SISTEMI DI COLLEGAMENTO PER ELEMENTI LIGNEI... 4 CAPITOLO

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1 INDICE CAPITOLO SISTEMI DI COLLEGAMENTO PER ELEMENTI LIGNEI INTRODUZIONE IL LEGNO LAMELLARE Generalità Produzione Proprietà UNIONI TRADIZIONALI (nodi di carpenteria) UNIONI MECCANICHE Connettori metallici a gambo cilindrico Connettori metallici di superficie ASPETTI NORMATIVI CAPITOLO IL COMPORTAMENTO MECCANICO DEI CONNETTORI METALLICI A GAMBO CILINDRICO INTRODUZIONE MODELLO DI CALCOLO PER SOLLECITAZIONI PERPENDICOLARI ALL ASSE DEL CONNETTORE Osservazioni introduttive Teoria di Johansen Comportamento delle unioni legno-legno Comportamento delle unioni legno-acciaio Comportamento dei collegamenti con piani di taglio multipli Collegamenti con mezzi di unione multipli Rope effect - Effetto fune Comportamenti fragili e duttili Rigidezza Duttilità Comportamento dei collegamenti con chiodi Comportamento delle unioni legno-legno Comportamento delle unioni pannello-legno Comportamento delle unioni acciaio-legno Comportamento dei collegamenti con cambrette e graffe Comportamento dei collegamenti con bulloni Comportamento delle unioni legno-legno e acciaio-legno Comportamento delle unioni pannello-legno Comportamento dei collegamenti con spinotti Comportamento dei collegamenti con viti MODELLO DI CALCOLO PER SOLLECITAZIONI PARALLELE ALL ASSE DEL CONNETTORE Osservazioni introduttive Comportamento dei collegamenti con chiodi Comportamento dei collegamenti con bulloni Comportamento dei collegamenti con viti SOLLECITAZIONI COMBINATE PERPENDICOLARI E PARALLELE ALL ASSE DEL CONNETTORE Comportamento dei collegamenti con chiodi Comportamento dei collegamenti con bulloni Comportamento dei collegamenti con viti DISPOSIZIONI COSTRUTTIVE Dipartimento di Ingegneria STrutturale 1

2 INDICE Chiodi Bulloni e rondelle Spinotti Viti CAPITOLO PROVE DI CARATTERIZZAZIONE DELLA VITE TECFI TT INTRODUZIONE IL PERCORSO DELLA MARCATURA CE CARATTERISTICHE DEI MATERIALI DELLE CONNESSIONI SPERIMENTATE Il legno La vite TECFI TT La rondella MATRICE DELLE PROVE SPERIMENTALI PROVE DI ESTRAZIONE Geometria dei provini Setup di prova Modalità di esecuzione della prova Risultati delle prove di estrazione PROVE A TAGLIO Setup di prova Modalità di esecuzione della prova Risultati delle prove a taglio CAPITOLO DISCUSSIONE DEI RISULTATI SPERIMENTALI INTRODUZIONE PROVE DI ESTRAZIONE Confronti sull influenza della direzione dell asse della vite rispetto alla fibratura Confronti sull influenza dei diametri Confronti sull influenza della profondità di infissione PROVE A TAGLIO Confronti sull influenza della direzione di applicazione del carico rispetto alla fibratura Confronti sull influenza dei diametri CAPITOLO CONCLUSIONI BIBLIOGRAFIA LIBRI, REPORT, ATTI DI CONVEGNO RIFERIMENTI NORMATIVI SITI INTERNET ELENCO DELLE FIGURE ELENCO DELLE TABELLE ALLEGATI Dipartimento di Ingegneria STrutturale 2

3 INDICE ALLEGATO ALLEGATO 2a ALLEGATO 2b ALLEGATO ALLEGATO APPENDICE A APPENDICE B APPENDICE C Dipartimento di Ingegneria STrutturale 3

4 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei CAPITOLO 1 SISTEMI DI COLLEGAMENTO PER ELEMENTI LIGNEI 1.1. INTRODUZIONE L uso del legno nella realizzazione di strutture è antichissimo, basti pensare alle palafitte in legno realizzate sull acqua dai primi ominidi. Con l evolversi delle civiltà questo materiale è stato sempre più sostituito dall utilizzo di nuovi materiali (le murature e, in tempi più recenti, con lo sviluppo industriale, l acciaio ed il conglomerato cementizio armato). In passato il legno veniva usato nella sua naturale conformazione e cioè come legno massiccio o attraverso l uso di segati di legno, ma la continua ricerca dell uomo nel realizzare strutture di dimensioni sempre maggiori e la difficoltà nel reperire in natura elementi lignei tali da soddisfare questi requisiti hanno spinto l uomo fin dal XVI secolo a trovare nuove soluzioni tecnologiche. Queste soluzioni prevedevano l utilizzo di segati di legno affiancati e resi solidali tra di loro con diverse tecniche che andavano dall utilizzo di opportune scanalature e denti realizzati nei segati stessi all utilizzo di staffe metalliche. Solo nel 1905 prende forma il legno lamellare oggi conosciuto con il brevetto Hetzer in cui le tavole vengono incollate tra di loro e si perviene all elemento di dimensioni desiderate attraverso la sovrapposizione di più tavole e la giuntura nel senso longitudinale dell elemento operata con la tecnica del giunto a dita. Dipartimento di Ingegneria STrutturale 4

5 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei Figura 1.1 Tecnologie per la realizzazione di elementi composti di tavole (Laner F.,1989). Un aspetto molto delicato nell utilizzo strutturale del legno lamellare è sempre stato lo studio dei sistemi di collegamento tra più elementi come possono essere ad esempio un pilastro e una trave o ancora una trave secondaria ed una principale. La principale distinzione che può essere fatta è tra: - unioni tradizionali, le quali vengono realizzate attraverso la lavorazione delle superfici di contatto (carpentry joint); - unioni meccaniche, realizzate mediante l inserimento di elementi metallici o l utilizzo di collanti adesivi (mechanical joint). Quest ultime possono essere a loro volta distinte in funzione del tipo di connettore utilizzato: - connettori metallici a gambo cilindrico (chiodi, bulloni, perni, viti e cambrette); - connettori metallici di superficie (caviglie, anelli, piastre dentate). Dipartimento di Ingegneria STrutturale 5

