Verifiche
1.4. Collegamento a dente doppio
1.4.1. Calcolo delle sollecitazioni
1.4.2. Verifiche
1.5. Collegamento a dente semplice rinforzato
1.5.1. Calcolo delle sollecitazioni
1.5.2. Verifiche
1.6. Verifica relative all’asta principale
1.6.1. Verifica nei confronti delle tensioni normali
1.6.2. Verifica nei confronti delle tensioni tangenziali
1.7. Elementi di serraggio
1.8. Generalizzazione del problema

2. Collegamenti con elementi metallici a gambo cilindrico Parte I – Calcolo della capacità portante
2.1. Premessa
2.2. Tipologie e modalità costruttive
2.3. Comportamento degli elementi metallici
2.4. Capacità portante di elementi metallici soggetti a carico assiale
2.4.1. Carico assiale di trazione
2.4.2. Carico assiale di compressione
2.4.3. Capacità portante per un gruppo di elementi resistenti
2.4.4. Disposizioni costruttive
2.5. Capacità portante di elementi metallici a gambo cilindrico soggetti a carico tagliante
2.5.1. Resistenza allo snervamento dell’elemento resistente
2.5.2. Resistenza al rifollamento del materiale ligneo
2.5.3. Resistenza legata all’effetto tirante
2.5.4. Capacità portante caratteristica nelle unioni legno-legno e pannello-legno
2.5.5. Capacità portante caratteristica nelle unioni acciaio-legno
2.5.6. Collegamenti con piani di taglio multipli

3. Collegamenti con elementi metallici a gambo cilindrico Parte II – Valutazione delle sollecitazioni
3.1. Definizione dei sistemi di riferimento
3.2. Coordinate di vertici ed elementi resistenti
3.3. Definizione della posizione dei baricentri
3.4. Trasporto del vettore S (…) nei baricentri W e G
3.5. Valutazione delle sollecitazioni
3.5.1. Ripartizione di F_X, F_Z e C′_Y
3.5.2. Ripartizione di F_Y, C′_X e C′_Z
3.5.3. Sollecitazioni di calcolo

4. Collegamenti con elementi metallici a gambo cilindrico Parte III – Verifiche
4.1. Premessa
4.2. Verifiche geometriche
4.3. Verifiche costruttive
4.3.1. Verifiche legate alla preforatura o alla calibratura
4.3.2. Verifica delle lunghezze degli elementi resistenti in base agli spessori degli elementi da collegare
4.3.3. Verifica degli interassi tra gli elementi resistenti (a₁)
4.3.4. Verifica delle distanze tra le file degli elementi resistenti (a₂)
4.3.5. Verifica della distanza degli elementi resistenti dall’estremo caricato della trave (a_3,f)
4.3.6. Verifica della distanza degli elementi resistenti dall’estremo scarico della trave (a_3,c)
4.3.7. Verifica della distanza degli elementi resistenti dal bordo caricato della trave (a_4,f)
4.3.8. Verifica della distanza degli elementi resistenti dal bordo scarico della trave (a_4,c)  p. 135
4.4. Verifiche di Resistenza
4.4.1. Verifica dei singoli elementi resistenti
4.4.2. Verifica dei mezzi di unione appartenenti ad una stessa fila
4.4.3. Verifica della pressione di compressione sotto le flange
4.4.4. Verifica dell’asta principale e della flangia
4.5. Verifiche di deformabilità
4.5.1. Premessa
4.5.2. Il modulo di scorrimento
4.5.3. Calcolo degli scorrimenti di una unione

5. ESEMPI SVOLTI
5.1. Unioni tradizionali
5.1.1. Premessa
5.1.2. Verifica della unione in corrispondenza del nodo n. 1
5.1.3. Verifica della unione in corrispondenza del nodo n. 4
5.1.4. Verifica della unione in corrispondenza del nodo n. 3
5.1.5. Verifica della unione in corrispondenza del nodo n. 6
5.2. Unioni meccaniche con elementi metallici a gambo cilindrico
5.2.1. Premessa
5.2.2. Unioni relative alla tettoia
5.2.3. Unioni relative alla travatura reticolare
5.2.4. Altri esempi

6. INSTALLAZIONE E ATTIVAZIONE DEL SOFTWARE INCLUSO
6.1. Introduzione al software incluso
6.2. Requisiti hardware e software
6.3. Richiesta della password di attivazione del software
6.4. Installazione ed attivazione del software
6.5. Assistenza tecnica (TicketSystem)

7. MANUALE D’USO DEL SOFTWARE VUAL 2.0
7.1. Descrizione dell’ambiente di lavoro
7.2. Descrizione dei comandi
7.2.1. Creazione di un nuovo progetto
7.2.2. Apertura di un progetto esistente
7.2.3. Salvataggio del progetto corrente con un altro nome
7.2.4. Immissione dei dati generali relativi al progetto
7.2.5. Immissione dei dati generali relativi alla unione
7.2.6. Immissione dei dati relativi alla unione
7.2.7. Avvio ed esecuzione del calcolo di verifica
7.2.8. Visualizzazione di dati e risultati
7.2.9. Stampa su carta dei dati e risultati
7.2.10. Visualizzazione e stampa disegni
7.2.11. Visualizzazione ed aggiornamento dell’archivio dei materiali
7.2.12. Visualizzazione ed aggiornamento dell’archivio degli elementi resistenti
7.2.13. Tutorial
7.2.14. Tasto di conferma dei dati
7.2.15. Tasto di chiusura della finestra corrente
7.2.16. Tasto per l’apertura e la chiusura della guida in linea

8. BIBLIOGRAFIA
BIBLIOGRAFIA ESSENZIALE
NORMATIVA DI RIFERIMENTO