Giunto a Trazione HO3

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1 Giunto a Trazione HO3 Guida dell'utente Friedrich + Lochner GmbH 2006 F+L im Internet info@frilo.de HO3 guida dell'utente, Versione 1/2006 Programma HO3 1

2 F+L-Programma: HO3 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 - Unione con chiodi... 6 Basi di calcolo - Caviglie di tipo speciale... 7 Basi di calcolo - Spinotti, spine calibrate, bulloni... 8 Sistema e Immissioni Dimensionamento dell'unione con chiodi Dimensionamento per caviglie di tipo speciale Disposizione delle caviglie - Caviglie di tipo speciale Dimensionamento per spinotti, spine calibrate e bulloni Disposizione delle caviglie (spinotti, spine calibrate, bulloni) Selezione dei chiodi Valori limite dei chiodi Sezioni trasversali di legno massiccio Compensato impiallacciato o pannelli pressati secondo sezione Profondità di penetrazione Carico del chiodo Disposizione dei chiodi Verifiche delle sollecitazioni - Unione con chiodi Verifiche delle sollecitazioni - Caviglie di tipo speciale Verifiche delle sollecitazioni - Spinotti, spine calibrate, bulloni Output Bibliografia Indice analitico F+L - progettazione strutturale

3 Applicazioni possibili Il programma HO3 consente il dimensionamento di giunti a trazione chiodati, di giunti a trazione con caviglie di tipo speciale, con spinotti, spine calibrate e bulloni nelle costruzioni in legno. Giunto a trazione chiodato HO3 contiene una preselezione automatica del tipo di chiodo adatto, sotto forma di tabella nella DIN 1151 (bullette rotonde a testa svasata), e una libera scelta dei chiodi con assegnazione preliminare del diametro e della lunghezza del chiodo. Vengono determinati il numero richiesto di chiodi, la disposizione dei chiodi con le distanze minime tra i chiodi, le dimensioni minime del coprigiunto e le sollecitazioni nelle parti della sezione trasversale. Il numero di chiodi ed il numero di file possono essere scelti assegnando un valore superiore o inferiore rispetto alla predefinizione del calcolatore. Si parte dal presupposto che gli elementi di copertura (coprigiunti) siano disposti simmetricamente rispetto all asse dell asta e che siano inchiodati su entrambi i lati. Gli elementi dell asta devono essere sollecitati principalmente al centro. Come materiale per i coprigiunti è possibile selezionare legno massiccio, pannelli di legno compensato impiallacciato secondo DIN , pannelli pressati secondo DIN o lamiera di acciaio St 37. Con i coprigiunti in legno massiccio l asta può essere costituita da 3 segmenti al massimo; Programma HO3 3

4 con altri tipi di coprigiunto viene considerata una monoasta nella quale possono essere incassati un massimo di 3 coprigiunti interni. Per le verifiche delle sollecitazioni vengono rilevate le forze delle singoli parti della sezione trasversale conformemente alla sollecitazione sulle superfici di taglio e vengono considerati gli indebolimenti della sezione trasversale utilizzando chiodi di diametro 4,2 mm e, in presenza di perforazioni, sottraendo le superfici dei fori nella sezione trasversale in questione (numero dimezzato di file in caso di disposizione sfalsata). Giunto a trazione con caviglie Il giunto a trazione per sezioni trasversali composite può essere eseguito con coprigiunti in legno massiccio o in acciaio (ST 37). Dopo selezione di una caviglia, conformemente alla classificazione della norma DIN 1052 T2, vengono visualizzati le disposizioni possibili ed i risultati rilevanti di dimensionamento, in modo che l utente con immissioni dirette delle distanze dai bordi e tra le caviglie consenta al programma di determinare una disposizione appropriata. Vengono determinati il numero di caviglie necessarie per giunto, la disposizione delle caviglie, le distanze minime tra le caviglie, le dimensioni minime del coprigiunto e le sollecitazioni nelle parti della sezione trasversale. Si parte dal presupposto che gli elementi di copertura (coprigiunti) siano disposti simmetricamente rispetto all asse dell asta. Gli elementi dell asta devono essere sollecitati principalmente al centro. Come materiale per i coprigiunti è possibile selezionare legno mas- 4 F+L - progettazione strutturale

5 siccio o lamiera di acciaio St 37. L asta di legno può essere composta da un massimo di tre segmenti. Per le verifiche delle sollecitazioni vengono rilevate le forze nelle singoli parti della sezione trasversale, conformemente alla sollecitazione sui piani di taglio, e vengono considerati gli indebolimenti della sezione trasversale causate da caviglie e bulloni. Giunto a trazione con spinotti/bulloni Il giunto a trazione per sezioni trasversali composite può essere realizzato con coprigiunti in legno massiccio, in materiale ligneo (attualmente non disponibile) o in acciaio (ST 37). Dopo selezione di uno spinotto/un bullone vengono visualizzati le disposizioni possibili ed i risultati di dimensionamento, in modo che l utente con immissioni dirette delle distanze dai bordi e tra le caviglie possa far determinare una disposizione appropriata da parte del programma. Viene determinato il numero di caviglie/bulloni necessario per lato del giunto, la disposizione, le distanze minime tra le caviglie, le dimensioni minime del coprigiunto e le sollecitazioni nelle parti della sezione trasversale. Si parte dal presupposto che gli elementi di copertura (coprigiunti) siano disposti simmetricamente rispetto all asse dell asta. Gli elementi dell asta devono essere sollecitati principalmente al centro. (Secondo DIN 1052, parte 2, tab. 10 possono essere eseguiti anche unioni asimmetriche ad una sezione resistente.) Come materiale per i coprigiunti è possibile selezionare legno massiccio o lamiera di acciaio St 37. L asta di legno può essere composta da un massimo di tre segmenti. Per le verifiche delle sollecitazioni vengono rilevate le forze nelle singoli parti della sezione trasversale, conformemente alla sollecitazione sui piani di taglio, e vengono considerati gli indebolimenti della sezione trasversale causati da spinotti e bulloni. Programma HO3 5