6 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei La prima parte del presente lavoro di tesi prevede l analisi teorica del comportamento meccanico dei connettori a gambo cilindrico, nello specifico le viti da legno, nei confronti di sollecitazioni assiali e taglianti rispetto all asse del gambo. La seconda parte è costituita dalla caratterizzazione del prodotto attraverso le prove eseguite in laboratorio. Le viti da legno che sono state oggetto delle prove sono un prodotto della TECFI un azienda che opera nel settore del fissaggio IL LEGNO LAMELLARE Generalità Il legno lamellare non è nient altro che un nuovo modo di utilizzare un materiale antico quanto la storia abitativa dell uomo: Il legno. Esso nasce dall applicazione di due tecniche: la lamellazione e l incollaggio; questa combinazione permette di ottenere elementi lignei aventi dimensioni maggiori in lunghezza ed in sezione di quanto non sia possibile ricavare dalla semplice segagione del tondame. Le due tecniche sopra enunciate consentono rispettivamente di scartare la discontinuità della materia prima, eliminandone le parti difettose e realizzare tra le fibre delle tavole adiacenti un collegamento meccanico il più possibile simile a quello originario Produzione Il processo di produzione del legno lamellare incollato è l insieme delle operazioni eseguite in appositi stabilimenti, che consistono essenzialmente nella riduzione del tronco in assi e nella loro Dipartimento di Ingegneria STrutturale 6

7 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei ricomposizione, tramite incollaggio fino a dare origine a elementi di forma e dimensione prestabilita. Il processo tecnologico consiste nelle seguenti fasi: a) Scelta del legname La scelta del tipo di specie legnosa da utilizzare tiene conto di alcune caratteristiche fondamentali: Caratteristiche fisico-meccaniche del materiale; Attitudine dell incollaggio; Durabilità (legata strettamente all impiego che ne viene fatto); Costo; Esigenze estetiche. I legnami più utilizzati sono: Abete rosso, Abete bianco, Larice, Pino silvestre. b) Dimensioni del materiale Le normative non fissano limiti per la lunghezza massima degli elementi perché in teoria si potrebbero realizzare travi di qualsiasi lunghezza grazie all incollaggio e alle giunture di testa, le limitazioni però sono di tipo pratico, dimensione degli impianti di produzione e problemi di trasporto su strada. Vengono fissate invece limitazioni per lo spessore delle tavole e per la sezione trasversale principalmente per ridurre le deformazioni e tensioni che si possono produrre all atto della loro essiccazione. c) Essiccazione e controllo umidità L umidità è uno dei parametri più importanti del legno poiché ne influenza tutte le caratteristiche, sia fisiche che meccaniche. Al fine di garantire stabilità dimensionale ed un perfetto incollaggio si deve far si che l umidità delle tavole sia omogenea lungo tutta la tavola e con valori rientranti nel range 9 15 % a seconda del suo utilizzo (da Dipartimento di Ingegneria STrutturale 7

8 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei ambiente chiuso riscaldato ad ambienti esterni). Per assicurare che questo avvenga si procede prima ad una fase di essiccazione naturale all aria aperta (Fig. 1.2) e successivamente ad una essiccazione artificiale che fa loro raggiungere l umidità d impiego (Fig. 1.3). All uscita dall essiccatore le tavole vengono lasciate stabilizzare in un ambiente climatizzato per 2-3 giorni. Figura 1.2 Essiccazione naturale delle tavole ( Figura 1.3 Essiccazione artificiale delle tavole ( Dipartimento di Ingegneria STrutturale 8

9 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei d) Controllo della qualità delle tavole Oltre alla verifica del grado d umidità delle tavole si esegue quello visivo degli eventuali difetti del legno come per esempio l eccessivo numero di nodi, imbarcamenti, inclinazione delle fibre, cipollature, ecc. e vengono tagliate le estremità delle assi, eliminando screpolazioni e fessurazioni di testa. e) Giunzioni di testa Per realizzare elementi strutturali di lunghezza maggiore della singola tavola o asse sono necessari giunzione di testa. Di solito le giunzioni trasversale correnti fra le varie lamelle vengono effettuate con giunti detti a pettine o a dita e vengono opportunamente sfalsate al fine di non indebolire una stessa sezione trasversale. L operazione di giuntatura è interamente svolta in modo automatico. Si può suddividere a sua volta in 4 operazioni successive: La fresatura degli innesti e la spalmatura della colla (Fig. 1.4); L incollaggio a pressione; La piallatura e il taglio della lamella; La disposizione in un ambiente a temperatura e umidità controllate per almeno 8 ore (Fig. 1.6). Figura 1.4 Fresatura degli innesti ( Dipartimento di Ingegneria STrutturale 9

10 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei Figura 1.5 Giunto a dita. Figura 1.6 Ambiente a temperatura e umidità controllate ( f) Incollaggio e composizione delle travi Entro massimo 24 ore (così come fissato dalla norma EN 386) dalla piallatura della tavole si deve effettuare l operazione di incollaggio della stessa, per evitare che l ossidazione della superficie del legno riduca la presa della colla. L incollaggio avviene mediante un incollatrice a tendina (Fig. 1.7). Dipartimento di Ingegneria STrutturale 10

11 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei Figura 1.7 Incollatrice a tendina ( Questa è l operazione più critica del processo di produzione delle tavole lamellari per questo è necessario un continuo monitoraggio delle condizioni termoigrometriche. L assemblaggio delle lamelle avviene a pressione tramite morsetti, fissando le lamelle su una superficie detta letto di pressaggio. Il processo di pressaggio ha in generale una durata tra le 2 e 10 ore a seconda del tipo di colla e della temperatura. Figura 1.8 Letto di pressaggio ( Dipartimento di Ingegneria STrutturale 11

