Ossatura più parete rinforzata 1 lato in pannelli di gessofibra

Infine si è eseguita una terza analisi modellando le dieci pareti secondo il sistema costruttivo combinato: ossatura di travi e pilastri e tamponamenti con pareti di tipo Platform Frame rivestite in pannelli di gessofibra.

Per modellare tale parete si è dovuto effettuare un calcolo di massima per quanto riguarda le connessioni che legano l’ossatura (travi e pilastri) con la parete (montanti e traversi inferiori e superiori). Le viti necessarie sono state dimensionate mediante la resistenza a taglio secondo la teoria dello snervamento di Johansen. Tale teoria considera diverse modalità di rottura, essenzialmente si possono raggruppare in due famiglie di rottura:

- rifollamento lato legno

- snervamento lato connettore in acciaio

La procedura di calcolo per dimensionare tali connettori è stata impostata secondo una domanda di taglio derivante dalla forza orizzontale ammissibile per ciascun caso di parete. 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 LATO GESSOFIBRA, Sc= 125;250 mm

Sviluppo di un metodo semplificato per l’analisi strutturale di costruzioni di legno tipo Platform Frame

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Prendiamo in esame il caso della parete di lunghezza 5000 mm e di altezza 2500 mm, la quale se pannellata con gessofibra sp. 15 mm sopporta una F (12,5 mm) = 63,5 kN. Abbiamo attribuito direttamente uno sforzo di taglio pari 63,5 kN alla connessione trave-traverso superiore, mentre alla connessione colonna- montante di estremità abbiamo attribuito uno sforzo verticale pari a F (12,5 mm) ·

ℎ

𝑙 = 31,75 kN, nonché uno sforzo derivante dall’equilibrio alla rotazione della parete

secondo quanto riportato dall’Eurocodice 5 al punto 9.2.4.2(8).

Fig. 71 - Schema viti ossatura-parete

Capitolo 4 Progetto e scelta della parete

Si riporta di seguito il dimensionamento e verifica delle viti ossatura-parete: Collegamento trave-traverso superiore

Domanda di taglio sollecitante [kN] Fv,Ed 63,50

GL24h

massa volumica caratteristica [kg/m3_{] ρ}

k 385

spessore del legno 1 [mm] t1 60

spessore del legno 2 o profondità di penetrazione [mm] t2 60

HBS 8x120

diametro nominale [mm] d 8

diametro testa [mm] dh 14,5

lunghezza [mm] l 120

lunghezza della filettatura [mm] b 60

numero di viti nella fila // alla fibratura [-] n 16 spaziatura tra viti in direzione della fibratura [mm] a1 375

Vite caricata lateralmente

momento di snervamento [Nmm] My,Rk 20057,5

resistenza caratteristica a rifollamento // alla fibratura [N/mm2_{] f}

h,0,k 29,04

angolo tra la retta di azione del carico e la fibratura [°] α 90 coeff. dipendente dalla specie legnosa e diametro vite k90 1,47

resistenza caratteristica a rifollamento [N/mm2_{] fh,α,k 19,76}

numero efficace di viti [-] nef 16,00

Capacità portante laterale caratteristica (sola parte di Johansen) resistenza caratteristica a rifollamento elemento 1 [N/mm2_{] f}

h,1,k 19,76

resistenza caratteristica a rifollamento elemento 2 [N/mm2_{] f}

h,2,k 19,76

rapporto tra resistenze a rifollamento β 1,00

modo di rottura a [kN] Fv,Rk 9,48 modo di rottura b [kN] 9,48 modo di rottura c [kN] 3,93 modo di rottura d [kN] 3,66 modo di rottura e [kN] 3,66 modo di rottura f [kN] 2,90

capacità caratteristica laterale MINIMA [kN] Fv,Rk 2,90

Vite caricata assialmente

parametro caratteristico di resistenza ad estrazione [N/mm2_{] f}

ax,k 11,7

parametro caratteristico di penetrazione della testa [N/mm2_{] f}

head,k 10,5

resistenza caratteristica a trazione [kN] ftens,k 20,1

numero efficace di viti [-] nef 12,13

angolo tra l'asse della vite e la fibratura [°] α 90 lunghezza di penetrazione della parte filettata [mm] lef 60

capacità caratteristica estrazione della connessione [kN] Fax,k,Rk 68,10

capacità caratteristica penetrazione testa della connessione[kN] Fhead,k,Rk 26,77

resistenza caratteristica a trazione della connessione [kN] Ft,Rk 243,73

capacità caratteristica assiale MINIMA della vite [kN] Fax,Rk 1,67

effetto cordata [kN] Fax,Rk /4 0,42

Resistenza a taglio del collegamento

resistenza caratteristica a taglio della singola vite [kN] Fv,Rk 3,31

classe di servizio [-] 1

classe di durata del carico [-] breve

coefficiente di correzione effetti durata del carico e umidità [-] kmod 0,9

coefficiente parziale del materiale [-] γm 1,25

resistenza di progetto a taglio della singola vite [kN] Fv,Rd 2,39

numero di viti del collegamento [-] N 32

resistenza di progetto del collegamento [kN] Rv,Rd 76,36

Sviluppo di un metodo semplificato per l’analisi strutturale di costruzioni di legno tipo Platform Frame

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Collegamento pilastro-montante di estremità