6 Basi di calcolo - Unione con chiodi Per il dimensionamento vengono calcolati in primo luogo i valori di base necessari: l altezza minima della sezione trasversale determinante per la disposizione dei chiodi; il numero di file, le distanze dal bordo, ecc. si riferiscono a questa altezza; le altezze dei coprigiunti possono essere minori quando per esse sono valide distanze inferiori dal bordo, le larghezze minime della sezione trasversale del legno massiccio e dei coprigiunti che limitano il diametro massimo ammissibile dei chiodi, la forza dell asta per il calcolo è il valore massimo delle forze della condizione di carico P e corrisponde a 0,8 volte il valore della condizione di carico PC, il profilo della sezione trasversale del collegamento viene salvato in un campo di dati, le sollecitazioni ammissibili per asta e coprigiunti in legno massiccio, pannelli in legno compensato impiallacciato o pannelli pressati sono definite secondo DIN Per i coprigiunti di acciaio St 37 sono validi i valori della norma DIN 18800; come pressione ammissibile di appoggio laterale nel foro sono applicati i valori per elementi di supporto e cerniere. 6 F+L - progettazione strutturale

7 Basi di calcolo - Caviglie di tipo speciale Valori preliminari Per il dimensionamento vengono calcolati in primo luogo i valori base necessari: l altezza minima della sezione trasversale determinante per la disposizione delle caviglie; il numero di file, le distanze dal bordo, ecc. si riferiscono a questa altezza; le altezze dei coprigiunti possono essere minori quando per esse sono valide distanze inferiori dal bordo, le larghezze minime della sezione trasversale del legno massiccio e dei coprigiunti che limitano il diametro massimo ammissibile delle caviglie, la forza dell asta per il calcolo è il valore massimo delle forze della condizione di carico P e corrisponde a 0,8 volte il valore della condizione di carico PC, le sollecitazioni ammissibili per asta e coprigiunti in legno massiccio. Per i coprigiunti in acciaio St 37 sono validi i valori della norma DIN 18800; come pressione ammissibile di appoggio laterale foro sono applicati i valori per elementi di supporto e cerniere. (nel programma per l acciaio (St 37) è definito: amm σ = 160( P)/ 180( PC); amm σ = 210( P)/ 240( PC); Z Lo secondo DIN 1052 con acciaio di qualità non comprovata non si deve superare 2 amm σ = 110 MN / m Z Calcolo delle caviglie Dopo aver definito il sistema e i mezzi di unione viene verificato se il dimensionamento delle sezioni trasversali è sufficiente, vengono determinate le forze singole nelle parti della sezione trasversale e rilevate e visualizzate le disposizioni geometriche possibili delle caviglie. Vengono determinate le sollecitazioni in ogni parte della sezione trasversale tenendo conto della ripartizione delle forze dovuta all azione della forza di taglio dell unione con caviglie, e vengono rilevati anche gli indebolimenti indispensabili della sezione trasversale. L utente deve controllare l ammissibilità dell unione con caviglie in base alle verifiche di sollecitazione. Carico delle caviglie Il carico ammissibile delle caviglie viene rilevato conformemente alle tabelle della norma DIN 1052 T2. Vengono considerati il fattore di riduzione ks in seguito all aumento dell umidità di equilibrio ed il fattore di aumento (1,25) per la condizione di carico PC. Con il tipo di caviglie E e coprigiunti di acciaio il carico ammissibile delle caviglie aumenta di 1,2 e 1,3 rispettivamente. Programma HO3 7

8 Basi di calcolo - Spinotti, spine calibrate, bulloni Valori preliminari Per il dimensionamento vengono calcolati in primo luogo i valori base necessari: l altezza minima della sezione trasversale determinante per la disposizione delle caviglie; il numero di file, le distanze dal bordo, ecc. si riferiscono a questa altezza; le altezze dei coprigiunti possono essere minori quando per esse sono valide distanze inferiori dal bordo, le larghezze minime della sezione trasversale del legno massiccio e dei coprigiunti che limitano il diametro massimo ammissibile delle caviglie, la forza dell asta per il calcolo è il valore massimo delle forze nella condizione di carico P e 0,8 volte il valore della condizione di carico PC, le sollecitazioni ammissibili per asta e coprigiunti in legno massiccio. Per i coprigiunti in acciaio St 37 sono validi i valori della norma DIN 18800; come pressione ammissibile di appoggio laterale foro sono applicati i valori per elementi di supporto e cerniere. (nel programma per l acciaio (St 37) è definito: amm σ Z = 160( P)/ 180( PC); amm σlo = 210( P)/ 240( PC); secondo DIN 1052 con acciaio di qualità non comprovata non si deve superare 2 amm σ = 110 MN / m Z Calcolo delle caviglie Dopo aver definito il sistema e i mezzi di unione viene verificato se il dimensionamento delle sezioni trasversali è sufficiente, vengono determinate le forze singole nelle parti della sezione trasversale e rilevate e visualizzate le disposizioni geometriche possibili delle caviglie. Vengono determinate le sollecitazioni in ogni parte della sezione trasversale tenendo conto della ripartizione delle forze dovuta all azione della forza di taglio dell unione con caviglie, e vengono rilevati anche gli indebolimenti indispensabili della sezione trasversale. L utente deve controllare l ammissibilità dell unione con caviglie in base alle verifiche di sollecitazione. Carico delle caviglie Il carico ammissibile delle caviglie viene rilevato conformemente alla tabella 10 della norma DIN 1052, parte 2 per unioni a doppia sezione resistente per legno centrale (= legno interno) e legno laterale (= legno esterno). Forza amm della caviglia per giunto di taglio: MN Namm = min ( σl a dd, valore B dd dd) con [ ], [ m mm ] 2 Valore B = valore fisso che rileva la rigidità flessionale del gambo [MN/m 2 ] A = spessore min del legno sul giunto di taglio [mm] Dd = diametro spinotto/bullone [mm] Indebolimento nella sollecitazione forza-fibra obliqua: 1 α Namm = Namm F+L - progettazione strutturale