12 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei g) Finitura Una piallatrice automatica elimina tutte le irregolarità presenti dovute all incollaggio ed una volta piallate le travi vengono rifinite con l impregnante (che può avere anche pigmenti colorati) e il preassemblaggio della ferramenta Proprietà Il legno lamellare concentra in sé una tale quantità e qualità di vantaggi da farne un materiale idoneo a molteplici campi di applicazione del settore costruttivo dall edilizia residenziale ai ponti e viadotti passando per le strutture per il commercio, per i servizi, per il culto, per lo sport, ecc. Tra i molteplici vantaggi possiamo ricordare: a) Migliore resistenza statica in caso di incendio Sembrerebbe un paradosso questa affermazione ma di fatto il legno lamellare presenta una eccezionale resistenza al fuoco (considerando il decadimento delle resistenze in rapporto al tempo di esposizione al fuoco), in quanto la sua superficie brucia e si carbonizza in modo uniforme formando uno strato protettivo che ritarda la propagazione delle fiamme agli strati interni riuscendo così a rispettare in pieno le normative in materia di resistenza alla combustione. b) Ottime prestazioni antisismiche Il legno lamellare possiede ottime prestazioni antisismiche grazie all eccellente rapporto fra peso specifico e resistenza statica. A tal proposito si vuole ricordare i test fatti recentemente da un gruppo di ricercatori italiani che fanno capo all istituto IVALSA (Istituto per la valorizzazione delle Specie Arboree) del CNR in collaborazione con la Provincia di Trento all interno del più grande laboratorio al mondo Dipartimento di Ingegneria STrutturale 12

13 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei per la ricerca sulle strutture antisismiche il NIED (National Institute for Earth Science and Disaster Prevention) di Tsukuba in Giappone su un edificio di 7 piani interamente realizzato in legno lamellare che è stato in grado di sopportare la riproduzione per mezzo di tavole vibranti del reale terremoto di Kobe (considerato il test antisismico più distruttivo per le opere civili). c) Tenuta agli agenti atmosferici Grazie al basso peso specifico ed alla elevata resistenza una struttura di copertura realizzata in legno lamellare ha ottime prestazioni in termini di resistenza alle sollecitazioni degli agenti atmosferici. In particolare una struttura in legno lamellare ben progettata garantisce una eccellente resistenza ai carichi nevosi. d) Conservazione e comfort abitativo Il legno lamellare, materiale perfettamente ecosostenibile ed a basso impatto ambientale, consente di risparmiare energia grazie alle sue ottime prestazioni termiche. Il basso grado di conducibilità termica infatti permette di ridurre notevolmente i fenomeni di condensa ed i ponti termici favorendo una migliore conservazione dell immobile unitamente all eccellente salubrità e comfort abitativo. e) Pregio estetico Il pregio architettonico di un edifico in legno lamellare è rilevante e conferisce valore aggiunto all immobile, anche grazie alla possibilità tecnica di realizzare i progetti più creativi con un materiale da costruzione tradizionale ed innovativo. f) Rispetto della natura La tecnica del legno lamellare privilegia specie arboree autoctone a rapido accrescimento provenienti da aree dell Europa dove i boschi stanno aumentando sia come superficie, sia a livello di massa legnosa Dipartimento di Ingegneria STrutturale 13

14 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei per ettaro. Tutto questo è certificato da enti preposti alla gestione sostenibile delle foreste UNIONI TRADIZIONALI (nodi di carpenteria) Con i termini nodi di carpenteria o connessione tradizionale si indicano solitamente le connessioni per il collegamento delle membrature lignee, caratterizzare dalla trasmissione degli sforzi per contatto delle superfici. Figura 1.9 Nodi di carpenteria (Piazza M., Strutture in legno, 2006). Tuttavia le giunzioni di carpenteria che si possono realizzare possono lavorare non solo a compressione ma anche a taglio e a trazione. La lavorazione delle superfici, intagliate e lavorate al fine di consentire una collaborazione più efficace degli elementi lignei connessi, nel passato avveniva con lavorazioni ad ascia, oggi con procedure più moderne ed industrializzate di fresatura eseguita da macchine a controllo numerico. I nodi di carpenteria si ritrovano in alcune tipiche tipologie strutturali lignee tradizionali come le capriate: Dipartimento di Ingegneria STrutturale 14

15 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei a) collegamento puntone-tirante; b) collegamento monaco-saetta. Tali geometrie sono tuttavia molto utilizzate anche nelle strutture moderne, spesso rinforzate da connettori metallici supplementari, come bulloni staffature etc.. Figura 1.10 Nodi di carpenteria, possibilità applicative nelle capriate classiche (Piazza M., I corsi promo_legno, 2004). Le tipologie più comuni di collegamenti di carpenteria, realizzate attraverso l intaglio delle superfici di contatto con le quali si trasmettono le forze, sono: - dente semplice; - dente arretrato; - doppio dente. Nelle connessioni a dente semplice l inclinazione della superficie intagliata è solitamente tale da rendere minimo, sia per il puntone che per il tirante, l angolo tra l inclinazione della forza e la direzione delle fibre, e quindi aumentare la resistenza complessiva dell unione allo schiacciamento. Nelle connessioni a dente arretrato, la geometria dell intaglio è realizzata in modo tale di aumentare la superficie resistente a taglio del tirante Dipartimento di Ingegneria STrutturale 15

16 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei (lunghezza del tacco). In tali unioni tuttavia, poiché solitamente l intaglio del dente arretrato viene realizzato (anche per la facilità di esecuzione) con un inclinazione perpendicolare alla direzione del puntone, la verifica a compressione, per le ragioni precedentemente illustrate, risulta leggermente più gravosa rispetto al caso di dente semplice. Una valida alternativa alle prima due risulta la terza e cioè quella a dente doppio che ha il vantaggio di aumentare sia la lunghezza del tacco, sia il rapporto tra le superficie portante e la profondità di intaglio, incrementando l efficienza del giunto nei riguardi della resistenza a taglio e della resistenza a compressione. La realizzazione di un nodo a dente doppio richiede grande precisione al fine di assicurare il contatto di tutte le superfici, precisione oggi ottenibile solo con macchine a controllo numerico. Figura 1.11 Possibili geometrie del nodo di carpenteria (Piazza M., I corsi promo_legno, 2004) UNIONI MECCANICHE Come già detto nel paragrafo 1.1. le unioni meccaniche sono quelle in cui la trasmissione degli sforzi avviene non in maniera diretta ma attraverso l inserimento di elementi metallici. Esse possono essere suddivise in funzione della tipologia di connettore adottato: - connettori metallici a gambo cilindrico (chiodi, bulloni, spinotti, viti); - connettori metallici di superficie (anelli, caviglie, piastre dentate). Dipartimento di Ingegneria STrutturale 16

