Per dimensionarlo...

Condividiamo con voi in questa sezione i concetti base del calcolo e delle normative per il dimensionamento strutturale del legno lamellare.

Combinazione di carico

Combinazioni delle azioni (vd. P.to 2.5.3 - D.M. 14/01/2008)

- Combinazione fondamentale, generalmente impiegata per gli stati limite ultimi (SLU):
ϒG1 ⋅ G1 + ϒG2 ⋅ G2 + ϒP ⋅ P + ϒQ1 ⋅ Qk1 + ϒQ2 ⋅ Ψ02 ⋅ Qk2 + ϒQ3 ⋅ Ψ03 ⋅ Qk3 + ...

- Combinazione caratteristica (rara), generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio (SLE) irreversibili:
G1 + G2 + P + QK1 + Ψ02 ⋅ QK2 + Ψ03 ⋅ QK3 + ...

- Combinazione frequente, generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio (SLE) reversibili:
G1 + G2 + P + Ψ11 ⋅ QK1 + Ψ22 ⋅ QK2 + Ψ23 ⋅ QK3 + ...

- Combinazione quasi permanente (SLE), generalmente impiegata per gli effetti a lungo termine:
G1 + G2 + P + Ψ21 ⋅ QK1 + Ψ22 ⋅ QK2 + Ψ23 ⋅ QK3 + ...

- Combinazione sismica, impiegata per gli stati limite ultimi e di esercizio connessi all’azione sismica E:
E + G1 + G2 + P + Ψ21 ⋅ QK1 + Ψ22 ⋅ QK2 + Ψ23 ⋅ QK3 + ...

- Combinazione eccezionale, impiegata per gli stati limite ultimi connessi alle azioni eccezionali di progetto Ad:
G1 + G2 + P + Ad + Ψ21 ⋅ QK1 + Ψ22 ⋅ QK2 + ...

Coefficienti parziali per le azioni o per il loro effetto nelle verifiche SLU (vd. P.to 2.6.1, Tab. 2.6.1 - D.M. 14/01/2008)

Coefficiente EQU A1 A2
ϒM STR GEO
Carichi permanenti favorevoli ϒG1 0,9 1,0 1,0
sfavorevoli 1,1 1,3 1,0
Carichi permanenti non strutturali(1) favorevoli ϒG2 0,0 0,0 0,0
sfavorevoli 1,5 1,5 1,3
Carichi variabili favorevoli ϒQi 0,0 0,0 0,0
sfavorevoli 1,5 1,5 1,3
(1)Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. carichi permanenti portati) siano compiutamente definiti si potranno adottare per essi gli stessi coefficienti validi per le azioni permanenti.

Valori dei coefficienti di combinazione (vd. P.to 2.5.3, Tab. 2.5.1 - D.M. 14/01/2008)

Categoria/Azione variabile Ψ0j Ψ1j Ψ2j
Categoria A: Ambienti ad uso residenziale 0,7 0,5 0,3
Categoria B: Uffici 0,7 0,5 0,3
Categoria C: Ambienti suscettibili di affolamento 0,7 0,7 0,6
Categoria D: Ambienti ad uso commerciale 0,7 0,7 0,6
Categoria E: Biblioteche, archivi, magazzini e ambienti a uso industriale 1,0 0,9 0,8
Categoria F: Rimesse e parcheggi (per autoveicoli di peso ≤ 30 kN) 0,7 0,7 0,6
Categoria G: Rimesse e parcheggi (per autoveicoli di peso > 30 kN) 0,7 0,5 0,3
Categoria H: Coperture 0,0 0,0 0,0
Vento 0,6 0,2 0,0
Neve (a quota ≤ 1000 m s.l.m.) 0,5 0,2 0,0
Neve (a quota > 1000 m s.l.m.) 0,7 0,5 0,2
Variazioni termiche 0,6 0,5 0,0

Deformazioni ammissibili

Valori di derformazioni ammissibili (*) (UNI EN 1995-1-1)

wist   wnet, fin wfin
(combinazione caratteristica) (combinazione caratteristica con comportamento
viscoelastico della azioni quasi permanenti)
Trave su due appoggi l / 250 - l / 300 l / 200 - l / 250 l / 150 - l / 300
Travi a mensola l/ 125 - l / 150 l / 100 - l / 125 l / 75 - l / 150
Deformazioni ammissibili
wnet,fin = winst + wcreep - wc = wfin - wc

(*) La deformazione massima ammessa è scelta dal progettista, all'interno dell'intervallo indicato, in base al tipo di elemento verificato, alla sua funzione e posizione all'interno dell'organismo strutturale, e alla destinazione d'uso della costruzione.