9 Vengono considerati il fattore di riduzione ks dovuto all aumento dell umidità di equilibrio ed il fattore di aumento (1,25) per la condizione di carico PC. La sollecitazione ammissibile della caviglia viene incrementata del 25% con coprigiunti di acciaio. Forza totale amm della caviglia N amm = somma di tutte le forze ammissibili (Ni amm) nei giunti di taglio Numero di caviglie ric/lato giuntura nd ric = N cal / N amm N cal = forza calcolata effettiva Forza riferita alla condiz. di carico (P) Programma HO3 9

10 Sistema e Immissioni A seconda della scelta dei mezzi di unione (chiodi, caviglie, bulloni, spinotti) viene visualizzata un interfaccia di immissione adattata a questo scopo. 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 classificazioni (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. Normalmente sono preimpostati il legno di conifera della categoria di classificazione 10 ed un equilibrio i- grometrico 18 %. Il fattore di riduzione per le tensioni riduce contemporaneamente anche la sollecitazione ammissibile per chiodi/caviglie. Come materiale dei coprigiunti per unioni con caviglie o bulloni si può scegliere legno massiccio e acciaio. Per le unioni con chiodi è inoltre possibile selezionare pannelli in legno compensato impiallacciato e pressati. Il fattore di riduzione per le sollecitazioni ammissibili per il compensato impiallacciato (ks = 0,75) e i pannelli compressi (ks = 2/3) viene impostato automaticamente dal programma. Come fattore di riduzione per la sollecitazione dei chiodi viene scelto quello inferiore. Con il compensato impiallacciato esistono inoltre altre possibilità di immissione per l angolo compreso fra le direzioni forza-fibratura e per le sollecitazioni ammissibili. Ciò consente di utilizzare anche pannelli nodali per la costruzione prefabbricata adattata (si devono fornire prove speciali di idoneità). Le sollecitazione DIN ammissibili vengono interpolate conformemente ai requisiti contenuti nella norma DIN F+L - progettazione strutturale

11 Sistema Tirante scelta fra tirante a uno, due e tre segmenti b larghezza del tirante h altezza del tirante Come misure per la sezione trasversale del tirante sono determinanti di regola le dimensioni all inizio e alla fine del coprigiunto. Le singole sezioni trasversali in legno massiccio devono essere larghe ognuna almeno 2,4 cm ed avere un'area di14 cm 2. Il numero di coprigiunti interni è prestabilito dal programma. Specificando la distanza tra le singole aste viene definita contemporaneamente anche la larghezza del coprigiunto interno. Carichi Le tensioni e le sollecitazioni ammissibili dei chiodi per la condizione di carico PC devono essere applicate con valori del 25% superiori rispetto a quelli per la condizione di carico P. Per questo motivo il programma rileva internamente la forza di trazione determinante per il calcolo. Se al posto di un giunto a trazione si deve trattare la connessione di un puntone in un pannello nodale, è possibile applicare largamente gli stessi risultati, eccetto le restrizioni nelle denominazioni, nelle sollecitazioni ammissibili e negli indebolimenti della sezione trasversale. Mezzi di unione I mezzi di unione sono definiti specificatamente nella finestra di dimensionamento (pulsante "Dimensionamento") Coprigiunti Materiale del coprigiunto: scelta fra legno massiccio e acciaio; nelle unioni con chiodi è inoltre possibile selezionare pannelli di compensato impiallacciato e pannelli pressati. Immettere il numero di pezzi, la larghezza b e l altezza h dei coprigiunti. Le dimensioni dei coprigiunti sono di regola determinanti sul punto di giunzione. Con coprigiunti in legno massiccio sono valide le misure minime sopraddette, con l acciaio è predefinito uno spessore minimo di 2 mm (rispettare la protezione anticorrosione). Immissione con coprigiunti non in legno massiccio nelle unioni con chiodi Per i coprigiunti in compensato, pannelli pressati o acciaio la procedura di calcolo del programma è diversa da quella dei coprigiunti in legno massiccio. La larghezza del tirante viene suddiviso dai coprigiunti interni in parti di uguale larghezza, dopo aver sottratto le larghezze dei coprigiunti le singole larghezze minime devono essere di almeno 2,4 cm. Programma HO3 11

12 Si parte dal presupposto che le estremità dei chiodi non possano essere incastrate nel materiale del coprigiunto le profondità di penetrazione vengono considerate solo nelle parti della sezione trasversale del legno massiccio. Nel tirante possono essere inseriti al massimo 3 di questi coprigiunti. Inoltre è possibile applicare 2 coprigiunti esterni che non indeboliscono la sezione trasversale del tirante. Con coprigiunti in compensato la larghezza minima è pari a 6 mm, con pannelli pressati 8 mm, con l acciaio 3 mm (a causa della pressione di appoggio laterale secondo DIN 18800; rispettare la protezione anticorrosione secondo DIN 4115 (con b < 5mm)). Predefinizioni per i chiodi Per la scelta automatica dei chiodi è necessario predefinire il numero di piani di taglio (taglienza del chiodo). Selezionando direttamente un chiodo il programma determina la sua sezione resistente in base alla lunghezza del chiodo. Il programma verifica se la sezione resistente è ammissibile e se i chiodi possono essere infissi nel legno massiccio successivo al piano di taglio. 12 F+L - progettazione strutturale

13 Dimensionamento dell'unione con chiodi Le sollecitazioni ed il grado di utilizzo sono segnate. Nella finestra è possibile adattare le distanze tra i chiodi (interassi) per la grafica. Con legno di latifoglie e coprigiunti interni di acciaio il programma tiene sempre conto della perforazione. La perforazione aumenta il carico ammissibile del chiodo di 1,25 volte e consente di prevedere distanze minori tra i chiodi. Viene controllata l ammissibilità di tutti i dati immessi. Programma HO3 13

