Progettazione elementi strutturali in legno

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1 Capitolo 13 Progettazione elementi strutturali in legno Questo capitolo presenta una panoramica dei comandi e delle procedure per la definizione dei parametri di progetto e verifica degli elementi strutturali in legno e per la visualizzazione dei risultati della progettazione. Verranno affrontati i seguenti aspetti e le seguenti procedure: Definizione ed assegnazione dei parametri di progetto. Esecuzione della progettazione. Visualizzazione e controllo dei risultati della progettazione. Analisi di resistenza al fuoco di una sezione in legno Capitolo 13 Pag. 1

2 Progettazione elementi strutturali in legno La progettazione degli elementi strutturali in legno, può essere eseguita con il metodo delle Tensioni Ammissibili, secondo le Regles e con il metodo degli Stati Limite previsto dall Eurocodice 5. Ad ogni elemento strutturale viene associato un criterio di progetto; il criterio di progetto è una delle proprietà dell elemento; grazie al criterio di progetto è possibile controllare tutti i parametri di progettazione e verifica degli elementi. Gli elementi sono progettati in base alle combinazioni dei casi di carico. Materiale legno Per il materiale di tipo legno, nella finestra Definizione proprietà materiale tipo legno, sono riportati parametri diversi in funzione della normativa in uso (EC5 o Regles): Resist. sc (utilizzato per la progettazione alle T.A.-Regles) Resistenza di calcolo di compressione assiale alle fibre; Resist. st (utilizzato per la progettazione alle T.A.-Regles) Resistenza di calcolo di trazione assiale alle fibre; Resist. sf (utilizzato per la progettazione alle T.A.-Regles) Resistenza di calcolo assiale alle fibre per flessione; Resist. tau (utilizzato per la progettazione alle T.A.-Regles) Resistenza di calcolo a taglio ortogonale e parallela alle fibre; Modulo E (utilizzato per la progettazione alle T.A.-Regles)Modulo di elasticità normale; Modulo G (utilizzato per la progettazione alle T.A.-Regles)Modulo di elasticità tangenziale; Resist fc0k (utilizzato per la progettazione agli SLU-EC5) Resistenza caratteristica di compressione assiale alle fibre; Resist ft0k (utilizzato per la progettazione agli SLU-EC5) Resistenza caratteristica di trazione assiale alle fibre; Resist. fmk (utilizzato per la progettazione agli SLU-EC5) Resistenza caratteristica per flessione; Resist. fvk (utilizzato per la progettazione agli SLU-EC5) Resistenza caratteristica a taglio; Modulo E0,m (utilizzato per la progettazione agli SLU-EC5) Modulo di elasticità medio; Modulo E0,05 (utilizzato per la progettazione agli SLU-EC5) Modulo di elasticità corrispondente ad un frattile del 5%; Modulo G0,m (utilizzato per la progettazione agli SLU-EC5) Modulo di taglio medio; Lamellare Opzione che consente di effettuare le verifiche con le formulazioni per il legno lamellare (*); Peso spec. Peso specifico del materiale (Gamma); Coeff. Alfa Coefficiente di dilatazione termica del materiale; Elas. plastico (opzione attiva per elementi D2) Opzione di attivazione del materiale per aste non lineari. (*) Lamellare si Opzione per la non applicazione del coefficiente di riduzione al modulo di resistenza flessionale per sezioni rettangolari, nel caso di progetto con le Tensioni Ammissibili-Regles; (*) Lamellare si Opzione per modificare il coeff. β delle formule 6.25 e 6.26 (che passa da 0.2 a 0.1) per le verifiche a presso flessione e svergolamento; l opzione ha effetto anche sul valore di kmod (tabella 3.1),nel caso di progetto con gli Stati Limite-Eurocodice 5; I dati riportati sopra vengono utilizzati per la modellazione dello schema statico e per la determinazione dei carichi inerziali e termici. Capitolo 13 Pag. 2