17 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei Figura 1.12 Unioni meccaniche di tipo moderno (Piazza M., I corsi promo_legno, 2004). Per ogni tipo di unione si possono individuare differenti vantaggi e svantaggi: i criteri che, nei diversi casi orientano la scelta del progettista, possono essere di natura estetica, di natura economica, di praticità e velocità di realizzazione, oppure di efficacia dal punto di vista meccanico-strutturale Connettori metallici a gambo cilindrico I chiodi si distinguono innanzitutto per la sagoma del gambo (liscio o corrugato) e per la sezione trasversale del gambo (tonda o quadrata). La testa del chiodo è generalmente circolare con diametro pari a circa il doppio del diametro del gambo. I chiodi lisci a gambo tondo più comuni sono prodotti con diametri nominali compresi tra 2,75 e 8 mm, lunghezze tra 40 e 200 mm e con resistenza minima a trazione del filo pari a 600 N/mm 2. Recentemente hanno trovato sempre maggiore diffusione i chiodi ad aderenza migliorata che possono avere scanalatura anulare (in questo caso sono noti come chiodi di tipo ring), oppure elicoidale: la presenza delle scanalature oltre a migliorare il comportamento a taglio, garantisce una maggiore efficacia nei riguardi delle sollecitazioni di estrazione (Fig. 1.13). Dipartimento di Ingegneria STrutturale 17

18 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei Figura 1.13 Chiodi a gambo liscio o con rilievi anulari o ad elica (Piazza M., Strutture in legno, 2006). Gli spinotti (o perni) sono elementi cilindrici con superficie completamente liscia talvolta dotati di una leggera rastremazione ad un estremo per permettere un inserimento più agevole all interno dei fori predisposti nel legno o nell acciaio. La foratura nel legno deve essere effettuata con diametro pari al diametro degli spinotti, i quali devono essere inseriti a forza all interno delle parti lignee da congiungere (Fig. 1.14). Recentemente sono stati immessi nel mercato anche perni speciali autoforanti appositamente progettati per connessioni legno-acciaio con piastre interne agli elementi di legno e dotati di lama di acciaio sulla punta in grado di forare contemporaneamente sia il legno che le piastre di acciaio accelerando così la posa in opera dei perni (Fig. 1.15). I bulloni da carpenteria sono elementi cilindrici in acciaio, filettati ad un estremità, dotati di teste e dadi. La foratura nel legno, e nella eventuale piastra di acciaio deve essere effettuata con diametro pari al diametro del bullone aumentato di 1 mm. I bulloni devono essere serrati Dipartimento di Ingegneria STrutturale 18

19 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei immediatamente dopo la loro messa in opera, in modo tale da garantire un adeguato contatto tra gli elementi lignei da unire, e se necessario, sottoposti ad un ulteriore serraggio allorché le parti lignee collegate avranno raggiunto l equilibrio igroscopico con l ambiente (Fig. 1.14). Figura 1.14 Perni e bulloni (Piazza M., Strutture in legno, 2006). Figura 1.15 Perni speciali (Piazza M., Strutture in legno, 2006). Le viti da legno normalizzate sono elementi caratterizzate da specifiche geometrie e proprietà meccaniche, definite da diverse Dipartimento di Ingegneria STrutturale 19

20 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei normative (nazionali o europee). Le parti comuni caratterizzanti una generica vite sono: - testa con caratteristiche geometriche in funzione del tipo di dispositivo di fissaggio utilizzato; - parte del gambo non filettata pari circa al 40% della lunghezza totale del gambo; - restante parte del gambo filettata. Il diametro nominale delle viti può variare nell intervallo 8-20 mm nel caso di viti a testa esagonale e 4-10 mm nel caso di viti a testa piatta o tonda. Le lunghezze normalmente reperibili in commercio vanno da 25 mm a 400 mm (Fig. 1.16). Recentemente sono state immesse nel mercato nuove tipologie di viti da legno, denominate viti autofilettanti (nel senso che la loro messa in opera non necessita dell esecuzione del preforo), hanno testa svasata con specifica rondella o testa esagonale, prodotte attraverso un processo di indurimento che tiene conto della forma del filetto, e caratterizzate da valori più elevati del momento di snervamento con diametri del gambo fino a 12 mm e lunghezze fino a 600 mm (Fig. 1.17). Figura 1.16 Viti tradizionali a testa esagonale (Piazza M., Strutture in legno, 2006). Dipartimento di Ingegneria STrutturale 20

21 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei Figura 1.17 Viti autofilettanti a testa svasata (Piazza M., Strutture in legno, 2006) Connettori metallici di superficie Gli anelli e le caviglie sono elementi metallici circolari utilizzati frequentemente nelle unioni a due piani di taglio: gli anelli trovano applicazione solo nel caso di unioni legno-legno, le caviglie possono essere utilizzate sia in unioni legno-legno che in unioni acciaio-legno. La modalità di posa di anelli e caviglie è la seguente (Fig. 1.18): 1) foratura del legno per l inserimento del bullone e fresatura per l inserimento del connettore; 2) sovrapposizione degli elementi lignei da unire, inserimento dei Figura 1.18 bulloni nei fori e serraggio manuale. Modalità di posa di anelli e caviglie (Piazza M., I corsi promo_legno, 2004). Dipartimento di Ingegneria STrutturale 21

22 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei I connettori ad anello sono realizzati solitamente in leghe di acciaio o di alluminio attraverso un processo di laminatura a caldo o a freddo, oppure per fusione. La loro forma è quella di una porzione di tubo in cui i bordi sono stati rastremati per consentire l alloggiamento all interno della fresatura circolare realizzata nella parte lignea (Fig. 1.20). I connettori a caviglia sono indicati anche come semianelli o connettori a piastra, e sono realizzati solitamente in leghe di acciaio, di alluminio o di ghisa attraverso un processo di fusione. La loro forma è solitamente quella di una piastra circolare, dotata di un foro principale per l inserimento di un bullone e di flange laterali per l inserimento nella fresatura circolare della piastra lignea (Fig. 1.20). Le piastre dentate sono elementi metallici con diverse forme geometriche (ovale, circolare, quadrata, etc.), utilizzate normalmente nelle unioni a due piani di taglio, sia nel caso di unioni legno-legno che nelle unioni acciaio-legno. Rispetto agli anelli le piastre dentate non richiedono necessariamente un operazione preliminare di fresatura poiché la piastra viene semplicemente pressata in modo tale che i denti di cui è fornita possano penetrare all interno degli elementi lignei (Fig. 1.19). Figura 1.19 Piastre dentate (d n = mm) (Piazza M., I corsi promo_legno, 2004). Figura 1.20 Anelli e caviglie (d e = mm) (Piazza M., I corsi promo_legno, 2004). Dipartimento di Ingegneria STrutturale 22