14 Dimensionamento per caviglie di tipo speciale Caviglie di tipo speciale Alfa angolo fra le direzioni forza-fibra dd diametro della caviglia Selezionare la tipologia di caviglie nella finestra principale facendo clic sul pulsante "Dimensionamento" e quindi su "Caviglie". Dopo la scelta del tipo di caviglia vengono indicati tutti i diametri esistenti del tipo scelto si può quindi selezionare il diametro desiderato. È inoltre possibile definire se la caviglia deve essere a uno o a due lati. Disposizione delle caviglie Qui vengono visualizzate le possibili disposizioni geometriche e statiche delle file. 14 F+L - progettazione strutturale

15 Selezionare dalla lista una disposizione sensata. Vengono indicati i seguenti parametri: σho sollecitazione eff nel tirante (Sig Ho) σau sollecitazione eff nel coprigiunto esterno (Sig Au) Quando si utilizzano coprigiunti di acciaio è possibile applicare solo caviglie unilaterali; con legno di latifoglie sono consentite unicamente caviglie a scomparsa (tipi A e B). Predefinendo un angolo di inclinazione superiore a 30 tra le direzioni della forza e della fibratura, si riduce la sollecitazione ammissibile della caviglia e le misure minime dei coprigiunti di legno massiccio possono eventualmente aumentare. Nelle verifiche delle sollecitazioni questo angolo non è tuttavia considerato. Programma HO3 15

16 Disposizione delle caviglie - Caviglie di tipo speciale Numero di caviglie e disposizione delle caviglie Il programma esamina la possibile disposizione delle caviglie tenendo conto delle distanze minime secondo DIN In caso di disposizione non ammissibile vengono visualizzati i seguenti messaggi di errore: il numero di file non consente la disposizione del numero di caviglie richieste, la disposizione è impossibile a causa della non osservanza delle distanze minime, il numero di caviglie in una file supera le 10 unità. Le distanze ric(hieste) dal bordo per coprigiunti di acciaio (e r min = d d /2+20mm) vengono considerate nel calcolo quando le distante minime nel legno massiccio sono garantite; altrimenti vengono stampati i valori geometrici minimi richiesti. La distanza ric(hiesta) è predefinita dalla certificazione dei singoli tipi di caviglia da parte dell ispettorato dei lavori edili e viene applicata automaticamente nel calcolo dal file delle caviglie. Numero di caviglie ric: n d = forza / sollecitazione amm della caviglia Poss. numero di file: n r = (h(di calcolo) - 2 e r )/ e +1 fila(e) Caviglie ric/fila: n s`= nd/(nr superfici di unione) pz./fila per n s` 2: n s = n s` per n s` >2: n s = n s` (1,05-0,05 (n s`-1)) DIN 1052 per n s` >10: l unione con caviglie non è più ammissibile, il sistema deve essere modificato. Numero di bulloni di bloccaggio Con diametri di caviglie d d 130mm, e con più caviglie disposte una dietro l altra, si deve inserire un bullone di bloccaggio alle estremità delle caviglie in ogni fila, con il tipo A, d d =190mm e con il tipo C,d d =130mm 2 bulloni di bloccaggio rispettivamente. Il numero di caviglie necessario rilevato dal programma tiene conto dell aumento e anche della disposizione delle caviglie contemplati nella normativa DIN, a condizione che ogni fila non sia occupata con il numero massimo di pezzi. Dist. min caviglie Distanza minima Distanza minima Distanza minima Distanza minima perpendicolare e parallela e II dallo spigolo e r Disposizione non sfalsata Disposizione sfalsata d d d d + td e dii b 2 + td e dii b 2 1) d d 11, e dii b 2 05, dd + td dii b 2 1) I valori intermedi sono inseriti linearmente. 16 F+L - progettazione strutturale

17 Lunghezza minima del coprigiunto Disposizione non ll = erii + eriia + ( ns 1) eii sfalsata: Disposizione sfalsata: l = e + e + ( ns 05, ) e con cifre dispari l rii riia II dd ( con coprigiunti di acciaio risulta eriia = +20 mm sporgenza) d Un bullone di bloccaggio non richiede nessuna lunghezza supplementare del coprigiunto; nella disposizione con due bulloni di bloccaggio si avrà: l = l + 3 d l l b Altezza minima del coprigiunto: h = e 2+ ( n 1) e l r r Dove: b larghezza minima del legno con una fila di caviglie, conformemente alla certificazione diametro dei bulloni di bloccaggio d b d d e II e e dii e rii e r diametro esterno della caviglia distanza tra caviglie, parallelamente distanza tra caviglie, perpendicolarmente valore minimo di distanza delle caviglie e lunghezza dall estremità alle caviglie, conformemente alla certificazione distanza dal bordo parallelamente alla fibratura, lato asta distanza dal bordo perpendicolarmente alla fibratura e riia distanza dal bordo parallelamente alla fibratura, lato giunto h l l l n d n r n s n s ' t d altezza del coprigiunto lunghezza del coprigiunto numero totale di caviglie (richieste) numero di file di caviglie perpendicolarmente alla fibratura, quindi "sovrapposte" numero di colonne di caviglie perpendicolarmente alla fibratura, quindi "una dietro l altra" numero di mezzi di unione esistenti in una fila, vedi sopra profondità di intaglio - profondità di scomparsa e di inserimento forzato - della caviglia Programma HO3 17