3 Progettazione secondo il metodo delle Tensioni Ammissibili Regles Il programma consente la verifica dei seguenti tipi di elementi: 1. aste 2. travi L' esito delle verifiche e' espresso con un codice come di seguito indicato: OK : verifica con esito positivo NV : verifica con esito negativo Le verifiche effettuate sono raggruppate nelle seguenti categorie: verifica a tenso-flessione verifica a presso-flessione verifica a taglio-torsione. Verifiche di deformabilità Il programma consente per mezzo di mappe, diagrammi, tabelle e l osservazione puntuale degli elementi, l esaustivo controllo dello stato di progetto e verifica della struttura. La progettazione degli elementi strutturali in legno avviene nel Contesto di Assegnazione dei dati di progetto, a cui è possibile accedere solamente se si è eseguito il calcolo della struttura. Per entrare nel contesto Assegnazione dei dati di progetto, attivare i seguenti comandi: Contesto Assegnazione dati di progetto In questa fase della sessione di lavoro, sono nascoste tutte le barre degli strumenti di modellazione (Barra per la generazione dei nodi, Barra per la generazione degli elementi, Barra di modifica), e viene visualizzata la Barra per la progettazione che riporta i comandi di controllo dei risultati della progettazione, tra cui quelli relativi alle strutture in legno: Legno t.a. Permette di eseguire il controllo della progettazione e verifica degli elementi in legno effettuata con il metodo delle tensioni ammissibili come previsto dalle REGLES C.B.71 (reperibili sul "Prontuario per il calcolo di elementi strutturali" Le Monnier). Finestra di testo Riporta il tipo di risultato correntemente selezionato; Controlla Permette di effettuare il controllo dei risultati della progettazione relativi al singolo elemento; Definizione dei criteri di progetto La definizione dell archivio dei criteri di progetto per la progettazione degli elementi in legno viene realizzata all interno della Tabella dei criteri di progetto, attivabile, in base al contesto in cui si opera, con le seguenti modalità: Se si opera nel Contesto di Introduzione dei dati si utilizzano i seguenti comandi: Dati struttura Criteri di progetto Se si opera nel Contesto di Assegnazione dati di progetto si utilizzano i seguenti comandi: Dati di progetto Criteri di progetto La Tabella dei criteri di progetto contiene più cartelle, necessarie all inserimento dei dati di progetto riguardanti i seguenti elementi strutturali in legno: Legno contiene inoltre: La finestra di testo che riporta il nome del criterio di progetto correntemente selezionato; Il contatore dei criteri di progetto che riporta il numero progressivo del criterio di progetto corrente e permette di scorrere l archivio dei criteri di progetto; I seguenti tasti: Copia Per eseguire la copia del criterio di progetto corrente; Incolla Per assegnare al criterio corrente il criterio di progetto memorizzato con il comando copia; Annulla Annulla l operazione eseguita; Applica Inserisce il criterio di progetto definito, nell archivio dei criteri di progetto, con il numero presente nel contatore; Capitolo 13 Pag. 3

4 Esci Esegue l uscita della Tabella dei criteri di progetto; Criterio di progetto per gli elementi in legno La definizione dei criteri per la progettazione degli elementi in legno avviene all interno della cartella Legno, che contiene i seguenti parametri: Legno Parametri di verifica assunti dal materiale I parametri di verifica (resistenza a compressione, resistenza a trazione, resistenza a taglio ecc...) sono prelevati dall archivio del materiale legno associato all elemento; Snellezze come per acciaio Le snellezze devono essere definite nella cartella Aste acciaio nel caso di aste in legno e Travi acciaio nel caso di travi in legno; Verifiche normalizzate con Resist sf. per la verifica utilizzano il valore Resist sf sf = Resistenza di calcolo assiale alle fibre per flessione, valore riportato nell archivio dei materiali. Assegnazione del criterio di progetto agli elementi strutturali Per effettuare la progettazione degli elementi strutturali in legno è necessario che ad ogni elemento sia associato il criterio di progetto; ad ogni elemento può essere associato un solo criterio per volta. Ad ogni elemento viene assegnato per default il primo criterio di progetto presente nell archivio. Per associare ad uno o più elementi un criterio di progetto è necessario operare nel seguente modo: 1. Selezione degli elementi che si desiderano progettare con un determinato criterio di progetto, presente nell archivio dei criteri di progetto; 2. Premere il tasto destro del mouse per visualizzare la lista di comandi tra cui selezionare: Setta Riferimento; 3. Nella Tabella delle proprietà che viene visualizzata, selezionare, nella apposita cornice, il criterio di progetto che si desidera assegnare agli elementi selezionati; premere il consueto tasto di chiusura della finestra. 4. Premere il tasto destro del mouse per visualizzare la lista di comandi tra cui selezionare: Assegna Criterio; Esecuzione progettazione Per la progettazione degli elementi strutturali è necessario eseguire le seguenti fasi e i seguenti comandi: 1. Definizione, se ancora non eseguita, delle Combinazioni di carico (se non sono state definite le combinazioni di carico, i comandi di progettazione sono non attivi); Particolare attenzione deve essere posta nella definizione delle combinazioni, poiché i casi carico vanno combinati con la seguente regola: permanenti * accidentali permanenti * accidentali + neve/vento/sisma permanenti + neve/vento/sisma 2. Definizione dei Criteri di progetto; 3. Assegnazione del criterio di progetto agli elementi strutturali; 4. Selezione degli elementi che si desiderano progettare; 5. Premere il tasto destro del mouse per visualizzare la lista di comandi tra cui selezionare: Progetta Tensioni ammissibili la progettazione è eseguita con il metodo delle tensioni ammissibili come previsto dalle REGLES C.B.71 (reperibili sul Capitolo 13 Pag. 4