23 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei 1.5. ASPETTI NORMATIVI In Italia la progettazione e realizzazione di opere di ingegneria civile sono regolate da un corpus legislativo costituito da leggi e decreti la cui applicazione generalmente è obbligatoria. Scopo comune a tutte le norme tecniche è garantire che le costruzioni posseggano i livelli di sicurezza minimi scelti dal legislatore. A tal fine ogni progetto comprendente strutture in c.a., c.a.p., o metalliche deve essere depositato a cura del costruttore, in un archivio esistente presso l Ufficio del Genio Civile competente per territorio. Di recente questo obbligo è stato esteso anche alle strutture in legno nel rispetto delle indicazioni specifiche sulle costruzioni di legno e sui materiali e prodotti a base di legno presenti nei paragrafi 5.3 e 11.6 delle Norme Tecniche per le costruzioni D.M. 14/09/05. Prima dell entrata in vigore di questo decreto un progettista poteva effettuare i calcoli strutturali per le strutture in legno nel rispetto di leggi di comprovata affidabilità redatte in altre nazioni come ad esempio la DIN 1052 della Germania (nata nel lontano 1933 e continuamente aggiornata fino ai giorni nostri), la REGLES C.B. 71 della Francia, la SIA 164 della Svizzera o ancora nel rispetto del più recente EUROCODE 5 Design of Timber Structures preparato a cura del CEN (Comitato Europeo di Normazione), pubblicato in lingua inglese nel 1995 come norma sperimentale suddiviso in tre parti : 1.1 Regole generali e regole per gli edifici; 1.2 Regole generali, progettazione strutturale contro l incendio; 2 Ponti. Tuttavia per poter essere utilizzata anche in Italia doveva prima essere redatto il NAD (Documento di Applicazione Nazionale) avente la funzione di interfacciare il codice europeo con la norma italiana in materia che però era assente. Proprio per porre fine a Dipartimento di Ingegneria STrutturale 23

24 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei tale mancanza, nel luglio del 1999, si è insediata presso il Ministero dei Lavori Pubblici la commissione incaricata della redazione delle Norme tecniche Italiane per la progettazione, esecuzione e collaudo delle COstruzioni in LEgno (N.I.CO.LE.) che non hanno mai visto la loro pubblicazione ufficiale. Nel 2003, infatti, a seguito della ben nota catastrofe dovuta al terremoto di San Giuliano di Puglia, il presidente del Consiglio dei Ministri emanò l OPCM 3274 in accordo alle direttive proposte dai tecnici della Protezione Civile, all interno del quale vengono citati gli edifici a struttura di legno tra i sistemi costruttivi ammessi in zona sismica, elimina le limitazioni in altezza per le strutture interamente realizzate in legno lamellare, inizia a fare riferimento ai principi dell Eurocodice 8 (costruzioni in zona sismica), ma non fissa regole di calcolo specifiche per le strutture di legno, anzi nel capitolo 9 Edifici con strutture in legno le subordina alla emanazione delle corrispondenti norme relative alle combinazioni di carico non sismiche (anche se le N.I.CO.LE erano pronte da un anno). Nel 2005 l OPCM 3431 (aggiornamento della 3274) colma finalmente il vuoto normativo, viene introdotto nel capitolo 9 un breve testo che riprende i principi degli Eurocodici 8 e 5. L aspetto più importante è presente quali integrazioni delle regole di pertinenti prescrizioni tecniconormative italiane quando disponibili. Poiché nel frattempo l Eurocodice 5 è stato pubblicato come norma UNI EN definitiva il cerchio sembra finalmente chiuso. Successivamente sempre nel 2005 vengono emanate le Norme Tecniche (anche note come Testo Unico dell Edilizia), il già citato D.M. 14/09/05, a cui fa seguito la pubblicazione nel 2006 del Documento CNR-DT 206/2006 di cui parti del documento N.I.CO.LE. hanno costituito la base di un insieme di istruzioni da affiancare alle Norme Tecniche per fornire ai progettisti le Dipartimento di Ingegneria STrutturale 24

25 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei indispensabili basi di calcolo per affrontare il problema della progettazione e verifica delle strutture in legno. Per le strutture in generale, le zone a cui bisogna prestare una maggiore attenzione progettuale sono i nodi e nella fattispecie delle strutture in legno le Connessioni. All interno delle norme più moderne sono riportate indicazioni ben precise circa le sollecitazioni che possono interessare le connessioni delle strutture in legno ed in alcune di esse sono riportate le formule per il calcolo dei valori di resistenza in base al tipo di sollecitazione e al tipo di connessione. Inoltre l UNI ha redatto delle specifiche norme circa le metodologie da adottare per l esecuzione delle prove da eseguire al fine di caratterizzare le resistenze degli elementi che costituiscono la connessione stessa, qui si riportano le principali norme mentre nel capitolo 3 si entrerà nel dettaglio delle prove discusse nella presente tesi: - UNI EN 26891:1991 Strutture di legno. Assemblaggi realizzati tramite elementi meccanici di collegamento. Principi generali per la determinazione delle caratteristiche di resistenza e deformabilità. - UNI EN 28970:1991 Strutture di legno. Prova degli assemblaggi realizzati tramite elementi meccanici di collegamento. Prescrizioni relative alla massa volumica del legno. - UNI EN 409:1994 Strutture di legno. Metodi di prova. Determinazione del momento di snervamento degli elementi meccanici di collegamento di forma cilindrica. Chiodi. - UNI EN 1382:2002 Strutture di legno. Metodi di prova - Resistenza all estrazione di elementi meccanici di collegamento per il legno. - UNI EN 338:2004 Legno strutturale. Classi di resistenza. Dipartimento di Ingegneria STrutturale 25

