Le nuove normative: Eurocodice 5 ed Ordinanza 3274

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1 STRATEX s.p.a., Sutrio, Uine Orine egli Architetti Pianificatori Paesaggisti Conservatori ella Provincia i Verona Verona, 9 Settembre 006 Corte Molon, sala convegni Convegno IL LEGNO LAMELLARE Creatività progettuale e innovazioni normative Le nuove normative: Eurocoice 5 e Orinanza 374 Prof. Ing. Natalino Gattesco Dipart. i Prog. Arch. e Urb. Università i Trieste PREMESSA Le strutture in legno nell immeiato opoguerra erano state relegate esclusivamente a usi i tipo provvisionale. Il ruolo ominante veniva trasferito a strutture realizzate con materiali più recenti quali l acciaio e soprattutto il calcestruzzo armato. Negli ultimi ecenni il legno è tornato alla ribalta come materiale a costruzione soprattutto grazie all affermarsi elle nuove tecnologie che tenono a superare alcune note limitazioni i utilizzo (imensioni, prestazioni, isponibilità sul mercato). Ciononostante in Italia la prima normativa tecnica che tratta le costruzioni in legno è raccolta nel D.M Norme Tecniche per le Costruzioni. 1

2 NORMATIVE DI RIFERIMENTO STRANIERE DIN 105 (Germania): S.I.A. 164 (Svizzera): Entwurf, Berechnung un Bemessung von Holzbauwerken Normes pour le calcul et l execution es ouvrages en bois Regles C.B. 71 (Francia): Regles e calcul et e conception es charpentes en bois NORMATIVE EUROPEE EN : 004 Eurocoe 5: Design of timber structures. Part 11: General Common rules an rules for builings EN 19951: 004 Eurocoe 5: Design of timber structures. Part 1: General Structural fire esign EN 1995: 004 Eurocoe 5: Design of timber structures. Part : Briges EN 19981: 004 Eurocoe 8: Design of structures for earthquake resistance. Part 1: General rules, seismic action an rules for builings

3 LEGGI E NORME ITALIANE Legge n. 64 Provveimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche. D.M Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche D.M Norme tecniche per le costruzioni. Pubblicate sulla G.U. el e in vigore al O.P.C.M. 374/003 Primi elementi in materia i criteri generali per la classificazione sismica el territorio nazionale e i normative tecniche per le costruzioni in zona sismica O.P.C.M. 3431/005 Ulteriori moifiche e integrazioni all OPCM 374/003 ISTRUZIONI CNRDT 06/006 Consiglio Nazionale elle Ricerche Commissione incaricata i formulare pareri in materia i normativa tecnica relativa alle costruzioni Istruzioni per la Progettazione, Esecuzione e Controllo elle Strutture i Legno Sottoposte a inchiesta pubblica al mese i ottobre 006. Norme armonizzate con gli Eurocoici 3

4 CLASSIFICAZIONE DEL MATERIALE D.M Norme tecniche per le costruzioni EN 1995 Eurocoice n. 5 Istruzioni CNRDT06/006 MATERIALI E PRODOTTI DERIVATI DAL LEGNO PER USI STRUTTURALI legno massiccio, UNI EN ; legno lamellare incollato, UNI EN 14080; legno massiccio con giunti a ita, UNI EN 385; pannelli i compensato, UNI EN 636; pannelli i scaglie orientate (OSB), UNI EN 300; pannelli i particelle (truciolare), UNI EN 31; pannelli i fibre a alta ensità, UNI EN 6; pannelli i fibre a meia ensità (MDF), UNI EN 63; microlamellare (LVL), UNI EN 14374, UNI EN

5 CARATTERISTICHE DEL MATERIALE I legnami vengono ientificati in base alla specie legnosa CONIFERE E LATIFOGLIE La struttura e l accrescimento el legno i conifera è iverso a quello i latifoglia 5

6 LEGNO MATERIALE ORTOTROPO La struttura fibrosa conferisce alla maggior parte elle proprietà el legno una spiccata ortotropia. PROFILO PRESTAZIONALE Il legno per usi strutturali è caratterizzato ai seguenti parametri meccanici e fisici Profilo resistente el legno massiccio e ei prootti strutturali erivati al legno Proprietà i resistenza Proprietà i moulo elastico Massa volumica Flessione f m,k Moulo elastico parallelo meio ** Trazione parallela f t,0,k Moulo elastico parallelo caratteristico Moulo elastico Trazione perpenicolare f t,90,k perpenicolare meio ** Moulo elastico Compressione parallela f c,0,k tangenziale meio ** Compressione f perpenicolare c,90,k Taglio f v,k * La massa volumica meia può non essere ichiarata. ** Il peice mean può essere abbreviato con m E 0,mean E 0,05 E 90,mean G mean Massa volumica caratteristica Massa volumica meia *,** k mean 6