5 "Prontuario per il calcolo di elementi strutturali" Le Monnier). I medesimi comandi di progetto possono essere attivati mediante menu a discesa, nel seguente modo: Contesto Esecuzione progettazione Tensioni ammissibili la progettazione viene eseguita con il metodo delle tensioni ammissibili come previsto dalle REGLES C.B.71 (reperibili sul "Prontuario per il calcolo di elementi strutturali" Le Monnier). Controllo dei risultati per la progettazione con le Tensioni Ammissibili Il programma consente per mezzo di mappe, diagrammi e tabelle, l esaustivo controllo dello stato di progetto della struttura. Il controllo dei risultati della progettazione avviene mediante le opzioni di visualizzazione contenute nella Barra di controllo della progettazione, sempre attiva nel Contesto di assegnazione dei dati di progetto. Per ogni elemento vengono pertanto riportati i seguenti valori (eventualmente nulli): Sig tf : valore massimo della tensione in regime di tenso-flessione Sig pf : valore massimo della tensione in regime di presso-flessione Tau : valore massimo della tensione tangenziale. I primi due valori sono confrontati con la tensione ammissibile a flessione, il terzo valore con la tensione tangenziale ammissibile. In altri termini le verifiche sono riconducibili a formule del tipo: (sig.amm fless. / sig.amm generale) * sig generale sig.amm fless. Le verifiche a pressoflessione considerano il carico punta per mezzo del coefficiente omega riportato. Le verifiche in presenza di flessione considerano il fattore di riduzione del modulo di resistenza C in ragione delle dimensioni della sezione (nel caso del legno lamellare ciò avviene solo per sezioni non rettangolari). La verifica a taglio-torsione considera il fattore riduttore della tensione ammissibile al taglio in ragione dell area della sezione. La barra delle progettazioni contiene i seguenti comandi per il controllo degli elementi: Legno t.a. (Controllo dei risultati della progettazione degli elementi in legno, con il metodo delle Tensioni Ammissibili); Le verifiche effettuate sono raggruppate nelle seguenti categorie: Per ogni elemento vengono pertanto mappati i seguenti valori: valore massimo della tensione in regime di tenso-flessione; valore massimo della tensione in regime di presso-flessione; valore massimo della tensione tangenziale; I primi due valori vanno confrontati con la tensione ammissibile a flessione, il terzo valore con la tensione tangenziale ammissibile. Il comando Legno t.a. permette l accesso al menu dei seguenti comandi di controllo: Stato di progetto Permette la valutazione complessiva dello stato di verifica dalla struttura mediante colorazione, nel seguente modo: o colore giallo elementi non progettati; o colore ciano elementi progettati e verificati; o colore rosso elementi progettati e non verificati; Sfruttamento (%) Permette la visualizzazione, mediante mappa di colore, dei valori di sfruttamento degli elementi strutturali espressi, in percentuale, come il maggiore dei tre rapporti tra le tensioni ideali massime e quelle ammissibili; Tenso-flessione Permette la visualizzazione, mediante mappa di colore, del valore massimo della tensione in regime di tenso-flessione; Presso-flessione Permette la visualizzazione, mediante mappa di colore, del valore massimo della tensione in regime di presso-flessione; dove: σ max = sf ωn σ ' A + M C W Capitolo 13 Pag. 5

6 ω = coefficiente funzione di λ C = coefficiente funzione di h (altezza della trave) Taglio-torsione Permette la visualizzazione, mediante mappa di colore, del valore massimo della tensione tangenziale; Freccia (1000/L) Permette la visualizzazione dei valori della freccia massima negli elementi strutturali, espressi come rapporto: freccia = X/1000/L esprimibile anche come: freccia = X L / 1000 dove X è il valore riportato nella tabella mediante mappa di colore, L è la luce dell elemento considerato. Ad es: per un determinato elemento viene riportato in tabella il valore X = 5; la freccia massima ha il seguente valore: freccia = 5 L / 1000 = L / 200 Snellezze 3-3 Permette la visualizzazione dei valori della snellezza degli elementi per flessione attorno all asse 3-3 locale; Snellezze 2-2 Permette la visualizzazione dei valori della snellezza degli elementi per flessione attorno all asse 2-2 locale; Luce libera 3-3 Permette la visualizzazione dei valori della lunghezza libera di inflessione per flessione degli elementi attorno all asse 3-3 locale; Luce libera 2-2 Permette la visualizzazione dei valori della lunghezza libera di inflessione per flessione degli elementi attorno all asse 2-2 locale; Sospendi Permette la sospensione dell attività di controllo della progettazione; Controllo dei risultati relativi ad un singolo elemento in legno per progettazione alle Tensioni Ammissibili Per effettuare la visualizzazione dei risultati della progettazione, relativi ad un singolo elemento della struttura, è necessario attivare i seguenti comandi: 1. Premere il comando: Controlla Viene visualizzata la Finestra di controllo generale, che permette di effettuare il controllo dei risultati della progettazione, relativi al singolo elemento. 2. Per la visualizzazione delle informazioni è necessario, una volta attivato il comando, fare clic con il mouse sull elemento che si desidera controllare; nella Finestra di controllo generale sono riportati tutti i risultati della progettazione relativi all elemento in esame. Per gli elementi D2 in legno sono riportati: Stato di progetto e verifica Riporta per le verifiche effettuate: Tenso-flessione, Presso-flessione, Taglio-torsione, i codici relativi (OK Verifica, Nv non verifica, non richiesta); Tensioni normali (trazione) Riporta il valore della tensione in regime di tenso-flessione, la combinazione in cui si verifica e le sollecitazioni che lo generano; Capitolo 13 Pag. 6