26 Capitolo 1 Sistemi di collegamento tra elementi lignei - UNI EN 383:2007 Strutture di legno. Metodi di prova. Determinazione della resistenza al rifollamento e dei moduli locali di rigidezza per elementi di collegamento di forma cilindrica. Dipartimento di Ingegneria STrutturale 26

27 Capitolo 2 Il comportamento meccanico dei connettori metallici a gambo cilindrico CAPITOLO 2 IL COMPORTAMENTO MECCANICO DEI CONNETTORI METALLICI A GAMBO CILINDRICO 2.1. INTRODUZIONE Le sollecitazioni che possono gravare su un elemento di connessione sono essenzialmente di due tipi: TAGLIO e TRAZIONE. Nel caso in cui la direzione di applicazione della forza è perpendicolare all asse dell elemento si dirà che essa è una sollecitazione tagliante (Fig. 2.1), mentre nel caso in cui sia parallela all asse dell elemento, si dirà che essa è una sollecitazione assiale (Fig. 2.2). Ci si può inoltre (e questo avviene spesso) trovare di fronte ad una sollecitazione combinata di taglio e trazione in quanto la direzione di applicazione della forza è inclinata di un angolo α diverso da 0 e da 90 rispetto all asse dell elemento metallico. Una precisazione va fatta in merito alla suddetta sollecitazione di trazione, in quanto non essendo il solo elemento metallico soggetto alla forza ma essendo interessato tutto l insieme (acciaio della vite e legno in cui è infissa), si deve più correttamente parlare di sollecitazione di ESTRAZIONE del connettore dall elemento ligneo. Figura 2.1 Sollecitazione perpendicolare all asse del connettore (Bernasconi A., Introduzione all uso pratico della nuova norma SIA 265 per le strutture di legno, 2005). Dipartimento di Ingegneria STrutturale 27

28 Capitolo 2 Il comportamento meccanico dei connettori metallici a gambo cilindrico Figura 2.2 Sollecitazione parallela all asse del connettore (Bernasconi A., Introduzione all uso pratico della nuova norma SIA 265 per le strutture di legno, 2005). I connettori a gambo cilindrico, come già detto nel paragrafo , sono costituiti da elementi metallici che attraversano in tutto o in parte gli elementi strutturali lignei da collegare e si differenziano in: chiodi, perni (o spinotti), bulloni e viti. La caratterizzazione e la classificazione dei collegamenti e dei connettori, sotto l aspetto del loro comportamento meccanico (deformazioni e valori del carico ultimo) costituiscono argomenti di notevole interesse nella tecnica delle costruzioni in legno, questi aspetti saranno trattati ampiamente nei successivi paragrafi MODELLO DI CALCOLO PER SOLLECITAZIONI PERPENDICOLARI ALL ASSE DEL CONNETTORE Osservazioni introduttive Il modello di calcolo delle connessioni con connettori cilindrici sollecitati perpendicolarmente al loro asse si basa sulle modalità di collasso osservate sperimentalmente. Nel caso di sistemi di connessione di tipo puntuale con elementi meccanici a gambo cilindrico, la resistenza del collegamento è legata al rifollamento delle pareti del foro, in conseguenza dell azione meccanica degli elementi metallici sul legno, ed allo snervamento del gambo di acciaio del connettore. Per la Dipartimento di Ingegneria STrutturale 28

29 Capitolo 2 Il comportamento meccanico dei connettori metallici a gambo cilindrico determinazione della resistenza del singolo mezzo di collegamento a partire dalle principali grandezze meccaniche e geometriche degli elementi che lo costituiscono, è ormai consolidato, nelle normative più recenti, il ricorso a una formulazione basata sull analisi limite del collegamento elementare, considerando un comportamento rigidoplastico per i materiali coinvolti (legno e metallo). Tale formulazione è nota come EYM (European Yield Model) ed è stata proposta inizialmente da Johansen nel Teoria di Johansen Le evidenze sperimentali che portarono Johansen a formulare questa teoria mostrarono che i meccanismi di rottura che si verificavano in una connessione lignea con connettori metallici a gambo cilindrico, sono associati a fenomeni di rifollamento di una delle due parti lignee connesse e di snervamento (a flessione) del gambo del connettore metallico, con formazione di una o più cerniere plastiche. Figura 2.3 Collasso della connessione (Ballerini M., I corsi promo_legno, 2004). Dipartimento di Ingegneria STrutturale 29

30 Capitolo 2 Il comportamento meccanico dei connettori metallici a gambo cilindrico Nella zona contrassegnata dal cerchio rosso si può notare il rifollamento del legno, mentre nella zona contrassegnata con il cerchio blu è evidente la formazione della cerniera plastica nel connettore in acciaio. Le caratteristiche meccaniche associate alla crisi del materiale legnoso (tensione di rifollamento) e degli elementi di acciaio (tensione di snervamento) possono essere determinate attraverso prove sperimentali descritte nelle normative armonizzate UNI EN 383:2007 e UNI EN 409:1994, tenendo anche presente quanto indicato in UNI EN La resistenza al rifollamento è una caratteristica meccanica del materiale legnoso che descrive uno stato di sforzo limite determinato dallo schiacciamento localizzato delle fibre legnose per effetto del carico concentrato del connettore sulle pareti del foro di alloggiamento: le deformazioni plastiche causano l ovalizzazione del foro e la conseguente messa fuori servizio della connessione. La resistenza al rifollamento può variare sensibilmente in funzione di alcune caratteristiche geometriche e meccaniche, come la massa volumica del legno, il diametro del connettore, la direzione della forza applicata rispetto alla direzione della fibratura. Figura 2.4 Setup di prova per la determinazione della resistenza al rifollamento del legno (Ballerini M., I corsi promo_legno, 2004). Dipartimento di Ingegneria STrutturale 30