18 Dimensionamento per spinotti, spine calibrate e bulloni Spinotti, spine calibrate e bulloni sono gambi cilindrici di acciaio che grazie alla flessione delle spine e alla pressione di appoggio laterale del legno o dei coprigiunti si oppongono alle forze di taglio. Le spine calibrate devono essere installate con esattezza di adattamento; a causa della mancanza di effetto bloccante non è ammesso utilizzare coprigiunti in acciaio/materiale ligneo. Gli spigoli sono smussati. Le spine calibrate devono essere installate con esattezza di adattamento come gli spinotti; testa e dado conferiscono loro un effetto bloccante che consente di utilizzare coprigiunti esterni in acciaio/materiale ligneo. La parte filettata dovrebbe essere ridotta di una grandezza di filetto (esempio: 18 M16) I bulloni sono viti munite di testa e dado che vengono montate con un gioco (1 mm). È possibile utilizzare coprigiunti esterni in acciaio/materiale ligneo. Con elementi costruttivi deformabili in costruzioni permanenti non si dovrebbero utilizzare bulloni. Applicazione nei ponteggi, nelle costruzioni mobili. Tabella dei mezzi di unione dd [m m] mi n Diametro del foro min min racc max [mm] Piani di taglio Pezzi Spinotti 8 24 (30) dd 0,2 a 0,5 4 2 Spine calibrate Acciaio: dd + (1,0) opzionale (30) dd 0,2 a 0,5 2 2 Acciaio: dd + (1,0) opzionale Bulloni dd + 1,0 2 2 Con spinotti/spine calibrate di dd > 16 mm sorgono problemi durante la loro penetrazione in fori di diametro quasi esatto. Il diametro indicato del foro è quindi da considerare solo come un dato indicativo. Le rondelle per le spine calibrate devono essere scelte secondo DIN 436 o DIN 440, e per i bulloni conformemente a DIN 1052, parte 2, tab. 3. Le giunzioni incernierate con spine calibrate o bulloni possono essere eseguite con un perno quando esso è sollecitato solo al 50%. Angolo di inclinazione tra le direzioni forza - fibratura α = [gradi] Predefinendo un angolo di inclinazione tra le direzioni forza - fibratura di 0 α 90 gradi si riduce la sollecitazione ammissibile della caviglia. Nelle verifiche delle sollecitazioni questo angolo non è considerato. Nelle giunzioni non parallele alla fibratura si dovrebbe controllare, o almeno valutare, la capacità portante alla trazione trasversale. 18 F+L - progettazione strutturale

19 Disposizione delle caviglie (spinotti, spine calibrate, bulloni) Numero di caviglie e disposizione delle caviglie Il programma esamina la disposizione possibile delle caviglie tenendo conto delle distanze minime secondo DIN In caso di disposizione non ammissibile vengono visualizzati i seguenti messaggi di errore: il numero di file non consente la disposizione del numero di caviglie richieste, la disposizione è impossibile a causa della non osservanza delle distanze minime, il numero di caviglie in una file supera le 12 unità. Le distanze minime ers richieste dal bordo con coprigiunti di acciaio (ers min= 2 dd) vengono considerate nel calcolo quando le distanze minime dal bordo nel legno massiccio sono rispettate; altrimenti vengono stampati i valori geometrici minimi richiesti. Numero di caviglie ric : Forza eff = Forza tot. amm caviglia hdicalc. 2 er Numero possibile di file : nr = [ file] e + 1 Caviglie ric / fila per n ' 6 : n = n ' n d nd : ns ' = [ pezzi / fila] n s s s r 2 per ns' > 6 : ns = 6+ ( ns' 6) DIN1052 T per n ' > 12 : lunione con caviglie non è più ammissibile, s il sistema deve essere modificato. Il numero di caviglie necessario rilevato dal programma tiene conto dell aumento e anche della disposizione delle caviglie contemplati nella normativa DIN, a condizione che ogni fila non sia occupata con il numero massimo di pezzi. Distanze min caviglie Spinotto Bullone Bullone con acciaio e e e e r II riia 3 d 3 d 5 d 6 d > 10 d d d d α = 0 5 d 3 d 7 d < 10 7 d < 10 d d d d α = 0 5 d 4 d 7 d < 10 7 d < 10 d d d d 15, d 2 d d d Gli spinotti devono essere disposti sfalsati di dd/2 in direzione della fibratura rispetto alla linea di contorno. Lunghezza minima del coprigiunto: l = e + e + ( n 1) e l rii riia s p Altezza minima del coprigiunto: h = e 2+ ( n 1) e l r r s Programma HO3 19

20 Dove: d d e II e e rii e r diametro spinotto/bullone distanza tra caviglie, parallelamente distanza tra caviglie, perpendicolarmente distanza dal bordo parallelamente alla fibratura, lato asta distanza dal bordo perpendicolarmente alla fibratura e riia distanza dal bordo parallelamente alla fibratura, lato giunto h l l l n d n r n s n s ' altezza del coprigiunto lunghezza del coprigiunto numero totale di caviglie (richieste) numero di file di caviglie perpendicolarmente alla fibratura, quindi "sovrapposte" numero di colonne di caviglie perpendicolarmente alla fibratura, quindi "una dietro l altra" numero di mezzi di unione esistenti in una fila, vedi sopra 20 F+L - progettazione strutturale