7 LEGNO MATERIALE CON DIFETTI Il legno è un materiale che presenta elle caratteristiche che noi chiamiamo ifetti perché peggiorano le prestazioni el materiale noi (rami rimasti inclusi) cipollature (fessure anulari) fibratura spiralata o torta (causata al vento) fessure a ritiro (per la riuzione ell umiità) fratture a vento (rotture parziali i fibre) tasche i resina (cavità schiacciate tra ue anelli) noi LEGNO MATERIALE CON DIFETTI cipollature 7

8 LEGNO MATERIALE CON DIFETTI fessure a ritiro LEGNO MATERIALE CON DIFETTI fibratura spiralata 8

9 VARIABILITA DA DIFETTOSITA Esegueno prove su numerosi campioni i legno ella stessa specie e provenienza si ottiene Valore meio Il rapporto fra la resistenza el campione più resistente e quella el più ebole è quasi quattro VARIABILITA DA DIFETTOSITA E quini inispensabile, per garantire la sicurezza e l economicità ell opera, selezionare gli elementi migliori a quelli peggiori. In particolare si possono fare tre mucchi: peggiori (a), intermei (b), migliori (c) Si ottengono valori caratteristici iversi per gli elementi ei tre mucchi 9

10 CLASSIFICAZIONE SECONDO LA RESISTENZA Classificazione a vista UNI EN 518 imensione e istribuzione noi inclinazione fibratura spessore egli anelli i crescita smussi e eformazioni Classificazione a macchina UNI EN 519 massa volumica moulo i elasticità Richiee ispezione a vista supplementare CLASSIFICAZIONE SECONDO LA RESISTENZA Secono la UNI EN il legno i conifera italiano può essere suiviso in tre categorie S1, S, S3 e il legno i latifoglia in un unica categoria S Profilo prestazionale Specie legnosa Provenienza Categoria Può allora succeere che la resistenza i un larice i categoria S sia uguale o maggiore ella resistenza i un abete rosso i categoria S1. Il legno i Douglasia è suiviso in ue categorie S1 e S/S3 10

11 Regole i classificazione a aottare per i iversi tipi i legname italiani Specie/Provenienza Sigla Regola i classificazione Categoria Conifere UNI EN S1 Abete/Nor A/N Conifere 1 S S3 S1 Abete/Centro Su A/C Conifere 1 S S3 S1 Larice/Nor L/N Conifere 1 S S3 Douglasia/Italia D/I Conifere S1 S/S3 S1 Altre conifere/italia CON/I Conifere 1 S S3 Latifoglie Castagno/Italia C/I Latifoglie S Querce/Italia Q/I Latifoglie S Pioppo e Ontano/Italia P/I Latifoglie S Altre latifoglie/italia LAT/I Latifoglie S CARATTERISTICHE CHE RIDUCONO LA RESISTENZA smussi Spessore anelli s k / h z / N z 75 mm noi gruppo b b singolo 11

12 CARATTERISTICHE CHE RIDUCONO LA RESISTENZA arcuatura Inclinazione fibratura falcatura svergolamento imbarcamento A / b (No Abete e Larice Nor) Ag i / b (elevato ritiro longituinale) ( l= m) 1

13 A / b Ag i / b A / b W i / b t / b 13

14 Profili prestazionali legno italiano CLASSI DI RESISTENZA SECONDO LA EN

15 LEGNO DI PROVENIENZA ESTERA Per il legno i provenienza estera esiste la UNI EN 191 che associa alle specie, provenienza e categoria il profilo resistente efinito nella UNI EN 338 Classificazione UNI EN 338 Categoria Provenienza Specie C30 S13 Germania e Austria Abete rosso, Larice, Abete bianco, Pino C4 S10 Germania e Austria Abete rosso, Larice, Abete bianco, Pino C16 S7 Germania e Austria Abete rosso, Larice, Abete bianco, Pino CLASSI DI RESISTENZA LEGNO LAMELLARE UNI EN 1194 PROFILI PRESTAZIONALI 15