7 Tensioni normali (compressione) Riporta il valore della tensione in regime di presso-flessione, la combinazione in cui si verifica, il relativo valore di Omega, le sollecitazioni che lo generano e i valori di BetaxL e Lambda sia per flessione attorno all asse locale 2-2 che attorno all asse locale 3-3; Tensioni tangenziali Riporta il valore della tensione tangenziale, la combinazione in cui si verifica e le sollecitazioni che lo generano; Impiegando l apposito cursore è possibile controllare i risultati in varie posizioni lungo l asse dell elemento. 3. Facendo clic con il mouse sui simboli + è possibile visualizzare il contenuto delle cartelle relative ai vari tipi di verifiche. 4. Premere il consueto tasto di chiusura della finestra. Progettazione secondo il metodo degli Stati Limite Eurocodice 5 Il programma consente la verifica dei seguenti tipi di elementi: 1. aste 2. travi 3. pilastri L esito delle verifiche è espresso con un codice come di seguito indicato: ok: verifica con esito positivo NV: verifica con esito negativo Le verifiche sono condotte in ottemperanza alle NTC 14 Settembre 2005 seguendo le indicazioni analitiche riportate nella norma tecnica UNI EN :2005 Eurocodice 5 - Progettazione delle strutture di legno - Parte 1-1: Regole generali - Regole comuni e regole per gli edifici ; in particolare le verifiche effettuate sono riconducibili ai punti: Ultimate limit states Serviceability limit states Design value of material property Design resistances Strength modification (kmod) Deformation modification (kdef) 6. Ultimate limit states 6.2 Design of cross-sections subjected to combined stresses 6.3 Stability of members Le verifiche effettuate sono raggruppate nelle seguenti categorie: verifica a tenso-flessione verifica a presso-flessione verifica a taglio-torsione Verifiche di stabilità Verifiche di svergolamento Verifiche di deformabilità Il valore di progetto delle resistenze per il calcolo secondo l EC5 si ottengono in base a quanto definito al paragrafo della norma tecnica UNI EN :2005: X k X = k dove: X d K mod X k γ m d mod è la generica resistenza di progetto è un coefficiente modificativo che tiene conto della durata del carico e dell umidità è la generica resistenza caratteristica è il coefficiente di sicurezza parziale sul materiale I valori di k mod e γ m sono riportati nella tabella dei criteri di progetto e sono funzione della classe di servizio e della durata dei carichi. γ m Capitolo 13 Pag. 7

8 La definizione della durata di ciascun caso di carico (paragrafo EC5) e del coefficiente Psi2 (paragrafo EC5) viene realizzata all interno della Tabella delle combinazioni attivabile, in base al contesto in cui si opera, con le seguenti modalità: Se si opera nel Contesto di Assegnazione dei carichi si utilizzano i seguenti comandi: Dati di carico Combinazioni Impostazioni generali Se si opera nel Contesto di Assegnazione dati di progetto si utilizzano i seguenti comandi: Dati di progetto Combinazioni Impostazioni generali La tabella dei criteri di progetto definisce i valori di k mod in funzione della classe di servizio (paragrafo EC5) e della durata del carico (paragrafo EC5). Il programma determina in automatico per ogni combinazione l opportuno valore di k mod ; nel in cui caso in una combinazione siano presenti carichi di durata differente (ad esempio carichi permanenti e sisma) il programma utilizza il valore di kmod corrispondente al carico di minore durata (paragrafo EC5). E possibile assegnare due differenti coefficienti di sicurezza sul materiale (Gamma): uno utilizzato per le combinazioni di carico senza il sisma ed uno per combinazioni di carico con il sisma. Definizione dei criteri di progetto La definizione dell archivio dei criteri di progetto per la progettazione degli elementi in legno viene realizzata all interno della Tabella dei criteri di progetto, attivabile, in base al contesto in cui si opera, con le seguenti modalità: Se si opera nel Contesto di Introduzione dei dati si utilizzano i seguenti comandi: Dati struttura Criteri di progetto Se si opera nel Contesto di Assegnazione dati di progetto si utilizzano i seguenti comandi: Dati di progetto Criteri di progetto La Tabella dei criteri di progetto contiene più cartelle, necessarie all inserimento dei dati di progetto riguardanti i seguenti elementi strutturali in legno; contiene inoltre: La finestra di testo che riporta il nome del criterio di progetto correntemente selezionato; Il contatore dei criteri di progetto che riporta il numero progressivo del criterio di progetto corrente e permette di scorrere l archivio dei criteri di progetto; I seguenti tasti: Copia Per eseguire la copia del criterio di progetto corrente; Incolla Per assegnare al criterio corrente il criterio di progetto memorizzato con il comando copia; Annulla Annulla l operazione eseguita; Applica Inserisce il criterio di progetto definito, nell archivio dei criteri di progetto, con il numero presente nel contatore; Esci Esegue l uscita della Tabella dei criteri di progetto; Capitolo 13 Pag. 8

