Angolo telaio HO6. Guida dell'utente. Friedrich + Lochner GmbH F+L im Internet

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1 Angolo telaio HO6 Guida dell'utente Friedrich + Lochner GmbH 006 F+L im Internet info@frilo.de HO6 guida dell'utente, Versione 1/006 Programma HO6 1

2 F+L-Programma: HO6 Questo manuale informa circa le basi del programma. Le istruzioni dettagliate di funzionamento tuttavia che troverete nel corrente in linea-aiutano del programma - usi il F1-Key per denominare il in linea-aiut-sistema. Le istruzioni generali di funzionamento ai programmi di F+L sono ricapitolate "Istruzioni di base per l'uso" manuali. Indice Applicazioni possibili... 3 Basi di calcolo... 4 Spinotti e caviglie di tipo speciale... 4 Verifica con giunti ad incastro cuneiformi... 7 Input nel sistema... 8 Materiale... 8 Selezione del materiale... 8 Mezzi di unione - Caviglie... 9 Sistema per unioni con spinotti/caviglie di tipo speciale... 9 Collegamento con giunto ad incastro cuneiforme Sistema per collegamento con uno o due giunti ad incastro cuneiformi Carichi / Caratteristiche di sollecitazione Caratteristiche di sollecitazione Selezione delle caviglie... 1 Dimensionamento... 1 Output Bibliografia Figure Figura: Disposizione del "Cerchio di caviglie" nell'angolo di telaio HO Figura: distribuzione delle sollecitazioni HO Figura: Collegamento con uno o due giunti ad incastro cuneiformi HO Indice analitico F+L - progettazione strutturale

3 Applicazioni possibili Il programma "Angolo telaio" consente il dimensionamento delle giunzioni degli angoli di telaio resistenti alla flessione per capriate di capannoni in legno lamellare ed eseguite con cerchi di spinotti di tipo speciale o con giunti ad incastro cuneiformi (uno o due giunti). Per la verifica della giunzione dell angolo si devono attribuire all angolo del telaio le caratteristiche di sollecitazione N, M, Q risultanti da un esame da eseguire sul sistema complessivo; possono essere considerate un massimo di 5 condizioni di carico. Le verifiche vengono eseguite in punti critici o sezioni critiche selezionati. Programma HO6 3

4 Basi di calcolo Spinotti e caviglie di tipo speciale Il calcolo viene eseguito conformemente alle direttive descritte in /1/. La sollecitazione delle caviglie dovuta alla forza di taglio e alla forza normale viene assorbita ripartita uniformemente su tutte le caviglie. Le forze delle caviglie dovute alla sollecitazione del momento sono proporzionali alla distanza delle caviglie dal baricentro della giunzione d angolo. In presenza di due cerchi di caviglie la sollecitazione delle caviglie ammessa, e valida per tutte le caviglie, viene ridotta del 15% secondo /3/. Vengono eseguite le seguenti verifiche: Carico delle caviglie con un cerchio di caviglie: F eff Q M sin( βi) N M sin( βi) = ( ) + ( + ) n r n n r n con due cerchi di caviglie: F eff con: Q Mr i N Mr i = ( sin( βi)) + ( + cos( βi)) n I n I n = n + n = numero di caviglie, r i i p l = n r + n r p 1 = raggio concernente la caviglia i (per i = 1,), β = coordinate dellangolo per la caviglia i, 1 1 p Il carico della caviglia sul gambo trasversalmente rispetto alla direzione delle fibre è massima nel punto 1a o 1b, a seconda del segno per M e Q. Nella traversa invece la sollecitazione massima trasversale alle fibre è situata nel punto a o b. Determinante per la sollecitazione delle caviglie è l angolo compreso tra le direzioni della forza e delle fibre, fissato a 90 gradi nel programma. La distanza degli spinotti dall estremità dell asse di testa dovrebbe corrispondere a 6 volte il valore del diametro dello spinotto quando per l angolo non sono previste misure di sicurezza (nel programma è fissata una distanza minima di 4 d d ). Tutte le altre distanze minime sono regolate secondo DIN 105, parte. Sollecitazione di trazione trasversale Le sollecitazioni di trazione trasversale sul punto d angolo superiore (punto 3) possono essere verificate a richiesta. Ciò è sovente indispensabile secondo /3/ quando il carico ammesso della caviglia e le distanze minime non sono state rispettati oppure quando la sollecitazione tangenziale è superiore a 0,9 MN/m. La componente della forza di una caviglia perpendicolare alla direzione della fibratura può provocare la spaccatura della sezione trasversale; se necessario, rinforzare questa zona con chiodi filettati o viti. Nella struttura a cerchi di caviglie si raccomanda di effettuare sempre un rinforzo dell angolo per aumentare la capacità portante. 4 F+L - progettazione strutturale