16 CLASSI DI RESISTENZA LEGNO LAMELLARE UNI EN 1194 (1/6 i sezione, ue lamelle per lato) PROPRIETA MECCANICHE LL Relazioni per la eterminazione elle proprietà meccaniche el legno lamellare incollato in funzione elle caratteristiche meccaniche el legno elle lamelle UNI EN

17 CLASSI DI RESISTENZA LL Caratteristiche legno lamelle per ottenere una eterminata classe i legno lamellare incollato omogeneo e combinato UNI EN 1194 CLASSI DI RESISTENZA PANNELLI I requisiti per l attribuzione elle classi i resistenza ei vari tipi i pannello sono riportati nelle norme UNI EN seguenti pannelli i compensato, UNI 1379; pannelli i scaglie orientate (OSB), UNI EN 1369; pannelli i particelle (truciolare), UNI EN 31; pannelli i fibre a alta ensità, UNI EN 316, UNI EN 6; pannelli i fibre a meia ensità, UNI EN 316, UNI EN 63; La prouzione ei pannelli estinati a un uso strutturale eve essere sottoposta ai controlli prestazionali i cui alla UNI EN

18 METODI DI CALCOLO E DI VERIFICA EN 1995 Eurocoice 5 DM Istruzioni CNRDT 06/006 METODI DI CALCOLO E DI VERIFICA Si fa riferimento al Metoo egli Stati Limite Stati Limite Ultimi (sicurezza al collasso) S R (es. capacità portante) Stati Limite i Esercizio (funzionalità in esercizio) ES E R (es. eformabilità) 18

19 Stati Limite Ultimi SLU AZIONI DI CALCOLO Si ricavano maggiorano i valori caratteristici elle azioni permanenti G 1.4 variabili Q 1.5 Combinazione i carico F G g k q Q i n 1k 0 i i Q ik statiche F E I G k i n i i 1 Q ik sismiche Stati Limite i Esercizio SLE AZIONI DI CALCOLO In esercizio si consierano i valori caratteristici elle azioni Combinazioni i carico F F F G G G k k k i n Q1 rara 0 k Q i 11 Q Q 1k i n i i n ik Q i i Q 1k i i 19 ik ik frequente quasipermanente

20 COEFFICIENTI DI COMBINAZIONE Istruzioni CNRDT 06/006 Azioni 0 1 Carichi variabili nei fabbricati per abitazioni e uffici 0,7 0,5 0,3 Negozi, uffici aperti al pubblico e autorimesse 0,7 0,7 0,6 Magazzini e epositi 1,0 0,9 0,8 Vento 0,6 0, 0 Neve 0,6 0,3 0,1 RESISTENZA NEL TEMPO I profili i resistenza el legno sono efiniti sulla base i prove sperimentali ella urata i circa 5 minuti Se la prova viene conotta più lentamente, la rottura viene raggiunta per un valore el carico inferiore Il legno infatti inizia a anneggiarsi già per valori el carico prossimi al 60% ella resistenza a 5 min. 0

21 RESISTENZA NEL TEMPO Nelle verifiche i resistenza è quini necessario tenere conto ella effettiva urata el carico che agisce sulla membratura in questione (classe i urata el carico) Inoltre, siccome la resistenza el materiale varia al variare ell umiità el materiale è necessario tener conto anche ella classe i servizio ella struttura. Si introuce quini un fattore correttivo kmo che va a moltiplicare i valori i resistenza caratteristici ricavati a prove ella urata i 5 min. CLASSI DI DURATA DEL CARICO La resistenza è influenzata alla urata el carico per cui si consierano cinque iverse classi i urata el carico. DM Classe i urata el carico Permanente Lunga urata Meia urata Breve urata Istantaneo Durata el carico più i 10 anni 6 mesi 10 anni 1 settimana 6 mesi meno i 1 settimana Peso proprio Var. epositi Var. in genere Neve, vento Sisma, acc. 1

22 CLASSI DI SERVIZIO La eformazione e la resistenza sono influenzate alle caratteristiche i esercizio ella struttura per cui si consierano tre iverse classi i servizio ella struttura. DM Classe i servizio 1 3 Caratteristiche Umiità legno in equilibrio con ambiente a 0 C e umiità relativa aria che supera il 65% poche settimane all anno (umiità meia <1%) Umiità legno in equilibrio con ambiente a 0 C e umiità relativa aria che supera l 85% poche settimane all anno (umiità meia <0%) Conizioni climatiche che preveono umiità più elevate i quelle ella classe i servizio VALORI RESISTENZE DI CALCOLO I valori ella resistenza i calcolo el materiale viene ricavato con la relazione f f k k m mo m Coefficiente i sicurezza parziale el materiale kmo el carico i minore urata EN 1995 m Istruzioni CNR06/006 Stati limite ultimi combinazioni fonamentali legno massiccio legno lamellare incollato pannelli i particelle o i fibre LVL, compensato, OSB unioni unioni a comportamento uttile m 1,30 1,5 1,30 1,0 1,30 1,10