9 Criterio di progetto per gli elementi in legno La definizione dei criteri per la progettazione degli elementi in legno avviene all interno della cartella Legno, che contiene i seguenti parametri: Legno Gamma Coefficiente di sicurezza sul materiale utilizzato per le combinazioni di carico in cui non è presente il sisma; Gam. Sis. Coefficiente di sicurezza sul materiale utilizzato per le combinazioni di carico in cui è presente il sisma; Classe di servizio Consente di assegnare la classe di servizio dell elemento strutturale (paragrafo , EC5) Perma., Lunga, Media, Breve, Istant Riporta i valori del coefficiente Kmod (tabella 3.1, EC5) Kdef Riporta i valori del coefficiente Kdef (tabella 3.2, EC5) Snellezze come per acciaio Le snellezze devono essere definite nella cartella Aste acciaio nel caso di aste in legno, Travi acciaio nel caso di travi in legno, Colonne acciaio nel caso di colonne in legno; Assegnazione del criterio di progetto agli elementi strutturali Per effettuare la progettazione degli elementi strutturali in legno è necessario che ad ogni elemento sia associato il criterio di progetto; ad ogni elemento può essere associato un solo criterio per volta. Ad ogni elemento viene assegnato per default il primo criterio di progetto presente nell archivio. Per associare ad uno o più elementi un criterio di progetto è necessario operare nel seguente modo: 1. Selezione degli elementi che si desiderano progettare con un determinato criterio di progetto, presente nell archivio dei criteri di progetto; 2. Premere il tasto destro del mouse per visualizzare la lista di comandi tra cui selezionare: Setta Riferimento; 3. Nella Tabella delle proprietà che viene visualizzata, selezionare, nella apposita cornice, il criterio di progetto che si desidera assegnare agli elementi selezionati; premere il consueto tasto di chiusura della finestra. 4. Premere il tasto destro del mouse per visualizzare la lista di comandi tra cui selezionare: Assegna Criterio; La progettazione degli elementi strutturali in legno avviene nel Contesto di Assegnazione dei dati di progetto, a cui è possibile accedere solamente se si è eseguito il calcolo della struttura. Per entrare nel contesto Assegnazione dei dati di progetto, attivare i seguenti comandi: Contesto Assegnazione dati di progetto In questa fase della sessione di lavoro, sono nascoste tutte le barre degli strumenti di modellazione (Barra per la generazione dei nodi, Barra per la generazione degli elementi, Barra di modifica), e viene visualizzata la Barra per la progettazione che riporta i comandi di controllo dei risultati della progettazione, tra cui quelli relativi alle strutture in legno: Legno EC5. Permette di eseguire il controllo della progettazione e verifica degli elementi in legno effettuata con il metodo degli Stati limite in ottemperanza alle NTC 14 Settembre 2005 seguendo le indicazioni analitiche riportate nella norma tecnica UNI EC5-1-1:2005. Finestra di testo Riporta il tipo di risultato correntemente selezionato; Capitolo 13 Pag. 9