Charatteristiche del Materiale e verifiche

Relazione sui Materiali
Legno lamellare incollato

Proprietà dei materiali
Si definiscono valori caratteristici di resistenza di un tipo di legno i valori del frattile 5% della distribuzione delle resistenze, ottenuti sulla base dei risultati di prove sperimentali su provini all'umidità di equilibrio del legno corrispondente alla temperatura di 20+/-2 °C ed umidità relativa dell'aria del 65+/-5 %.
Per il modulo elastico, si fa riferimento sia ai valori caratteristici di modulo elastico corrispondenti al frattile 5 % sia ai valori medi, ottenuti nelle stesse condizioni di prova sopra specificate.
Si definisce massa volumica caratteristica il valore del frattile 5 % della relativa distribuzione con massa e volume misurati in condizioni di umidità di equilibrio del legno alla temperatura di 20+/-2 °C ed umidità relativa dell'aria del 65+/-5 %.

Resistenze di calcolo
La durata del carico e l'umidità del legno influiscono sulle proprietà resistenti del legno. Il valore di calcolo Xd di una proprietà del materiale (o della resistenza di un ciollegamento) viene calcolato mediante la relazione Xd=kmod Xk / ϒm dove Xk è il valole caratteristico della proprietà del materiale (vedi tabella a fondo pagina ) o della resistenza del collegamento, ϒm è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al materiale, i cui valori sono riportati nella pagina seguente; kmod è un coefficiente correttivo che tiene conto dell'effetto sia della durata del carico sia dell'umidità della struttura (per i valori vedere la tabella a pagina seguente).

Requisiti di produzione
Gli elementi strutturali in legno lamellare incollato devono essere conformi alla norma europea armonizzata UNI EN 14080. L'attribuzione degli elementi strutturali di legno lamellare ad una classe di resistenza viene effettuata dal produttore sulla base delle proprietà delle lamelle. Le singole lamelle sono individualmente classificate come previsto al punto 11.7.2 del D.M. 14 gennaio 2008). L'elemento strutturale di legno lamellare incollato può essere costituito dall'insieme di lamelle tra loro omogenee (elemento "omogeneo") oppure da lamelle di diversa qualità (elemento "combinato") secondo quanto previsto nella norma UNI EN 1194:2000, nella quale viene indicata la corrispondenza tra le classi delle lamelle che compongono l'elemento strutturale e la classe di reistenza risultante per l'elemento lamellare stesso, sia omogeneo che combinato.

Adesivi
Gli adesivi per usi strutturali producono unioni aventi resistenza e durabilità tali che l'integrità dell'incollaggio sia conservata, nella classe di servizio assegnata, durante tutta la vita prevista della struttura.

Elementi meccanici di collegamento
Per tutti gli elementi che fanno parte di particolari di collegamento (metallici e non metallici, quali spinotti, chiodi, viti, piastre, ecc ...) le caratteristiche specifiche sono verificate con riferimento alle specifiche normative applicabili per la categoria di appartenenza.

Classi di resistenza per il lamellare di conifera

Valori caratteristici per le proprietá di resistenza in N/mm² LEGNO LAMELLARE
(UNI EN 1194)
GL 24c GL 24h GL 28c GL 28h GL 32c GL 36c
resistenza a flessione fm,k 24 24 28 28 32 36
resistenza a trazione parallela alla fibratura ft,0,k 14 16,5 16,5 19,5 19,5 22,5
resistenza a trazione perpendicolare alla fibratura ft,90,k 0,35 0,4 0,4 0,45 0,45 0,5
resistenza a compressione parallela alla fibratura fc,0,k 21 24 24 26,5 26,5 29
resistenza a compressione perpendicolare alla fibratura fc,90,k 2,4 2,7 2,7 3,0 3,0 3,3
resistenza a taglio fv,k 2,2 2,7 2,7 3,2 3,2 3,8
Valori caratteristici per le proprietá di massa volumica in kg/m³ LEGNO LAMELLARE
(UNI EN 1194)
GL 24c GL 24h GL 28c GL 28h GL 32c GL 36c
modulo di elasticitá medio parallelo alla fibratura E0,mean 11.600 11.600 12.600 12.600 13.700 14.700
modulo di elasticitá parallelo alla fibratura E0,05 9.400 9.400 10.200 10.200 11.100 11.900
modulo di elasticitá medio perpendicolare alla fibratura E90,mean 320 390 390 420 420 460
modulo di taglio medio Gmean 590 720 720 780 780 850
massa volumica ρk 350 380 380 410 410 430