23 Materiale Riferimento Classe i servizio Permanente Valori i k mo per classe i urata el carico Lunga Meia Breve Istantanea Legno massiccio Legno lamellare Microlam.(LVL) EN EN EN 14374,EN ,60 0,60 0,50 0,70 0,70 0,55 0,80 0,80 0,65 0,90 0,90 0,70 1,10 1,10 0,90 Compensato EN 636 Parti 1,, 3 Parti, 3 Parte ,60 0,60 0,50 0,70 0,70 0,55 0,80 0,80 0,65 0,90 0,90 0,70 1,10 1,10 0,90 Pannello i scaglie orientate (OSB) EN 300 OSB/ OSB/3 OSB/4 OSB/3 OSB/ ,30 0,40 0,30 0,45 0,50 0,40 0,65 0,70 0,55 0,85 0,90 0,70 1,10 1,10 0,90 Pannello i particelle (truciolare) EN 31 Parti 4, 5 Parte 5 Parti 6, 7 Parte ,30 0,0 0,40 0,30 0,45 0,30 0,50 0,40 0,65 0,45 0,70 0,55 0,85 0,60 0,90 0,70 1,10 0,80 1,10 0,90 Pannello i fibre, alta ensità EN 6 HB.LA, HB.HLA 1 o HB.HLA 1 o 1 0,30 0,0 0,45 0,30 0,65 0,45 0,85 0,60 1,10 0,80 Pannello i fibre, meia ensità (MDF) EN 63 MBH.LA1 o MBH.HLS1 o MBH.HLS1 o EN 65 MDF.LA, MDF.HLS MDF.HLS ,0 0,0 0,0 0,40 0,40 0,40 0,60 0,60 0,60. 0,80 0,80 0,45 0,80 0,45 1,10 1,10 0,80 1,10 0,80 VALORI RESISTENZE DI CALCOLO Nel DM al posto i k mo c è un coefficiente i moello R f fk m R m Coefficiente i sicurezza parziale el materiale R Coefficiente i moello Stati limite ultimi combinazioni fonamentali Classe i urata el carico Classe i servizio legno massiccio 1 legno lamellare incollato Legno massiccio, lamellare, compensato e LVL pannelli i particelle o i fibre Permanente LVL, compensato, OSB Lunga urata unioni Breve urata Stati Limite i esercizio DM m 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,00

24 VERIFICHE SLU Per il materiale legno si assume un comportamento elasticofragile (struttura, sezione, punto verif. equivalenti) Si eterminano quini i valori massimi i tensione nel punto ovuti alle azioni i calcolo e si confrontano con le resistenze in termini i tensione co, f co, c90, f c90, Compressione parallela Compressione perpen. to, f to, t90, k vol ft90, Trazione parallela Trazione perpen. VERIFICHE SLU m, f m, Flessione f v, Taglio Compressione inclinata i rispetto alla fibratura f f c,0, c,90, c,, fc,0, sin fc,90, cos Per sollecitazioni composte si aottano opportuni criteri i verifica valevoli caso per caso 4

25 CALCOLO DEFORMABILITA Si consiera un coefficiente k ef che tiene conto i viscosità el legno e variazione i umiità a secona ella classe i servizio ella struttura. u Combinazione rara fin u ist u if Combinazione quasipermanente u if u' ist k ef Se il legno viene posto in opera con il 30% i umiità il valore i k ef va incrementato i una unità secono la EN 1995 e il DM , i ue unità secono le CNRDT 06/006 k ef Materiale Riferimento 1 Classe i servizio 3 Legno massiccio Legno lamellare incollato Microlamellare (LVL) EN EN EN 14374,EN ,60 0,80,00 Compensato EN 636 Parte 1 Parte Parte 3 0,80 0,80 0,80 1,00 1,00,50 Pannelli i scaglie orientate (OSB) EN 300 OSB/ OSB/3 OSB/4,5 1,50,5 Pannello i particelle (truciolare) EN 31 Parte 4 Parte 5 Parte 6 Parte 7,5,5 1,50 1,50 3,00,5 Pannelli i fibre, alta ensità EN 6 HB.LA HB.HLA1, HB.HLA,5,5 3,00 Pannelli i fibre, meia ensità (MDF) EN 63 MBH.LA1, MBH.LA MBH.HLS1, MBH.HLS EN 65 MDF.LA MDF.HLS 5 3,00 3,00,5,5 4,00 3,00