10 Controlla Permette di effettuare il controllo dei risultati della progettazione relativi al singolo elemento; Esecuzione progettazione Per la progettazione degli elementi strutturali è necessario eseguire le seguenti fasi e i seguenti comandi: 1. Definizione, se ancora non eseguita, delle Combinazioni di carico di tipo SLU e SLE (se non sono state definite le combinazioni di carico, i comandi di progettazione sono non attivi); 2. Definizione dei Criteri di progetto; 3. Assegnazione del criterio di progetto agli elementi strutturali; 4. Selezione degli elementi che si desiderano progettare; 5. Premere il tasto destro del mouse per visualizzare la lista di comandi tra cui selezionare: Progetta Stati Limite Ultimi I medesimi comandi di progetto possono essere attivati mediante menu a discesa, nel seguente modo: Contesto Esecuzione progettazione Stati Limite Ultimi Controllo dei risultati per la progettazione con gli stati limite Il programma consente per mezzo di mappe, diagrammi e tabelle, l esaustivo controllo dello stato di progetto della struttura. Il controllo dei risultati della progettazione avviene mediante le opzioni di visualizzazione contenute nella Barra di controllo della progettazione, sempre attiva nel Contesto di assegnazione dei dati di progetto. Il comando Legno EC5 permette l accesso al menu dei seguenti comandi di controllo: Stato di progetto Permette la valutazione complessiva dello stato di verifica dalla struttura mediante colorazione, nel seguente modo: o colore giallo elementi non progettati; o colore ciano elementi progettati e verificati; o colore rosso elementi progettati e non verificati; Sfruttamento (%) Permette la visualizzazione, mediante mappa di colore, dei valori di sfruttamento degli elementi strutturali espressi, in percentuale, SLU: o Verifica N+/M : Verifica come da formula 6.17 e 6.18 per tensoflessione o Ver N-/M:Verifica come da formula 6.19 e 6.20 per pressoflessione o Ver V/T:Verifica come da formula 6.13 e 6.14 (taglio torsione) con interazione ottenuta per 2 τ tor, d τ quadratura del termine di taglio secondo la formula d + 1 k sh f v, d f v, d Capitolo 13 Pag. 10

11 o Stabilità:Verifica come da formula 6.23 e 6.24 per pressoflessione di elementi con snellezza relativa in un piano maggiore di 0.3 o Svergolamento: Verifica come da formula 6.35 (effettuata in entrambi i piani principali) per instabilità laterale. SLE: o Def. ini. R (1000/L): Massima deformazione iniziale in combinazione rara, espressa come rapporto: freccia = X/1000/L esprimibile anche come: freccia = X L / 1000 dove X è il valore riportato nella tabella mediante mappa di colore, L è la luce dell elemento considerato. Ad es: per un determinato elemento viene riportato in tabella il valore X = 5; la freccia massima ha il seguente valore: freccia = 5 L / 1000 = L / 200 o Def. ini. F (1000/L): Massima deformazione iniziale in combinazione frequente o Def. ini. P (1000/L): Massima deformazione iniziale in combinazione quasi permanente o Def. fin. R (1000/L): Massima deformazione finale in combinazione rara. Il valore della deformazione a tempo infinito per una combinazione di carichi è ottenuta sommando per ogni caso di carico sia il valore istantaneo che il valore ottenuto dall aliquota quasi-permanente amplificata del fattore kdef (formula 2.2 e 2.3). In termini analitici il contributo del caso di carico con coefficiente di combinazione Psi (diverso da 0) è Psi + kdef * Psi2 o Def. fin. F (1000/L): Massima deformazione finale in combinazione frequente o Def. fin. P (1000/L): Massima deformazione finale in combinazione quasi permanente Snellezze 3-3 Permette la visualizzazione dei valori della snellezza degli elementi per flessione attorno all asse 3-3 locale; Snellezze 2-2 Permette la visualizzazione dei valori della snellezza degli elementi per flessione attorno all asse 2-2 locale; Luce libera 3-3 Permette la visualizzazione dei valori della lunghezza libera di inflessione per flessione degli elementi attorno all asse 3-3 locale; Luce libera 2-2 Permette la visualizzazione dei valori della lunghezza libera di inflessione per flessione degli elementi attorno all asse 2-2 locale; Sospendi Permette la sospensione dell attività di controllo della progettazione; Si sottolinea che le cinque verifiche SLU sono espresse dal rapporto tra domanda e capacità, affinché la verifica sia positiva il rapporto deve essere inferiore o uguale a 1. Controllo dei risultati relativi ad un singolo elemento in legno per progettazione con EC5 Per effettuare la visualizzazione dei risultati della progettazione, relativi ad un singolo elemento della struttura, è necessario attivare i seguenti comandi: 1. Premere il comando: Controlla Viene visualizzata la Finestra di controllo generale, che permette di effettuare il controllo dei risultati della progettazione, relativi al singolo elemento. 2. Per la visualizzazione delle informazioni è necessario, una volta attivato il comando, fare clic con il mouse sull elemento che si desidera controllare; nella Finestra di controllo generale sono riportati tutti i risultati della progettazione relativi all elemento in esame. Per gli elementi D2 in legno sono riportati: Stato di progetto e verifica Riporta per le verifiche effettuate: Tenso-flessione, Presso-flessione, Taglio-torsione, Stabilità, Flesso-torsione; i codici relativi (OK Verifica, Nv non verifica, non richiesta); Tensioni normali (trazione) Riporta: o il valore del coefficiente di verifica per tenso-flessione (formula 6.17, EC5) e, tra parentesi, le tre componenti della formula 6.17; o il valore del coefficiente di verifica per tenso-flessione (formula 6.18, EC5) e, tra parentesi, le tre componenti della formula 6.18; o la combinazione in cui si effettua la verifica e le sollecitazioni corrispondenti; o il coefficiente km (paragrafo 6.1.6, EC5); Tensioni normali (compressione) Riporta: o il valore del coefficiente di verifica per presso-flessione (formula 6.19, EC5) e, tra parentesi, le tre componenti della formula 6.19; o il valore del coefficiente di verifica per tenso-flessione (formula 6.20, EC5) e, tra parentesi, le tre componenti della formula 6.20; o la combinazione in cui si effettua la verifica e le sollecitazioni corrispondenti; Capitolo 13 Pag. 11