5 Sollecitazione massima di trazione trasversale secondo /1/: QH σ Z eff = 06, d e 3 Q = forza orizzontale caviglia H d = larghezza del legno e = distanza della caviglia dallestremità dellasse di testa Poiché la componente di forza Q H agente in direzione del bordo provoca una spaccatura trasversale rispetto alla fibratura piuttosto che quella opposta, questa forza è considerata come positiva. Con una forza agente in direzione opposta viene applicato un segno negativo. Per la verifica sarà quindi valida la seguente relazione, a seconda del segno di Q H : σ Z 1 eff + 1 amm σ Z Per la traversa è valida la regola corrispondente; una forza positiva agisce verso l alto. Prove hanno dimostrato che i danni negli angoli dei telai si verificano per lo più al raggiungimento della resistenza limite al taglio o alla trazione trasversale nella zona d angolo. Con giunzioni a cerchi di caviglie Heimeshoff propone quindi in /3/ di calcolare una sicurezza dell angolo per una forza N D = n 1 /1 D M (D M = forza agente sulla caviglia a causa del momento). Programma HO6 5

6 Verifiche a sollecitazione tangenziale Nelle sezioni I-I e II-II agiscono le forze di taglio massime nel gambo e nella traversa. Gambo nella sezione I-I: Q I-I = Q/ - M/r/π, Traversa nella sezione II-II: Q II-II = N/ - M/r/π, in caso di cerchi di caviglie si sostituisce il termine con: M n r n r π + n r + n r Sollecitazione tangenziale: TauQ I-I = 3/ Q I-I /A I-I e TauQ II-II = 3/ Q II-II/A II-II. Poiché la sollecitazione tangenziale è determinante all interno del cerchio di caviglie, si calcola con i valori non ridotti della sezione trasversale. τq eff τ amm 1 Q In deroga alle raccomandazioni di Heimeshoff in /3/ il programma calcola con Tau Q amm = 1, MN/m. Le tensioni e le sollecitazioni vengono verificate per ciascuna condizione di carico. 6 F+L - progettazione strutturale