26 DEFORMABILITA SOTTO CARICO Esempio: messa in opera i elemento molto umio 30 1% Freccia 18 1% 1 18% Tempo Necessario mettere in opera legname stagionato oppure lasciare i puntelli per lungo tempo LIMITAZIONI FRECCIA Per il calcolo ei valori i freccia istantanei si utilizza il valore meio ei mouli elastici E e G. u net u u, ist l 1 u u0 300 u 0 l controfreccia luce libera trave appoggiata n u, ist a carico Q1 k ( oi Qik ) i u, fin l u net, fin l u n ( i 1, fin a carico i Qik ) Limiti EN 1995 e Istruzioni CNRDT 06/006 6

27 TRAVI SPECIALI EN 1995 Eurocoice 5 Istruzioni CNRDT 06/006 TRAVI RASTREMATE Per iniviuare la sezione ove è maggiore la sollecitazione flettente si impone l annullarsi ella erivata ella tensione /x Per carico uniformemente istribuito si ha singola rastrem. x h min hmin h max l x x oppia rastrem. x h h min max l 7

28 TRAVI RASTREMATE Valutazione tensioni nella sezione maggiormente sollecitata O Fibre tese inferiori m,0, 6 M (1 4 tan ) 6 M,, (1 4 tan ) m m, 0, f m, b h Fibre compresse superiori b h m, m,, fm, f t,90, f sin cos TRAVI RASTREMATE Nelle travi a oppia rastremazione è necessario verificare anche le tensioni al lembo inferiore nella sezione apicale e le trazioni perpenicolari m,0, Fibre tese inferiori (1 1.4 tan 5.4 tan m, 0, f m, 6 M ) b h ap, tan V b h ap (1 ) V b Trazioni perpenicolari alle fibre 6 M ap, q t, 90, 0. tan 0. 6 b h b t,90, k is k is ft,90, V V volume zona i colmo

29 TRAVI CURVE Nella prouzione i travi curve è necessario ricorare che curvano le lamelle si introucono tensioni longituinali nel legno. Infatti se r è il raggio i curvatura elle lamelle si ha una tensione i flessione pari a m M I t E t r Per r/t = 00 si ottengono tensioni pari a 5 MPa ovvero prossime ai valori i resistenza caratteristica. In realtà la viscosità el legno, l elevata temperatura causata al processo esotermico i inurimento ella colla e il contenuto i umiità ella colla stessa favoriscono un forte rilassamento i tali tensioni. Per questo motivo non è necessario introurre alcun coefficiente riuttivo alle tensioni i flessione se r/t > 40. Viceversa si eve penalizzare la resistenza a flessione con il coefficiente k r r t 15 r t, k f, m r m M E I r TENSIONI LONGITUDINALI TRAVI CURVE Scriveno le equazioni i equilibrio sulla sezione si ricava la posizione ell asse neutro e il valore ella tensione longituinale in ogni punto. Il valore ella massima tensione si ha al lembo inferiore teso e vale k l m k, l 6 M b h h h r r r rin 0. 5h y x La verifica i resistenza è r n, k f, m r m 9

30 TENSIONI TRASVERSALI TRAVI CURVE Scriveno l equilibrio alla traslazione in irezione raiale ella porzione i trave inicata nella figura i estra i ha Da cui si ricava F t,90, l b t,90, r b t,90, F r b Se si consiera un braccio ella coppia interna i /3 h si ha F 3 M h r n y F h 3 F x t, 90, 6 b M h h 4r TENSIONI TRASVERSALI TRAVI CURVE La verifica per le tensioni trasversali si esegue consierano un volume i legno teso pari alla zona tratteggiata i figura k is 1.4 t,90, k is ft,90, V 30 V b( h 180 r h) 3 in V b V volume zona i colmo