31 Capitolo 2 Il comportamento meccanico dei connettori metallici a gambo cilindrico Il valore del momento di snervamento dell elemento metallico può essere determinato in funzione del diametro del connettore e della classe di resistenza dell acciaio utilizzato. Figura 2.5 Setup di prova per la determinazione del momento di snervamento del connettore (Ballerini M., I corsi promo_legno, 2004). Poiché ogni connettore ha delle peculiarità proprie non si possono dare formulazioni rigorose che possano essere applicate indistintamente a tutte le tipologie ma ognuna di esse va studiata opportunamente e per questo si rimanda ai successivi paragrafi. Per quanto riguarda la teoria di Johansen le equazioni della capacità portante della connessione con connettori a gambo cilindrico sono ricavate da semplici considerazioni di equilibrio allo stato limite con l ipotesi di comportamento rigido-plastico per entrambi i materiali. Tale approccio proposto per la prima volta da Johansen, e successivamente perfezionato e validato sperimentalmente da diversi ricercatori, è oggi alla base del calcolo della resistenza dei collegamenti di diverse normative tecniche sia nazionali che internazionali (DIN 1052:2004, EN 1995:2004, documento N.I.Co.Le., istruzione CNR-DT ). In tali normative le equazioni di Johansen sono riportate in funzione delle principali grandezze geometriche e meccaniche, per unioni ad un piano di Dipartimento di Ingegneria STrutturale 31

32 Capitolo 2 Il comportamento meccanico dei connettori metallici a gambo cilindrico taglio (il connettore attraversa due elementi) o a due piani di taglio (il connettore attraversa tre elementi); per unioni legno-acciaio (cioè con elementi lignei collegati a piastre metalliche per mezzo degli stessi elementi metallici a gambo cilindrico). I valori espressi dalle equazioni di Johansen si riferiscono alle resistenze caratteristiche per singolo mezzo di unione e per singolo piano di taglio. I valori di progetto sono da determinarsi in funzione del coefficiente parziale di sicurezza per la proprietà del materiale γ m (per il legno lamellare incollato γ m = 1,35) e del coefficiente di correzione K mod che tiene conto dell effetto sui parametri di resistenza, sia della durata del carico sia dell umidità degli elementi. I modi di rottura che possono aver luogo in un collegamento sono sostanzialmente i seguenti: - Modo I : rifollamento di una delle due parti lignee connesse; - Modo II e III: rifollamento di una delle due parti lignee connesse e contemporaneo snervamento del connettore metallico con formazione di una o più cerniere plastiche Comportamento delle unioni legno-legno Le formule di Johansen per le unioni legno-legno e pannelli-legno realizzate con chiodi, cambrette, graffe, bulloni, spinotti e viti, che come si è già detto, riportano il valore caratteristico della capacità portante per ciascun piano di taglio e per ciascun mezzo di unione, sono riportate nelle tabelle 2.1 e 2.2: Dipartimento di Ingegneria STrutturale 32

33 Capitolo 2 Il comportamento meccanico dei connettori metallici a gambo cilindrico Tabella 2.1 Unioni ad un piano di taglio (Piazza M., Strutture in legno, 2006). Tabella 2.2 Unioni a due piani di taglio (Piazza M., Strutture in legno, 2006). Dipartimento di Ingegneria STrutturale 33

34 Capitolo 2 Il comportamento meccanico dei connettori metallici a gambo cilindrico Dove: t 1 e t 2 spessori del legno o del pannello, o profondità d infissione del mezzo di unione; f h,1,k e f h,2,k resistenze caratteristiche a rifollamento degli elementi di legno caratterizzati dallo spessore rispettivamente t 1 e t 2 ; d diametro del connettore; M y,k R k valore caratteristico del momento di snervamento del connettore; valore caratteristico della resistenza a taglio della connessione per singolo piano di taglio; β= f h,1,k /f h,2,k rapporto tra le tensioni caratteristiche di snervamento Comportamento delle unioni legno-acciaio Anche nel caso di unioni legno-acciaio valgono le stesse considerazioni fatte per la determinazione delle resistenze ultime delle unioni legno-legno. Nell assemblaggio dell unione legno-acciaio possono essere usate piastre di acciaio spesse ovvero sottili. Nel caso di piastre spesse, lo spessore della piastra è tale da fornire una sorta di vincolo rigido (incastro) al connettore metallico e quindi normalmente si avrà la formazione di una cerniera plastica nel connettore in corrispondenza dell interfaccia legno-acciaio (Tab. 2.3). Nel caso di piastre sottili, invece, lo spessore della piastra non è sufficiente per fornire un vincolo rotazionale al connettore; in tal caso si ipotizza nullo il momento flettente nel connettore in corrispondenza dell interfaccia legno-acciaio (Tab. 2.4). Dipartimento di Ingegneria STrutturale 34

35 Capitolo 2 Il comportamento meccanico dei connettori metallici a gambo cilindrico La normativa definisce piastre spesse quelle piastre aventi spessori maggiori o uguali al diametro del connettore (t d) e piastre sottili quelle piastre aventi spessori minori o uguali alla metà del diametro del connettore (t 0,5d). Tabella 2.3 Unioni ad un piano di taglio, piastre sottili (Piazza M., Strutture in legno, 2006). Tabella 2.4 Unioni ad un piano di taglio, piastre spesse (Piazza M., Strutture in legno, 2006). Dipartimento di Ingegneria STrutturale 35

36 Capitolo 2 Il comportamento meccanico dei connettori metallici a gambo cilindrico La capacità portante caratteristica per ciascuna sezione resistente e per ogni mezzo di unione in unioni ad una sezione resistente con elemento esterno di acciaio sarà assunta come il minore dei valori ottenibili mediante le formule delle tabelle 2.3 o 2.4. La capacità portante caratteristica per ciascuna sezione resistente e per ogni mezzo di unione in unioni a due sezioni resistenti con elemento centrale di acciaio, sarà assunta come il minore dei valori ottenibili mediante le formule della tabella 2.5. La capacità portante caratteristica per ciascuna sezione resistente e per ogni mezzo di unione in unioni a due sezioni resistenti con entrambi gli elementi esterni di acciaio, sarà assunta come il minore dei valori ottenibili mediante le formule della tabella 2.6. Tabella 2.5 Unioni a due piani di taglio, piastra interna (Piazza M., Strutture in legno, 2006). Dipartimento di Ingegneria STrutturale 36

37 Capitolo 2 Il comportamento meccanico dei connettori metallici a gambo cilindrico Tabella 2.6 Unioni a due piani di taglio, piastre esterne (Piazza M., Strutture in legno, 2006). Nelle situazioni intermedie tra i casi di piastra spessa e piastra sottile (cioè per 0,5d < t < d ), è consentita l interpolazione lineare tra i valori di resistenza ottenuti nei due casi. Ovviamente, dovranno poi essere effettuate le verifiche di resistenza della piastra metallica Comportamento dei collegamenti con piani di taglio multipli Nei collegamenti con mezzi di unione a gambo cilindrico con più di due piani taglio, la resistenza della connessione è data dalla somma della resistenza di ciascun piano di taglio. La resistenza di ciascun piano di taglio va valutata come per le unioni con due piani di taglio, considerando le triplette di elementi alle quali quel piano di taglio appartiene. Dipartimento di Ingegneria STrutturale 37