7 Verifica con giunti ad incastro cuneiformi Il calcolo viene eseguito conformemente a //. I collegamenti ad incastro cuneiformi con uno e due giunti e momento d angolo negativo presentano la seguente distribuzione delle sollecitazioni: vedi figura: Collegamento con uno o due giunti ad incastro cuneiformi Nei telai consueti con momento d angolo negativo si devono verificare le elevate sollecitazioni a pressione agenti sullo spigolo interno dell angolo. Poiché con momento d angolo positivo sorgono sollecitazioni di trazione trasversali e considerando che questo comportamento portante è ancora largamente incerto, in presenza di elevati momenti d angolo positivi non si dovrebbe applicare un giunto ad incastro cuneiforme di questo tipo. Fino al chiarimento definitivo di questo comportamento portante, conformemente alla raccomandazione in //, la tensione di trazione longitudinale per la verifica viene ridotta a 0% di σ D. Per le verifiche a sollecitazione nel gambo e nella traversa si applica: N σdii amm M σd( γ) eff = ω + A σ amm W n B n Siccome i segni sono definiti come negativo per la pressione e positivo per la trazione, nelle verifiche è necessario rispettare le seguenti condizioni: MN compressione: σd( γ) eff = σd( γ) amm [ ] m trazione: σz( γ) eff = 0, σd( γ) amm [ MN ] m Per le sollecitazioni a pressione amm. sono applicate quelle valide per legno di conifera S10. γ è l angolo compreso fra le direzioni della forza e della fibratura. N, M sono caratteristiche di sollecitazione convertite dal programma, riferite al centro del giunto ad incastro cuneiforme. A n e W n sono valori netti determinanti della sezione trasversale sull angolo del telaio perpendicolare all asse dell asta, ridotti a 0,8 dei valori lordi della sezione trasversale in considerazione dell indebolimento dovuto al giunto ad incastro cuneiforme. Calcolo delle caratteristiche di sollecitazione per il dimensionamento con giunti ad incastro cuneiformi: Giunto gambo: Q = Q, N = N, M = M Q I' s s s Giunto traversa: Q = N sin( γ) + Q cos( γ) r N = N cos( γ) Q sin( γ) r M = M N I cos( α) + Q I sin( α) r a con: I' = 0, 5 ( h + ) tan( γ) tan( γ) tan( γ) Programma HO6 7

8 Input nel sistema Con doppio clic su Mezzo di unione" o Giunto ad incastro cuneiforme" nella Selezione principale si visualizza la finestra di immissione corrispondente. Di norma viene visualizzato il dialogo di immissione per i mezzi di unione (spinotto/caviglia di tipo speciale). Per la geometria del sistema si considera che le fibre nel gambo e nella traversa siano paralleli ai loro spigoli esterni rispettivi. Gli spigoli interni obliqui non influenzano il calcolo. La zona d angolo da esaminare viene descritta da una altezza della sezione trasversale h (perpendicolare rispetto all asse dell asta) caratteristica per traversa e gambo. Dal momento che le dimensioni della sezione trasversale nell angolo del telaio sono normalmente determinate esclusivamente dalla giunzione, si consiglia di precalcolare il più esattamente possibile gli assi reali della sezione trasversale e la posizione dell asse di rotazione. Materiale Il legno lamellare è predefinito come tipo di legno. È possibile selezionare la classe e un fattore di riduzione per le sollecitazioni ammesse (in seguito ad un equilibrio igrometrico > 18%). Questo fattore riduce anche le sollecitazioni ammesse dei mezzi di unione. Selezione del materiale Nella maggior parte dei programmi per costruzioni in legno è possibile scegliere fra la tipologia legno di conifera, lamellare o latifoglie e le corrispondenti categorie di classificazione (per la scelta fare clic su Lista selezionabile a discesa). Cliccando sul pulsante a doppia freccia si apre la finestra di immissione per i coefficienti del materiale. 8 F+L - progettazione strutturale