31 TRAVI CENTINATE Sono travi con estraosso rettilineo a oppia penenza e intraosso curvo. I tratti rettilinei possono essere a sezione costante o rastremati. Le verifiche nei tratti rettilinei si eseguono come per le travi prismatiche o come per le travi rastremate. Fibre tese intraosso m,0, 6 M (1 4 tan ( )) 6 M,, (1 4 tan ( )) m b h Fibre compresse estraosso b h TRAVI CENTINATE k l Nella zona centrale le tensioni massime i trazione in irezione parallela alle fibre si valutano con la relazione k m, 3 hap hap hap k k k r r r 6 M kl b h ap, ap k tan 5.4 tan k tan k tan 7.8 tan k4 6 tan Con questa relazione si può calcolare la massima tensione nella zona centrale elle travi: rastremate curve r 0 centinate r 0; 031

32 TRAVI CENTINATE La massima tensione i trazione perpenicolare alle fibre nella zona centrale si etermina con la relazione 6 M ap, t, 90, k p 0. 6 b h k p k hap hap k k r r ap q b k 5 0. tan k tan.6 tan k7.1tan 4 tan t,90, k is k is ft,90, V V volume zona i colmo V b(sin cos ( r in h ap ) r in ) 180 V 3 b TRAVI CON TRAZIONI PERPENDICOLARI Per contrastare la trazione perpenicolare alle fibre può essere necessario isporre barre filettate resinate 3

33 UNIONI EN 1995 Eurocoice 5 Istruzioni CNRDT 06/006 UNIONI Per l assemblaggio i strutture in legno è necessario utilizzare opportuni sistemi i unione che collegano fra loro gli elementi Per strutture in legno massiccio le unioni sono in genere soggette a sforzi moesti Nel caso i strutture in legno lamellare le sollecitazioni che interessano il giunto i collegamento, invece, possono essere i notevole intensità I collegamenti possono essere realizzati meiante ispositivi i unione meccanici a incastro fra elementi in legno chioi bulloni viti morenti caviglie barre incollate meiante incollaggio egli elementi 33

34 PROGETTO UNIONI Nel progetto elle unioni è necessario eterminare CAPACITA PORTANTE DEFORMABILITA IN ESERCIZIO Per il caso i ispositivi i unione a gambo cilinrico (chioi, bulloni, spinotti, viti, ecc.) la capacità portante a taglio si etermina meiante EUROPEAN YIELD MODEL Si consierano i possibili meccanismi i collasso faceno l ipotesi i comportamento rigioplastico sia per il legno che per il connettore e si etermina il carico limite (Johansen 1949) POSSIBILI MECCANISMI DI COLLASSO 34

35 FATTORI DA CUI DIPENDE LA CAPACITA PORTANTE DI UN UNIONE Tensione i rifollamento el legno (ensità el legno, inclinazione con la irezione elle fibre, imensione el connettore) Momento plastico el connettore M y Diametro e numero ei connettori, n Spessore egli elementi i unione t i Distanze fra i connettori e istanze ai bori a 1, a, a 3, a 4 DISTANZE MINIME TRA CONNETTORI 35

36 DISTANZE MINIME TRA BULLONI M.7 y, k 0. 4 fu, k Momento i completa plasticizzazione el gambo el bullone assunto nell Eurocoice n. 5 ( in mm, f u,k in MPa, M y,k in Nmm) DISTANZE MINIME TRA PERNI M.7 y, k 0. 4 fu, k Momento i completa plasticizzazione el gambo el perno assunto nell Eurocoice n. 5 ( in mm, f u,k in MPa, M y,k in Nmm) 36

37 DISTANZE MINIME TRA CHIODI M f f u, k.6 y, k 180 Momento i completa plasticizzazione per chioi a gambo cilinrico h, k k Tensione i rifollamento per chioi senza preforatura k 1.3 per chioi lisci k 1. 5 per chioi a aerenza migliorata UNIONI A PIU BULLONI UNIONI MULTIPLE EFFICACIA RIDOTTA BULLONI F m n ef F s Viene introotto il concetto i efficacia ei bulloni n ef a n 0.9 n ef kef n EC Numero i bulloni

38 UNIONI SINGOLE E MULTIPLE Quano la forza in un unione provoca in un elemento forze i trazione in irezione perpenicolare alle fibre bisogna verificare che l elemento non si rompa per spacco longituinale Fessura i spacco h e V 90, max V 1 R 90, k 1 h h R 10b h e e SISTEMI DI CONTROVENTO PER EDIFICI EN 1995 Eurocoice 5 38