12 o il coefficiente km (paragrafo 6.1.6, EC5); Tensioni tangenziali Riporta (formule 6.16 e 6.14): o il valore del coefficiente di verifica per taglio e torsione ottenuto per quadratura dei coefficienti di 2 τ tor, d τ verifica per taglio e torsione secondo la formula d + 1, le due componenti della k sh f v, d f v, d formula precedente, con il taglio in direzione 2; o l valore del coefficiente di verifica per taglio e torsione ottenuto per quadratura dei coefficienti di 2 τ tor, d τ verifica per taglio e torsione secondo la formula d + 1, le due componenti della k sh f v, d f v, d formula precedente, con il taglio in direzione 3; o la combinazione in cui si effettua la verifica e le sollecitazioni corrispondenti; o il coefficiente ksh (k shape paragrafo 6.1.8, EC5); Stabilità riporta: o il valore del coefficiente di verifica per presso-flessione per elementi con snellezza > 0.3 (formula 6.23, EC5), le tre componenti della formula 6.23; o il valore del coefficiente di verifica per presso-flessione per elementi con snellezza > 0.3 (formula 6.24, EC5), le tre componenti della formula 6.24; o la combinazione in cui si effettua la verifica e le sollecitazioni corrispondenti o I coefficienti lam ry, kcy, lam rz, kcz : snellezze attorno agli assi 3 e 2 e coefficiente kc (formula 6.25) riferite agli assi 3 e 2; Svergolamento riporta: o il valore del coefficiente di verifica a svergolamento (formula 6.35, EC5) e, tra parentesi, le due componenti della formula 6.35 per sollecitazione di momento flettente M2 (relative allo sforzo normale e al momento flettente); o il valore del coefficiente di verifica a svergolamento (formula 6.35, EC5) e, tra parentesi, le due componenti della formula 6.35 per sollecitazione di momento flettente M3 (relative allo sforzo normale e al momento flettente); o la combinazione in cui si effettua la verifica e le sollecitazioni corrispondenti o I coefficienti lam sy, kcry, lam sz, kcrz: snellezze attorno agli assi 3 e 2 e coefficiente kcr (formula 6.34) riferite agli assi 3 e 2; Deformazioni riporta i valori delle massime deformazioni iniziale in combinazione Rara, Frequente e quasi Permanente e i valori delle massime deformazioni a tempo infinito in combinazione Rara, Frequente e quasi Permanente. Questi ultimi calcolati sommando per ogni caso di carico sia il valore istantaneo che il valore ottenuto dall aliquota quasi-permanente amplificata del fattore kdef (formula 2.2 e 2.3). In termini analitici il contributo del caso di carico con coefficiente di combinazione Psi (diverso da 0) è Psi + kdef * Psi2 Impiegando l apposito cursore è possibile controllare i risultati in varie posizioni lungo l asse dell elemento. Facendo clic con il mouse sui simboli + è possibile visualizzare il contenuto delle cartelle relative ai vari tipi di verifiche. Premere il consueto tasto di chiusura della finestra. Capitolo 13 Pag. 12

13 Analisi di resistenza al fuoco di una sezione in legno Definizione proprietà della sezione in legno Per la definizione delle proprietà della sezione in legno è necessario attivare il comando Sezioni del menù Dati struttura. Viene visualizzata la seguente finestra: Selezionare la voce Usa per acciaio-legno. Selezionare Applica. Nella stessa finestra, selezionare la voce Dati Sezione e successivamente Analisi resistenza al fuoco. Nella finestra Analisi della resistenza al fuoco della sezione è possibile selezionare i lati esposti a incendio. Capitolo 13 Pag. 13

14 E possibile identificare un lato della sezione come Esposto, Non Esposto o Adiabatico cliccando con il tasto sinistro del mouse sulla relativa colonna. E possibile inoltre selezionare solo un tratto di sezione sottoposto a incendio, indicando la lunghezza della sezione esposta e di quella non esposta. Cornice Velocità di carbonizzazione Cliccare sul tasto Aggiorna per applicare le modifiche ai lati di esposizione. La velocità di carbonizzazione può essere impostata in due diverse modalità: da materiale o indicando manualmente la penetrazione in funzione del tempo di esposizione a incendio, selezionando la casella Sezione protetta e indicando manualmente i parametri. Attivando il comando Avanzate viene visualizzata la finestra Dati per analisi del transitorio termico e verifica capacità portante per la definizione dei parametri e dei coefficienti per l analisi termica. E possibile definire Gw,fi per il legno, impostato di default pari a 1 (par. 2.3 UNI-EN ). Capitolo 13 Pag. 14