VALORI DI ϒm assunti per le proprietà dei materiali (vd. p.to 4.4.6, Tab. 4.4.III - D.M. 14/01/2008)

Stati limite ultimi ϒM
- combinazioni fondamentali
Legno massiccio 1,50
Legno lamellare incollato 1,45
Pannelli di particelle o di fibre 1,50
Compensato, pannelli di scaglie orientate 1,40
Unioni 1,50
- combinazioni eccezionali 1,00

VALORI DI kmod assunti (vd. p.to 4.4.6, Tab. 4.4.IV - D.M. 14/01/2008)

Tabella 4.4.IV - Valori di kmod per legno e prodotti strutturali a base di legno

Materiale Riferimento Classe di
servizio
Classe di durata del carico
Permanente Lunga Media Breve Istantanea
Legno massiccio
Legno lamellare incollato
EN 14081-1
EN 14080
1 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00
2 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00
3 0,50 0,55 0,65 0,70 0,90
Compensato EN 636 Parti 1, 2, 3 1 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00
Parti 2, 3 2 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00
Parte 3 3 0,50 0,55 0,65 0,70 0,90
Pannello di scaglie orientate (OSB) EN 300 OSB/2 1 0,30 0,45 0,65 0,85 1,00
OSB/3 - OSB/4 1 0,40 0,50 0,70 0,90 1,00
2 0,30 0,40 0,55 0,70 0,90
Pannello di particelle (truciolare) EN 312 Parti 4, 5 1 0,30 0,45 0,65 0,85 1,00
Parte 5 2 0,20 0,30 0,45 0,60 0,80
Parti 6, 7 1 0,40 0,50 0,70 0,90 1,00
Parte 7 2 0,30 0,40 0,55 0,70 0,90
Pannello di fibre, alta densitá EN 622-2 HB LA, HB HLA 1 o 2 1 0,30 0,45 0,65 0,85 1,00
HB HLA 1 o 2 2 0,20 0,30 0,45 0,60 0,80
Pannello di fibre, media densitá (MDF) EN 622-3 MBH LA1 o 2 1 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00
MBH HLS1 o 2 1 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00
2 - - - 0,45 0,80
EN 622-5 MDF LA, MDF HLS 1 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00
MDF HLS 2 - - - 0,45 0,80

VALORI DI kdef assunti (vd. p.to 4.4.7, Tab. 4.4.V - D.M. 14/01/2008)

Tabella 4.4.V - Valori di kdef per legno e prodotti strutturali a base di legno

Materiale Riferimento Classe di servizio
1 2 3
Legno massiccio EN 14081-1 0,60 0,80 2,00
Legno lamellare incollato EN 14080 0,60 0,80 2,00
Compensato EN 636 Parte 1 0,80 - -
Parte 2 0,80 1,00 -
Parte 3 0,80 1,00 2,50
Pannello di scaglie orientate (OSB) EN 300 OSB/2 2,25 - -
OSB/3 - OSB/4 1,50 2,25 -
Pannello di particelle (truciolare) EN 312 Parte 4 2,25 - -
Parte 5 2,25 3,00 -
Parte 6 1,50 - -
Parte 7 1,50 2,25 -
Pannello di fibre, alta densitá EN 622-2 HB LA 2,25 - -
HB HLA1, HB HLA2 2,25 3,00 -
Pannello di fibre, media densitá (MDF) EN 622-3 MBH LA1, MBH LA2 3,00 - -
MBH HLS1, MBH HLS2 3,00 4,00 -
EN 622-5 MDF LA 2,25 - -
MDF HLS 2,25 3,00 -

Dimensioni di produzione travi lamellare

Larghezza b (cm)
10121416182022
Altezza h (cm)
1248,384,9121,3157,8194,2
1652,488,9125,4161,8198,3
2056,493129,4165,9202,3
2460,597133,5169,9206,4
2864,6101,1137,5174210,4
3268,7105,1141,6178214,5
3672,7109,2145,6182,1218,5
4076,8113,2149,7186,1222,6
44,380,8117,3153,7190,2

Normativa italiana di riferimento:

D.M. 14 GENNAIO 2008 NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI (NTC 2008)
CIRCOLARE N. 617 DEL 2 FEBBRAIO 2009 ISTRUZIONI PER L’APPLICAZIONE DELLE NUOVE NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI DI CUI AL DECRETO MINISTERIALE 14 GENNAIO 2008
CNR-DT 206/2007 ISTRUZIONI PER LA PROGETTAZIONE, L’ESECUZIONE ED IL CONTROLLO DELLE STRUTTURE DI LEGNO