21 Selezione dei chiodi Scelta automatica dei chiodi Nella scelta automatica dei chiodi viene definito un tipo di chiodi dal file contenuto sotto forma tabellare nella norma DIN il cui diametro d n soddisfa la larghezza minima a min del legno oppure per il quale è possibile almeno ridurre la sollecitazione sul chiodo, la cui lunghezza del chiodo garantisce l incastro minimo richiesto per la taglienza desiderata e per il quale è possibile realizzare una disposizione in funzione delle condizioni geometriche esistenti. Se una di queste condizioni non è realizzabile (ciò è il caso ad es. in presenza di file di chiodi con oltre 30 chiodi per fila), l output dei risultati conterrà solo valori azzerati accompagnati dal messaggio "non sono stati trovati chiodi adatti". Il numero di chiodi è il numero minimo necessario per giunto per il tipo di unione in questione. Nel suo rilevamento il programma tiene conto che, con oltre 10 chiodi per fila, il numero deve essere incrementato (nn ric= /3 (nn-10)) in conformità con la normativa DIN, e che le file non devono essere in ogni caso obbligatoriamente occupate con il numero massimo di chiodi. Secondo DIN in ogni giunto utilizzato per la trasmissione delle forze sono necessari almeno 4 superfici di chiodi. Le sollecitazioni esistenti e ammissibili vengono determinate in ogni parte della sezione trasversale tenendo conto della ripartizione delle forze dovuta dell azione della forza di taglio dell unione con chiodi nonché degli indebolimenti indispensabili della sezione trasversale. L utente deve controllare l ammissibilità dell unione con chiodi in base alle verifiche di sollecitazione; esse non costituiscono nessun criterio per la scelta automatica dei chiodi. Libera scelta dei chiodi L immissione diretta di diametro e lunghezza dei chiodi, numero di chiodi e numero desiderato di file di chiodi consente di selezionare chiodi non normalizzati (per chiodi speciali è necessaria la verifica delle sollecitazioni ammissibili con l ausilio di prove; il calcolo della sollecitazione ammissibile viene eseguito conformemente a DIN 1151). Le immissioni vengono controllate punto per punto; non è possibile immettere valori al di sotto di quelli minimi prestabiliti. L ulteriore svolgimento del programma si effettua analogamente a quello per la scelta automatica dei chiodi. Programma HO3 21

22 Valori limite dei chiodi Larghezze minime del legno Secondo DIN nelle sezioni trasversali in legno massiccio inchiodate devono essere rispettati i seguenti spessori minimi (=larghezze del legno) o effettuare riduzioni corrispondenti delle sollecitazioni sui chiodi: Sezioni trasversali di legno massiccio d n < 4,2 mm d n 4,2 mm, preforato nonché con legno di latifoglie a min = d n (3+0,8 d n ) 24 mm min a = 6 d n 24 mm per a eff< a min occorre ridurre la forza del chiodo di (a eff/ a min). Compensato impiallacciato o pannelli pressati secondo sezione Legno impiallacciato: Pannello pressato: d n 4,2 mm d n > 4,2 mm a min = 3 d n (mm) a min = 4 d n (mm) tutti i d n a min = 4,5 d n (mm); quando 3 d n a eff< 4,5 d n ; e quando d n 4,2 mm è necessario ridurre la forza chiodo di (a eff/a min). Un disposizione incassata dei chiodi che richiede un aumento degli spessori minimi dei materiali lignei non viene considerata dal programma. Un incastro delle estremità dei chiodi in questi coprigiunti lignei non è possibile allo stesso modo che nei coprigiunti di acciaio. Gli spessori dei coprigiunti di acciaio sono indipendenti dal diametro dei chiodi. Profondità di penetrazione ad una sezione resistente : a più sezioni resistenti: Nom s = 12 d n (mm) ; s min = 6 d n (mm) Nom s = 8 d n (mm) ; s min = 4 d n (mm) Se non si raggiunge la profondità nominale, la sollecitazione del chiodo viene ridotta del fattore (Effettiva s/nominale s); se la profondità di penetrazione nominale è inferiore a s min, il piano di taglio dei chiodi non viene considerato per la trasmissione delle forze. I chiodi in coprigiunti composti da legno non massiccio non possono essere incastrati tramite penetrazione a percussione. Il risvolto delle punte dei chiodi perpendicolarmente alla fibratura del legno esterno con 3 d n non viene rilevato dal programma come aumento della capacità portante di calcolo del chiodo. 22 F+L - progettazione strutturale

23 Carico del chiodo Carico per piano di taglio : N amm= 0,50 d 2 n /(10+d n ) (secondo DIN 1151) [kn], d n in [mm] fattori che incrementano il carico: - con preforatura 1,25 volte - con coprigiunti di acciaio 1,25 volte - con legno di latifoglie 1,50 volte In concomitanza di più fattori viene applicato il valore più grande. - il risvolto delle punte dei chiodi con una lunghezza 3 d n non viene considerato dal programma. fattori che riducono il carico: - con legno massiccio di ε = (a eff/ a min) se una delle larghezze del legno a sinistra o a destra di un piano di taglio è inferiore a "a min". - ciò è valido solo per il relativo piano di taglio. Con coprigiunti non in legno massiccio si ritiene che tutti i segmenti dell asta abbiano la stessa forza cosicché questa riduzione viene effettuata in ogni sezione. - Con pannelli pressati di ε = (a eff/ a min); se uno degli spessori del legno è inferiore a "a min", la sollecitazione del chiodo viene ridotta per tutti i piani di taglio. - con una piccola profondità di penetrazione di fattore ε = (effettiva s/nominale s). Se la profondità di penetrazione minima non viene raggiunta, si riduce la sezione resistente del chiodo, a condizione che la capacità portante dell unione lo consenta. Se con una lunghezza eccessiva del chiodo lo spessore del legno è determinante, viene effettuata una riduzione pari al fattore η = (effettiva s/nominale s). Il carico totale del chiodo viene calcolato come somma delle sollecitazioni al taglio sui piani di taglio. I fattori sopraccitati che incrementano il carico concernono i carichi di tutti i piani di taglio di un collegamento; allo stesso modo, il fattore di riduzione ks dovuto all aumento dell umidità di equilibrio ed il fattore di aumento (1,25) per la condizione di carico PC. Gli altri fattori di riduzione vengono considerati nel calcolo solo nei piani di taglio direttamente interessati (eccezione: nei pannelli pressati (a eff/ a min) concerne tutti i piani di taglio). Presupposto che la chiodatura sia eseguita sempre su entrambi i lati, analogamente all azione della forza nei piani di taglio viene determinata anche la ripartizione delle sollecitazioni sulle parti di asta e coprigiunto dovute alla "forza di trazione esterna". Numero di chiodi Il numero di chiodi richiesti per giunzione risulta: n n ric = forza di trazione calc/sollecitazione chiodi amm Nella scelta automatica dei chiodi il programma verifica inoltre prima dell output se il tipo di chiodi successivo nella tabella DIN è più conveniente, ovvero almeno un numero di chiodi inferiore del 10%. Se tale condizione risulta essere giusta, il programma propone questo tipo di chiodi. Il numero di chiodi necessario rilevato dal programma tiene conto dell aumento contemplato nella normativa DIN nel caso in cui ogni fila debba essere occupata con più di 10 chiodi; allo stesso modo la disposizione dei chiodi quando ogni fila non deve essere necessariamente occupata con il numero massimo di chiodi. Programma HO3 23