39 SISTEMI DI CONTROVENTO PER EDIFICI Un eificio eve essere in grao i sopportare sia carichi verticali che azioni orizzontali (sisma, vento) E richiesto un funzionamento i tipo scatolare i solai evono essere in grao i trasferire le forze orizzontali alle pareti i taglio; le pareti evono essere in grao i trasferire le reazioni ei solai alle fonazioni. DIAFRAMMA ORIZZONTALE Gli elementi impegnati sono: corrente compresso corrente teso pannelli sottoposti a sforzo tagliante unione ei pannelli con i correnti longituinali e trasversali F v, q f, F t, q f, M max, F c, F v, 39

40 DIAFRAMMA ORIZZONTALE Forza nei correnti compresso e teso L azione orizzontale viene consierata come una forza uniformemente istribuita che agisce sul iaframma, che funziona come trave alta. Fc, Ft, M max, M max, è il momento massimo b b è l altezza el iaframma Forza i scorrimento Verifica unioni pannelli q f, F c, b s R q f, f, (passo connettori) R f, è la resistenza i calcolo i un connettore PARETE DI TAGLIO Gli elementi impegnati sono: corrente verticale compresso corrente verticale teso pannelli sottoposti a forzo tagliante unione ei pannelli con i correnti verticali e orizzontali F v, F c, F t, F v,40

41 PARETE DI TAGLIO Si etermina la forza orizzontale relativa a ogni parete operano la ripartizione ell intera forza orizzontale fra le varie pareti i taglio proporzionalmente alle rigiezze elle stesse. La capacità portante ella parete i taglio è ata alla somma elle resistenze ei singoli pannelli che compongono la parete R v, Riv, R iv, R f, R f, è la resistenza i calcolo i un connettore h 1 per bi c i bi h per bi bo s b i c i b o = h/ PARETE DI TAGLIO I montanti compressi evono essere imensionati per sopportare una forza pari a: F c, 0.67 F 0.75 F v, v, h / b h / b per fogli su entrambe le facce per fogli su una sola faccia I montanti tesi evono essere imensionati per sopportare una forza pari F t, F v, b Le unioni el pannello con la fonazione evono essere in grao i trasferire l intera azione tagliante alla base el pannello. h 41

42 EDIFICI IN ZONA SISMICA EN 1998 Eurocoice 8 OPCM 374/3431 DM EDIFICI IN ZONA SISMICA Il DM , come pure l OPCM 374/3431, per le costruzioni in zona sismica consentono costruzioni in legno i altezza limitata. Zona sismica Altezza eifici (m) Nell OPCM 374/3431, però, si aggiunge I limiti inicati non si riferiscono a strutture interamente realizzate in legno lamellare (con fonazioni in calcestruzzo e collegamenti in acciaio), per le quali non è prevista alcuna limitazione in altezza. Eurocoice 8 Non introuce limitazioni. DM Limita l altezza per eifici in zona 1 a ue piani. 4

43 REGOLE DI PROGETTAZIONE L OPCM 374/3431 e l Eurocoice 8 prescrivono alcune regole specifiche per gli eifici in legno situati in zona sismica. Principi i progetto Gli eifici in legno evono essere progettati con una concezione strutturale in accoro con uno ei seguenti comportamenti: comportamento strutturale issipativo comportamento strutturale scarsamente issipativo COMPORTAMENTO DISSIPATIVO Per gli eifici con comportamento strutturale issipativo si tiene conto ella capacità i alcune parti ella struttura (zone issipative) i resistere alla sollecitazione i tipo sismico al i fuori el campo elastico. Il valore el fattore i struttura viene assunto q 1.5 Le zone issipative evono essere consierate localizzate in corrisponenza ei noi e elle connessioni con sistemi i bloccaggio meccanico, mentre si eve assumere per le membrature i legno un comportamento elastico. Le proprietà elle zone issipative evono essere eterminate meiante prove sperimentali sul noo o sull intera struttura oppure su parti i questa. 43