Normativa europea di riferimento:

UNI EN 1990:2006,
Eurocodice 0
CRITERI GENERALI DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE
UNI EN 1991-1-1:2004,
Eurocodice 1
AZIONI SULLE STRUTTURE - PARTE 1 -1: AZIONI IN GENERALE - PESI PER UNITÀ DI VOLUME, PESI PROPRI E SOVRACCARICHI PER GLI EDIFICI
UNI EN 1993-1-1:2005,
Eurocodice 3
PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO - Parte 1-1: REGOLE GENERALI E REGOLE PER GLI EDIFICI
UNI EN 1995-1-1:2005,
Eurocodice 5
PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE IN LEGNO - PARTE 1-1: REGOLE GENERALI – REGOLE COMUNI E REGOLE PER GLI EDIFICI
UNI EN 1995-1-2:2005,
Eurocodice 5
PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE IN LEGNO - PARTE 1-2: REGOLE GENERALI - PROGETTAZIONE STRUTTURALE CONTRO L'INCENDIO
UNI EN 1995-2:2005,
Eurocodice 5
PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE IN LEGNO - PARTE 2: PONTI
UNI EN 1998-1:2005,
Eurocodice 8
PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE PER LA RESISTENZA SISMICA - PARTE 1: REGOLE GENERALI, AZIONI SISMICHE E REGOLE PER GLI EDIFICI
UNI EN 1337-1:2001 APPOGGI STRUTTURALI - REGOLE GENERALI DI PROGETTO
UNI EN 1337-3:2005 APPOGGI STRUTTURALI - PARTE 3: APPOGGI ELASTOMERICI
UNI EN 338:1997 LEGNO STRUTTURALE. CLASSI DI RESISTENZA.
UNI EN 1194:2000 STRUTTURE DI LEGNO - LEGNO LAMELLARE INCOLLATO - CLASSI DI RESISTENZA E DETERMINAZIONE DEI VALORI CARATTERISTICI

Normativa tedesca di riferimento:

DIN 1052:2008 ENTWURF, BERECHNUNG UND BEMESSUNG VON HOLZBAUWERKEN – ALLGEMEINE BEMESSUNGSREGELN UND BEMESSUNGSREGELN FÜR DEN HOCHBAU
"PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE IN LEGNO – REGOLE GENERALI E REGOLE PER GLI EDIFICI"
DIN 1052 Teil 1:1988
DIN 1052-1/A1:1996
HOLZBAUWERKE; BERECHNUNG UND AUSFÜHRUNG
"COSTRUZIONI IN LEGNO; CALCOLO E REALIZZAZIONE"
DIN 1052 Teil 2:1988
DIN 1052-2/A1:1996
HOLZBAUWERKE; MECHANISCHE VERBINDUNGEN
"COSTRUZIONI IN LEGNO; COLLEGAMENTI MECCANICI"
DIN 1074:2006 HOLZBRÜCKEN
"PONTI IN LEGNO"

Approfondimenti:

"Strutture in legno", Piazza-Tomasi-Modena, Biblioteca Tecnica Hoepli.

"Wendehorst, Bautechnische Zahlentafeln", Otto W. Wetzell, 32. Auflage, 2007, Teubner Verlag, Wiesbaden.

"Warum Decken zu schwingen beginnen“, Patricia Hamm, Bauen mit Holz, Bruderverlag, Karlsruhe, 3/2006, Seite 24 – 29.

"Bemessung nach Eurocode 5-1-1", Informationsdienst Holz, Holzbau Handbuch, Reihe 2, Teil 1, Folge 1, Holzabsatzfonds, 1999, München/Bonn.

"Erläuterungen zu DIN 1052:2004-08, Entwurf, Berechnung und Bemessung von Holzbauwerken", DGfH Innovations- und Service GmbH, 1. Auflage 2004, München.

"Einführung in die Bemessung nach DIN 1052/2004“, Informationsdienst Holz, Holzbau Handbuch, Reihe 2, Teil 1, Folge 10, Holzabsatzfonds, 2004, München/Bonn.

"Tecnica delle costruzioni in legno“, G. Giordano, Biblioteca Tecnica Hoepli.

"Structural timber design to Eurocode 5", Porteous, J.; Kermani, A. Blackwell Publishing Ltd, 2007, Oxford.

"Use of Structural Eurocodes – EN 1995 (Design of Timber Structures) - Companion Document to EN1995-1-1", Department for Communities and Local Government, 2008, London.

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