24 Disposizione dei chiodi Il programma verifica la disposizione possibile dei chiodi tenendo conto delle distanze minime secondo DIN Utilizzando chiodi che sporgono dal legno intermedio e che quindi non sono incastrati in quella posizione, il programma applica dall inizio una disposizione sfalsata dei chiodi (vedi figura "Disposizione interconnessa dei chiodi"), cioè le distanze indicate in figura caratterizzano le distanze tra i chiodi infissi dal davanti e da dietro su una linea di contorno (DIN , 14, 7.2.4). Quando si utilizzano chiodi senza una preforazione si raccomanda, a causa del rischio di fessurazione, di spostare i fori dei chiodi di una misura pari a mezzo diametro dalla linea di contorno. Distanze con coprigiunti in legno massiccio d n 42, senza preforazione con preforazione dn > 42, mm per tutti i d n uno sotto l altro parall. fibratura eii = 10 dn 12 d n 5 d n uno sotto l altro perpend. fibratura e = 5 d n 5 d n 5 d n bordo parallelamente alla fibratura er = dn 15 d n 10 d n bordo perpend. alla fibratura er = 5 dn 5 d n 3 d n distanza dal bordo del compensato impiallacciato distanza dal bordo del pannello pressato distanza dal bordo del coprigiunto di acciaio e rii = 4 dn 4 d n 4 d n er = 25, dn 25, d n 25, d n e rii = 5 dn 5 d n 5 d n er = dn 25 n 25, d n erii = er = 25, dn 25, d n 25, d n Le distanze dal bordo e r con coprigiunti non in legno massiccio vengono considerate nel calcolo quando le distanze minime nel legno massiccio sono garantite; altrimenti vengono stampati i valori geometrici minimi richiesti. La distanza e rii deve essere rispettata all inizio del coprigiunto; per la distanza e rii sul giunto sono determinanti i valori del legno massiccio. Se la profondità di penetrazione consente di incastrare i chiodi nel legno intermedio di larghezza a m, sono valide le distanze per chiodi interconnessi (DIN ) Partendo da uno schema di linee di contorno valide per unioni ad una sezione resistente (cioè i chiodi sono infissi dal davanti e da dietro in modo congruente) in caso di penetrazioni più profonde le linee di contorno su entrambi i lati devono essere sfalsate reciprocamente di una misura di retinatura eue. Le distanze indicate si riferiscono quindi alle linee di contorno dello schema di chiodi frontale. Nella distanza di interconnessione la stampa richiama l attenzione sulla differenza di condizione secondo lo schema 17 della norma DIN È anche possibile realizzare una disposizione sfalsata con lo spostamento predefinito e ü della retinatura. Caso a): a m Nominale s + 8 d n nessun spost. di retino e ü = 0 d n Caso b): a m Nominale s per d n < 4.2 e ü =10 d n per d n 4.2 e ü =12 d n Caso c): Nominale s < a m < nominale s + 8 d n e ü = 5 d n 24 F+L - progettazione strutturale

25 Disposizione interconnessa dei chiodi N. possibile di file: n r h di calcolo 2 e = e + 1 r 1 Chiodi ric/fila per n colonna = n n nr n = ( n / n 10) 3/ 2 n = ( n / n 10) 3/ colonna n r colonna n r für n colonna > 30 se l unione con chiodi non è più ammissibile, il sistema deve essere modificato. Programma HO3 25

26 Lunghezza minima del coprigiunto: Disposizione sfalsata: L = e + e + 2 ( n 05, ) e l rii riia colonna II Interconnessione con e ü : L = e + e + ( n 1) e + e l rii riia colonna II ü Altezza minima del coprigiunto: h = e 2+ ( n 1) e l r r 26 F+L - progettazione strutturale

27 Verifiche delle sollecitazioni - Unione con chiodi A causa delle sollecitazioni al taglio ammissibili le componenti della forza di trazione nelle singole parti della sezione trasversale vengono determinate sui piani di taglio. Nelle verifiche della sollecitazione a trazione si calcola con le superfici nette della sezione trasversale nel caso in cui siano stati praticati prefori oppure quando il diametro dei chiodi è 4,2 mm (riduzione della superficie A = b n r d n ). Tutte le parti della sezione trasversale vengono controllate una dopo l altra. Viene fornito il valore rispettivo di tensione più sfavorevole di un gruppo di verifiche, calcolato dal rapporto (σ eff /amm σ). fattore σ Z eff = forza nella sezione trasv. b h A Il fattore di forza per le due parti esterne della sezione trasversale viene impostato a 1,5 a causa dell azione asimmetrica delle forze, le sollecitazioni ammissibili sono tuttavia completamente messe in conto durante la verifica. Per tutte le altre sezioni trasversali è valido il fattore di forza 1, le sollecitazioni ammissibili vengono però impostate a 0,8 volte. Le sollecitazioni ammissibili possono inoltre essere ridotte con un relativo fattore in seguito all influsso dell umidità. Se le parti della sezione trasversale da esaminare sono di acciaio, questi fattori sono impostati a 1. Nelle unioni con compensato, pannelli pressati o lamiera di acciaio viene verificata la pressione di appoggio laterale del foro nei coprigiunti: σ Lo forza eff = b numero di fori d nella sezione trasv. n MN [ ] 2 m Il numero di fori tiene conto del numero totale di chiodi infissi nel coprigiunto in questione. Ciò significa che per un coprigiunto, che non viene raggiunto dai chiodi infissi dal lato opposto, il numero di fori corrisponde alla metà del numero totale di chiodi. Le verifiche delle sollecitazioni sono eseguite tenendo conto della condizione di carico P o PC. Programma HO3 27