38 Capitolo 2 Il comportamento meccanico dei connettori metallici a gambo cilindrico Figura 2.6 Calcolo della resistenza per unioni con più di due piani di taglio (Piazza M., Strutture in legno, 2006). La resistenza di ciascun piano di taglio sarà quindi assunta pari alla minore di quelle così calcolate. Nei collegamenti con piani di taglio multipli, i modi di rottura dei mezzi di unione dei singoli piani di taglio deve essere fra di loro compatibili Collegamenti con mezzi di unione multipli La capacità portante di un collegamento realizzato con mezzi di unione multipli, tutti dello stesso tipo e dimensioni, può essere minore della somma delle capacità portanti del singolo mezzo di unione. Per una linea di mezzi di unione disposti parallelamente alla direzione della fibratura (fila), la capacità portante caratteristica efficace nella direzione della fila F ef,rk deve essere assunta pari a: F ef, RK = n ef F RK Questa formula è quella presente nel documento CNR-DT 206/2006 e riprende la formulazione presente nell EUROCODICE 5 del 2004 ed in cui n ef = F RK = numero efficace di mezzi di unione appartenenti alla fila. I valori di n ef variano in funzione del tipo di mezzo di unione; capacità portante caratteristica di ciascun mezzo di unione, parallelamente alla fibratura. Dipartimento di Ingegneria STrutturale 38

39 Capitolo 2 Il comportamento meccanico dei connettori metallici a gambo cilindrico Nel documento N.I.Co.Le. è stata utilizzata un altra relazione ed in particolare si assume che la capacità portante di più elementi sia determinabile a partire dalla capacità portante R d del singolo elemento di collegamento tramite la seguente formula: R con, d dove: = K ef n R d R con,d = è la capacità portante di progetto dell unione n = K ef = R d = è il numero degli elementi di collegamenti allineati è un fattore riduttivo ( 1 ) funzione anche del tipo di connettore è la capacità portante di progetto del singolo elemento di collegamento. In questo modo è reso ancora più evidente il concetto di riduzione di resistenza causata dall allineamento di più elementi di collegamento Rope effect - Effetto fune La resistenza ultima di alcuni tipi di unioni, quali ad esempio quelle realizzate tramite chiodi, viti, bulloni (ma non gli spinotti), risulta spesso maggiore rispetto alla resistenza calcolata utilizzando le equazioni di Johansen prima esposte. Per tali tipi di unioni, infatti, una volta raggiunti uno dei meccanismi di rottura misti descritti dal modello di Johansen (modi di rottura II e III), si instaura un ulteriore meccanismo di trasmissione degli sforzi talvolta indicato come effetto fune. Dalla seguente figura si può osservare che una volta raggiunto il modo di rottura II o III il connettore inizierà a essere sollecitato anche a trazione, oltre che a flessione e taglio come avveniva prima del raggiungimento dello snervamento a flessione (o, meglio, nel campo dei piccoli spostamenti). Dipartimento di Ingegneria STrutturale 39

40 Capitolo 2 Il comportamento meccanico dei connettori metallici a gambo cilindrico Figura 2.7 Effetto fune (Piazza M., Strutture in legno, 2006). Inoltre all aumentare del valore dell azione applicata, il connettore, se opportunamente vincolato alle due estremità, tenderà a comprimere gli elementi lignei collegati. Questa sorta di precompressione trasversale è responsabile di un aumento delle forze d attrito in prossimità dell interfaccia tra gli elementi lignei, forze che, assieme alla componente dello sforzo normale nel connettore in direzione della sollecitazione esterna applicata, contribuiranno ad una accresciuta resistenza dell unione rispetto a quella calcolata facendo uso delle equazioni di Johansen che, come si è potuto vedere, non tengono conto di questa ulteriore possibilità di trasmissione degli sforzi. Determinare esattamente l aumento di resistenza fornito all unione da un tale tipo di meccanismo sarebbe stato molto difficile e su questo argomento si sono sviluppate due teorie di calcolo citate rispettivamente nella DIN 1052 e nella EN (che altro non è che la parte 1.1 dell Eurocodice 5, inoltre sono state riprese integralmente nel documento N.I.Co.Le. e nell istruzione CNR-DT ) e che possono essere così sintetizzate: Dipartimento di Ingegneria STrutturale 40

41 Capitolo 2 Il comportamento meccanico dei connettori metallici a gambo cilindrico a) Inserimento di un fattore amplificativo sui valori di resistenza ottenuti utilizzando le equazioni di Johansen rispettivamente nei modi di rottura II e III; b) Aggiunta di un termine esplicito additivo ai valori di resistenza ottenuti utilizzando le equazioni di Johansen rispettivamente nei modi di rottura II e III. La formulazione b) stabilisce che il termine additivo può essere assunto pari al massimo a F ax,rk / 4 essendo F ax, RK la resistenza caratteristica all estrazione assiale dell elemento di collegamento. Tuttavia, tale contributo deve essere limitato ad una certa frazione della resistenza calcolata alla Johansen, in particolare : 100% per le viti; 15% per i chiodi tondi; 25% per i chiodi quadri; 50% per gli altri chiodi ad aderenza migliorata; 25% per i bulloni; 0% (ovviamente) per i perni Comportamenti fragili e duttili I limiti della formulazione proposta da Johansen devono essere ricercati proprio nelle ipotesi di base su cui essa si fonda, essendo concepita per un collegamento realizzato con un elemento a gambo cilindrico inserito nel legno a sufficiente distanza dai bordi e dalle estremità dell elemento ligneo stesso, in modo da potere effettivamente sviluppare il comportamento teorico rigido-plastico per i materiali coinvolti (metallo e legno). Quindi tale modello non può tenere conto di alcune modalità di collasso della parte lignea, associate all insorgere nel legno di tensioni ortogonali Dipartimento di Ingegneria STrutturale 41