15 Al termine della definizione dei parametri premere il comando Applica. Cliccando sul pulsante Usa per verifica è possibile esportare un file BMP che rappresenta l area della sezione residua, funzione del Tempo di esposizione. Se non viene attivato questo comando, il tempo di esposizione viene impostato di default al valore indicato nella tabella delle proprietà avanzate. Cornice Esposizione Modificando il valore del Tempo di esposizione tramite l apposito cursore, la sezione ridurrà l area residua fino ad un valore di carbonizzazione limite. Ciò verrà segnalato tramite l avviso: Valore di Carbonizzazione non ammesso per la Sezione. Capitolo 13 Pag. 15

16 In basso a destra vengono indicate le capacità % residue della sezione soggetta all esposizione incendio corrente. Definizione proprietà del materiale Per la definizione delle proprietà del materiale è necessario attivare il comando: Materiali del menù Dati struttura Viene visualizzata la seguente finestra: E possibile selezionare la tipologia di legno massiccio/lamellare cliccando con il mouse sulla finestra Lamellare. Nel caso di legno lamellare viene adottato nei calcoli un fattore Kfi pari a Nel caso di legno massiccio viene adottato un fattore Kfi pari a (par. 2.3 UNI-EN ). Il parametro V Bn è il tasso di carbonizzazione. (vedi tabella 3.1 UNI-EN :2004). Impostazione delle combinazioni di carico agli Stati Limite Ultimi Per le verifiche di resistenza al fuoco sono necessarie: combinazioni agli S.L.U.e SLE per la progettazione; combinazioni S.L.U. (acc.) per la verifica di resistenza al fuoco. Le combinazioni possono essere modificate senza ripetere l analisi della struttura. Per la definizione delle proprietà del materiale è necessario attivare il comando: Dati di carico Combinazioni Nella Tabella delle combinazioni premere i seguenti comandi: S.L.U. strutt. Capitolo 13 Pag. 16

17 S.L.U. accid. S.L.E. perm. I moltiplicatori dei casi carico possono essere modificati facendo clic con il mouse sul numero riportato. Definizione dei Criteri di progetto ed esecuzione della progettazione Contesto Assegnazione dati di progetto Dati di progetto Criteri di progetto Viene visualizzata la finestra per l assegnazione dei parametri di progettazione degli elementi strutturali. Attivare la cartella Legno che riporta il riferimento alla classe di servizio e alle snellezze, che devono essere gestite all interno dei criteri di progetto delle aste, delle travi e dei pilastri in acciaio. Contesto Esecuzione progettazione Stati Limite Tramite questo comando, viene eseguita la progettazione con le combinazioni di tipologia SLU e SLE. Esecuzione della progettazione resistenza al fuoco Contesto Esecuzione progettazione Resistenza al fuoco Tramite questo comando, viene rieseguita la progettazione, considerando le sezioni ridotte dalla carbonizzazione e la combinazione di carichi SLU Accidentale. I risultati della verifica di resistenza possono essere visualizzati mediante il comando: Verifica di resistenza al fuoco che presenta il menu delle opzioni di visualizzazione dei risultati. Capitolo 13 Pag. 17

18 Stato progetto D2 legno Permette la visualizzazione, mediante colori, del risultato di verifica positiva o negativa. Colore rosso elementi non verificati, Colore ciano elementi verificati, Colore giallo elementi non progettati (non soggetti a incendio). Sfruttamento % sfruttamento degli elementi strutturali espressi, in percentuale, come il maggiore dei rapporti successivi; Verifica N+/M: Verifica per tensoflessione. Verifica N-/M: Verifica per pressoflessione. Verifica V/T: Verifica taglio torsione. Stabilità: Verifica come da formula 6.23 e 6.24 per pressoflessione di elementi con snellezza relativa in un piano maggiore di 0.3 Svergolamento: Verifica come da formula 6.35 (effettuata in entrambi i piani principali) per instabilità laterale. Inviluppo: Permette la visualizzazione dell inviluppo delle sollecitazioni con cui viene realizzata la progettazione al carico d incendio degli elementi D2. Si possono visualizzare i diagrammi di inviluppo delle seguenti sollecitazioni: Sforzo Normale, Taglio 2-2, Taglio 3-3, Mom. Torcente, Momento 2-2, Momento 3-3 Isola non verificati: permette di realizzare il filtro e la visualizzazione degli elementi non verificati. Capitolo 13 Pag. 18