28 Verifiche delle sollecitazioni - Caviglie di tipo speciale A causa delle sollecitazioni al taglio ammissibili le componenti della forza di trazione nelle singole parti della sezione trasversale vengono determinate sui piani di taglio. Il calcolo per la verifica della sollecitazione a trazione viene eseguito con le superfici nette della seziona trasversale. forza nella sezione trasv. fattore σ Z eff = b ( h h) A h = diametro del bullone numero di file A = superficie mancante della caviglia numero di file MN [ ] 2 m [ cm] [ cm ] ( solo legno massiccio, con legno interno doppia superficie mancante) 2 Con una disposizione sfalsata ed una luce superiore a 15 cm viene considerato solo l indebolimento nella sezione trasversale più sfavorevole. Il fattore di forza per le due parti esterne della sezione trasversale viene impostato a 1,5 a causa dell azione asimmetrica delle forze. Le sollecitazioni ammissibili possono essere ridotte con un relativo fattore in seguito all influsso dell umidità. Se le parti della sezione trasversale da esaminare sono di acciaio, questi fattori non vengono considerati. Nelle unioni con lamiera di acciaio viene verificata la pressione di appoggio laterale del foro nei coprigiunti: σ Lo forza eff = b numero di fori d nella sezione trasv. b MN [ ] 2 m Il numero di fori tiene conto del numero totale di bulloni che trapassano il coprigiunto. Le verifiche alle sollecitazioni tengono conto della condizione di carico determinante (P o PC). 28 F+L - progettazione strutturale

29 Verifiche delle sollecitazioni - Spinotti, spine calibrate, bulloni A causa delle sollecitazioni al taglio ammissibili le componenti della forza di trazione nelle singole parti della sezione trasversale vengono determinate sui piani di taglio. Il calcolo per la verifica della sollecitazione a trazione viene eseguito con le superfici nette della sezione trasversale. forza σ Z eff = nella sezione trasv. b ( h h) fattore h = diametro. n caviglia/bullone file MN [ ] 2 m Con componente della forza si intende la parte di carico esterno proporzionale alle capacità portanti delle forze di taglio sinistra e destra. Il fattore per le due parti esterne della sezione trasversale viene impostato a 1,5 a causa dell azione asimmetrica delle forze. Le sollecitazioni ammissibili possono essere ridotte con un relativo fattore in seguito all influsso dell umidità. Se le parti della sezione trasversale da esaminare sono di acciaio, questi fattori non vengono considerati. Nelle unioni con lamiera di acciaio viene verificata la pressione di appoggio laterale del foro nei coprigiunti: componente della forza σ Lo eff = b nforo db MN [ ] 2 m Il numero di fori tiene conto del numero totale di bulloni che trapassano il coprigiunto. Le verifiche delle sollecitazioni tengono conto della condizione di carico determinante (P o PC). Programma HO3 29

30 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/ DIN 1052 Teil 1,Teil 2 ( und ) /2/ DIN 1151 Drahtstifte rund; Senkkopf, Flachkopf /3/ Hempel G.: 100 Knotenpunkte aus dem Holzbau. Bruderverlag, Karlsruhe 1979 Möhler, K.; Siebert, W.: Queranschlüsse bei Brettschichtträgern oder Vollholzbalken, Bauen mit Holz 81, Heft F+L - progettazione strutturale

31 Indice analitico A Abminderungsfaktor B Basi di calcolo - Caviglie di tipo speciale... 7 Basi di calcolo - Spinotti spine calibrate bulloni... 8 Basi di calcolo - Unione con chiodi... 6 Bemessung Bemessung bei Dübeln besonderer Bauart Bemessung bei Nagelverbindung Bemessung bei Stabdübeln Passbolzen und Bolzen Bemessung Dübel Bemessung Nagerverbindungen Berechnungsgrundlagen - Dübel besonderer Bauart... 7 Berechnungsgrundlagen - Nagelverbindung... 6 Berechnungsgrundlagen - Stabdübel Paßbolzen Bolzen... 8 Bibliografia D Dimensionamento dell unione con chiodi Dimensionamento per caviglie di tipo speciale Dimensionamento per spinotti spine calibrate e bulloni Disposizione dei chiodi Disposizione delle caviglie - Caviglie di tipo speciale Disposizione delle caviglie spinotti spine calibrate bulloni Dübelanordnung Dübelanordnung - Dübel besonderer Bauart E Eingabe G Gamma Gleichgewichtsfeuchte H HO Nagelanordnung Nagelauswahl Nagelgrenzwerte Spannungsnachweise - Nagelverbindung Spannungsnachweise - Stabdübel, Passbolzen Spannungsnachweise Dübel besonderer Bauart L Last Lastfall Literatur M Materialauswahl N Nagelanordnung Nagelauswahl Nagelgrenzwerte O Output S Selezione dei chiodi Sistema e Immissioni Spannungsnachweise - Dübel besonderer Bauart Spannungsnachweise - Nagelverbindung Spannungsnachweise - Stabdübel Paßbolzen Bolzen Spezifisches Gewicht Systemeingaben V Valori limite dei chiodi Verbindungsmittel Programma HO3 31

32 Verifiche delle sollecitazioni - Caviglie di tipo speciale Verifiche delle sollecitazioni - Spinotti spine calibrate bulloni Verifiche delle sollecitazioni - Unione con chiodi Z Zugstab F+L - progettazione strutturale