44 COMPORTAM. SCARSAMENTE DISSIPATIVO Per gli eifici con comportamento strutturale scarsamente issipativo, inipenentemente alla tipologia strutturale, gli effetti prootti alle azioni esterne sono calcolati sulla base i un analisi elastica globale, senza tener conto el comportamento nonlineare el materiale. Il valore el fattore i struttura viene assunto non maggiore i 1.5 q 1.5 PROPRIETA DELLE ZONE DISSIPATIVE Nei noi consierati come zone issipative si possono utilizzare solamente materiali e elementi i bloccaggio meccanico che imostrino un aeguata resistenza sotto carichi ciclici I noi incollati sono consierati come zone nonissipative I noi i carpenteria (noi a incastro senza utilizzo i sistemi i bloccaggio quali intagli, tenoni, ecc.) possono essere utilizzati solo quano sono in grao i offrire un aeguata capacità i issipazione i energia. L utilizzo è quini suborinato all esecuzione i prove sperimentali. I materiali ei iaframmi i controvento evono riguarare: Pannelli i particelle con ensità i almeno 650 kg/m 3 e spessore minimo i 13 mm. Pannelli in legno compensato con spessore minimo i 9 mm 44

45 CLASSI DI DUTTILITA In funzione ella uttilità i comportamento e ella capacità i issipare energia sotto l azione sismica gli eifici i legno evono essere assegnati alla classe i uttilità A o B. Le strutture che non rispettano le conizioni richieste per le classi A o B ovranno essere consierate scarsamente uttili. DUTTILITA ZONE DISSIPATIVE Le zone issipative evono essere in grao i eformarsi plasticamente per almeno 3 cicli a inversione completa con un rapporto i uttilità 4 per classe i uttilità B 6 per classe i uttilità A Senza che si verifichi una riuzione ella resistenza maggiore el 0% F s s e s s s s e s e 45

46 FATTORE DI STRUTTURA Le strutture isostatiche in genere, gli archi a ue cerniere, le reticolari con connettori sono a consierare a scarsa capacità i issipazione energetica per cui si eve assumere un valore i q non superiore a 1.5. Se gli eifici non sono regolari in elevazione i valori el fattore i struttura i tabella vanno riotti el 0%. Per strutture con proprietà ifferenti e inipenenti rispetto alle ue irezioni ortogonali i verifica sismica, si possono utilizzare valori iversi el coefficiente q per la valutazione egli effetti ell azione sismica per ognuna elle ue irezioni. x = scarsa uttilità, y = classe B ANALISI STRUTTURALE Nell analisi ella struttura si eve tener conto ello scorrimento in corrisponenza ei giunti (eformabilità elle unioni). Si eve utilizzare un valore el moulo elastico E o per carichi istantanei (maggiore el 10% rispetto a quello i breve termine) Gli impalcati possono essere assunti infinitamente rigii purché rispettino opportune isposizioni costruttive e non presentino aperture tali a influenzare significativamente la rigiezza membranale globale. 46

47 DISPOSIZIONI COSTRUTTIVE GIUNTI La plasticizzazione ei giunti non eve compromettere la stabilità globale ella struttura (posizione ei giunti) Le membrature compresse e i loro collegamenti (es. giunti i carpenteria), evono essere progettate in moo che non si separino (sollecitazioni cicliche). Non evono essere utilizzati, in genere, perni e bulloni i iametro > 16 mm (aeguatamente serrati). Chioi sottili e cambrette non evono essere utilizzati senza accorgimenti per evitarne lo sfilamento. Possono essere utilizzati per i pannelli. Per evitare fessure i spacco DISPOSIZIONI PER GLI IMPALCATI Tutti i bori ei pannelli che non terminano su elementi el telaio evono essere sostenuti e collegati a elementi i bloccaggio. La snellezza elle travi eve essere limitata al valore b/h < 4. Per zone sismiche 1 e infittire el 30% i chioi nelle zone i iscontinuità Se gli impalcati sono consierati rigii nel proprio piano, le travi perimetrali evono seguire tutto il perimetro e essere efficacemente collegate sia ai iaframmi orizzontali che ai iaframmi verticali. 47

48 VERIFICHE DI SICUREZZA I valori ella resistenza i calcolo evono essere eterminati con il valore i k mo relativo ai carichi istantanei. Per la verifica allo Stato Limite Ultimo si applicano i coefficienti i sicurezza parziali m relativi alle combinazioni i carico eccezionali (in genere m =1). Al fine i garantire lo sviluppo el comportamento ciclico issipativo nelle zone assunte come issipative, tutti gli altri elementi strutturali e/o connessioni evono essere progettati con un aeguata sovraresistenza. Per lo Stato Limite i Danno si verifica che la struttura sotto un azione orizzontale valutata sulla base ello spettro i risposta elastico riotto i.5 non subisca spostamenti interpiano superiori a un valore prefissato. In genere r < 0.01 h (OPCM 374/3431) 48