9 Mezzi di unione - Caviglie Sistema per unioni con spinotti/caviglie di tipo speciale Gli spinotti sono da preferire alle caviglie di tipo speciale a causa della loro applicazione più semplice e anche del loro superiore carico ammissibile. Gli angoli di telai incavigliati quando sono applicati all aria aperta o in locali soggetti a grandi variazioni di temperatura devono essere protetti contro la formazione di incrinature di contrazione. Ciò deve essere rispettato specialmente in presenza di grandi cerchi di caviglie che richiedono grandi dimensionamenti di sezioni trasversali. Alfa angolo fra spigoli superiori di traversa e puntello Gambo hs altezza del gambo Traversa hr altezza della traversa Gambo bs larghezza del gambo Traversa br larghezza della traversa eü sporgenza esistente Vedi anche Figura: Disposizione "Cerchio di caviglie" per angolo di telaio HO6 Per la disposizione delle caviglie devono essere definite le distanze: Sporgenza eü 0 cm Distanza dal bordo hs r1 er = Distanza dal bordo er caviglie di tipo spec. b secondo DIN105 spinotto 3 d d La distanza (e Ü + e R ) delle caviglie vicine al bordo all estremità dell asse di testa deve essere rispettata quando si utilizzano spinotti 4 d d (come giunto obliquo circa 60 ) e caviglie di tipo speciale e d. Con spinotti senza assicurazione nella zona d angolo, secondo /3/ si deve rispettare una distanza minima di 6 d d. Per la distanza dal bordo "e" del punto 3 di caviglia dall estremità dell asse di testa, determinante per la verifica di trazione trasversale, si applica la formula seguente: e= e + e + r ( sinβ + cosβ tan α) Ü R 1 1 α β = coordinata dellangolo della caviglia 3 = Per la verifica delle sollecitazioni di trazione trasversale selezionare l opzione corrispondente. Programma HO6 9

10 Collegamento con giunto ad incastro cuneiforme Sistema per collegamento con uno o due giunti ad incastro cuneiformi Con doppio clic su Giunto ad incastro cuneiforme" nella Selezione principale si visualizza la finestra di dialogo corrispondente. Selezionare il numero di giunti nella parte inferiore della finestra di dialogo. Alfa angolo fra spigoli superiori di traversa e puntello h altezza della sezione trasv. del gambo e della traversa nella zona d angolo b larghezza del gambo e della traversa a lunghezza della parte centrale (con giunti) OmegaS coefficiente di carico di pressoflessione del gambo OmegaR coefficiente di carico di pressoflessione della traversa Vedi anche Figura: Collegamento con uno o due giunti ad incastro cuneiformi Utilizzando la parte intermedia si dimezza l angolo delle fibre con conseguente aumento delle sollecitazioni ammissibili. Le forze di deviazione dovrebbero creare nell elemento costruttivo solo una pressione trasversale (ciò si riscontra nei momenti d angolo negativi). Nelle immediate vicinanze della zona d angolo staticamente inefficace non si dovrebbero effettuare giunzioni di controventature. La giunzione a coda di rondine deve essere eseguita secondo DIN I coefficienti di carico di pressoflessione per la traversa e il gambo, se non sono stati eseguiti calcoli esatti, devono essere valutati secondo DIN 105 ( ); si deve considerare il valore più sfavorevole risultante dalla flessione a carico di punta nel o dal piano del telaio. 10 F+L - progettazione strutturale

11 Carichi / Caratteristiche di sollecitazione Caratteristiche di sollecitazione È possibile l immissione di caratteristiche di sollecitazione da un massimo di 5 condizioni di carico nella condizione di carico P o PC. La forza longitudinale N, la forza di taglio Q e il momento M sono riferiti al baricentro (centro) dell angolo del telaio o della giunzione; le caratteristiche di sollecitazione devono essere determinate tramite un calcolo del telaio; le direzioni di azione di N e Q sono riferite al sistema di coordinate del gambo, parallelamente o trasversalmente alla direzione della fibratura delle lamelle del gambo. Tener presente che le caratteristiche di sollecitazione devono essere immesse con il segno corrispondente alla loro definizione vedi figura: Disposizione "Cerchio di caviglie" per angolo di telaio HO6 e figura Collegamento con uno o due giunti ad incastro cuneiformi Tramite il pulsante "Condizioni di carico" possono essere immesse un max. di altre quattro caratteristiche di sollecitazione che vengono rilevate nella condizione più sfavorevole durante il dimensionamento. Programma HO6 11

12 Selezione delle caviglie Scegliere fra Spinotto e Caviglia di tipo speciale e quindi fare clic sul pulsante Caviglia per aprire il dialogo di selezione corrispondente. Per gli spinotti viene richiesto il diametro ( 8mm), per le caviglie di tipo speciale vengono richiesti il tipo ed il diametro. I dati necessari per la disposizione e la sollecitazione ammissibile sono tratti dal file HDATH. Dimensionamento Quando si utilizzano spinotti/caviglie di tipo speciale come mezzo di unione viene visualizzata la seguente finestra di dimensionamento. 1 o cerchi Scegliere cerchi solo quando staticamente e geometricamente non è possibile ottenere una soluzione con un cerchio. Il carico ammissibile della caviglia è ridotto con due cerchi. Autodimension. Modificando i valori del sistema vengono automaticamente calcolati i valori di dimensionamento. Cerchio esterno Il cerchio esterno è definito dal suo raggio e dal numero dei mezzi di unione. Esso è di regola impostato su selezione di un cerchio. In caso di dimensionamenti predefiniti delle caratteristiche di sollecitazione è possibile aumentare il raggio scegliendo una sporgenza "eu". max Indica l occupazione geometrica massima possibile con mezzi di unione sul cerchio. ric Indica l occupazione statica richiesta con mezzi di unione sul cerchio. sel Indica il numero selezionato di mezzi di unione sul cerchio. Cerchio interno Le immissioni per il cerchio interno si attivano quando sono stati scelti due cerchi. Eta Indica il grado di utilizzazione max. di caviglie e sezione trasversale. 1 F+L - progettazione strutturale

13 Output Output dei dati del sistema, dei risultati e delle grafiche su schermo o stampante. Il comando Output nella Selezione principale consente di avviare la visualizzazione su schermo o la stampa. Word Schermo Stampa Il programma di elaborazione testi MSWord si apre e viene visualizzato l output, a condizione che questo programma sia installato sul calcolatore utilizzato. In ambiente Word, all occorrenza, è possibile modificare a piacere l output. Visualizzazione dei dati in una Finestra di testo Avvio dell output su stampante. L output ripete il protocollo di input del sistema e dei carichi, stampa le dimensioni delle sezioni, le verifiche a sollecitazione, le inflessioni, la distanza fra i puntellamenti superiori della briglia e il carico laterale. Bibliografia /1/ Scheer C. und K. Andresen: Ingenieurholzbau. Holzwirtschaftlicher Verlag der Arbeitsgemeinschaft Holz e.v. Düsseldorf 1985 // Heimeshoff B.: Berechnung von Rahmenecken mit Keilzinkverbindungen. Holzbau - Statik - Aktuell (Folge 1) Mai 1976 /3/ Heimeshoff B.: Berechnung Rahmenecken mit Dübelanschluß. Holzbau - Statik - Aktuell (Folge ) Nov /4/ Göggel M.: Bemessung im Holzbau. Wiesbaden; Berlin, Bauverlag, 1981 /5/ DIN 105 Ausgabe 1988 /6/ Holzbau-Statische Berechnungen Teil 1. Holzwirtschaftlicher Verlag der Arbeitsgemeinschaft Holz e.v., Düsseldorf 1988 Programma HO6 13

14 Figure Figura: Disposizione del "Cerchio di caviglie" nell'angolo di telaio HO6 Figura: distribuzione delle sollecitazioni HO6 14 F+L - progettazione strutturale

15 Figura: Collegamento con uno o due giunti ad incastro cuneiformi HO6 Programma HO6 15

16 Indice analitico B Basi di calcolo... 4 Bibliografia C Carichi / Caratteristiche di sollecitazione Collegamento con giunto ad incastro cuneiforme Figura Disposizione del Cerchio di caviglie nell angolo di telaio HO Figura distribuzione delle sollecitazioni HO I Input nel sistema... 8 M Mezzi di unione - Caviglie... 9 D Dimensionamento... 1 O Output E Eta... 1 S Selezione delle caviglie... 1 F Figura Collegamento con uno o due giunti ad incastro cuneiformi HO F+L - progettazione strutturale