Domanda di taglio sollecitante [kN] Fv,Ed 31,75

GL24h

massa volumica caratteristica [kg/m3_{] ρ}

k 385

spessore del legno 1 [mm] t1 60

spessore del legno 2 o profondità di penetrazione [mm] t2 100

HBS 10x160

diametro nominale [mm] d 10

diametro testa [mm] dh 18,25

lunghezza [mm] l 160

lunghezza della filettatura [mm] b 80

numero di viti nella fila // alla fibratura [-] n 5 spaziatura tra viti in direzione della fibratura [mm] a1 500

Vite caricata lateralmente

momento di snervamento [Nmm] My,Rk 35829,6

resistenza caratteristica a rifollamento // alla fibratura [N/mm2_{] f}

h,0,k 28,41

angolo tra la retta di azione del carico e la fibratura [°] α 90 coeff. dipendente dalla specie legnosa e diametro vite k90 1,5

resistenza caratteristica a rifollamento [N/mm2_{] fh,α,k 18,94}

numero efficace di viti [-] nef 5,00

Capacità portante laterale caratteristica (sola parte di Johansen) resistenza caratteristica a rifollamento elemento 1 [N/mm2_{] f}

h,1,k 18,94

resistenza caratteristica a rifollamento elemento 2 [N/mm2_{] f}

h,2,k 18,94

rapporto tra resistenze a rifollamento β 1,00

modo di rottura a [kN] Fv,Rk 11,37 modo di rottura b [kN] 18,94 modo di rottura c [kN] 6,61 modo di rottura d [kN] 4,58 modo di rottura e [kN] 7,00 modo di rottura f [kN] 4,24

capacità caratteristica laterale MINIMA [kN] Fv,Rk 4,24

Vite caricata assialmente

parametro caratteristico di resistenza ad estrazione [N/mm2_{] f}

ax,k 11,7

parametro caratteristico di penetrazione della testa [N/mm2_{] f}

head,k 10,5

resistenza caratteristica a trazione [kN] ftens,k 31,4

numero efficace di viti [-] nef 4,26

angolo tra l'asse della vite e la fibratura [°] α 90 lunghezza di penetrazione della parte filettata [mm] lef 80

capacità caratteristica estrazione della connessione [kN] Fax,k,Rk 39,84

capacità caratteristica penetrazione testa della connessione[kN] Fhead,k,Rk 14,89

resistenza caratteristica a trazione della connessione [kN] Ft,Rk 133,66

capacità caratteristica assiale MINIMA della vite [kN] Fax,Rk 2,98

effetto cordata [kN] Fax,Rk /4 0,74

Resistenza a taglio del collegamento

resistenza caratteristica a taglio della singola vite [kN] Fv,Rk 4,98

classe di servizio [-] 1

classe di durata del carico [-] breve

coefficiente di correzione effetti durata del carico e umidità [-] kmod 0,9

coefficiente parziale del materiale [-] γm 1,25

resistenza di progetto a taglio della singola vite [kN] Fv,Rd 3,59

numero di viti del collegamento [-] N 10

resistenza di progetto del collegamento [kN] Rv,Rd 35,86

Capitolo 4 Progetto e scelta della parete

Dopo di che è stato possibile modellare numericamente la parete rappresentante il sistema combinato. Le viti di collegamento ossatura-parete sono state modellate anch’esse come link elastici di rigidezza laterale (modulo di scorrimento) definita secondo le espressioni dell’Eurocodice 5. Di cui si riporta di sotto in forma tabellare la procedura di calcolo:

HBS 10x160

diametro nominale del connettore [mm] d 10 densità media del legno [kg/m3_]

ρm 420 rigidezza laterale del singolo connettore [N/mm] kser 3742 numero di connettori per link [-] n 2 rigidezza laterale del link [N/mm] kser,link 7485

Tab. 17 - Rigidezza laterale viti colonna-montante di estremità

HBS 8x120

diametro nominale del connettore [mm] d 8 densità media del legno [kg/m3_{] ρ}

m 420 Rigidezza laterale del singolo connettore [N/mm] kser 2994 numero di connettori per link [-] n 2 rigidezza laterale del link [N/mm] kser,link 5988

Tab. 18 - Rigidezza laterale viti trave-corrente superiore

Mentre la rigidezza assiale è stata determinata secondo la definizione riportata nel Benestare Tecnico Europeo ETA-11/0030 delle viti di tipo HBS Rothoblaas:

Sviluppo di un metodo semplificato per l’analisi strutturale di costruzioni di legno tipo Platform Frame

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A tale riguardo si riporta di sotto in forma tabella la procedura di calcolo:

HBS 10x160

diametro nominale del connettore [mm] d 10 lunghezza della filettatura [mm] _lef 80 rigidezza assiale del singolo connettore [N/mm] kser 7134 numero di connettori per link [-] n 2 rigidezza assiale del link [N/mm] kser,link 14268

Tab. 19 - Rigidezza assiale viti colonna-montante di estremità

HBS 8x120

diametro nominale del connettore [mm] d 8 lunghezza della filettatura [mm] _lef 60 rigidezza assiale del singolo connettore [N/mm] kser 6081 numero di connettori per link [-] n 2 rigidezza assiale del link [N/mm] kser,link 12162

Tab. 20 - Rigidezza assiale viti trave-corrente superiore

Per maggiori chiarimenti si riportano due immagini relative alla modellazione numerica di quest’ultima tipologia di parete. Si specifica che in tale parete si è reso necessario fissare a terra le colonne dell’ossatura tramite un ancoraggio di tipo WHT PLATE 440.

Capitolo 4 Progetto e scelta della parete

Fig. 75 - Modellazione numerica sistema combinato: ossatura più pareti di tipo Platform Frame

Nel documento Sviluppo di un metodo semplificato per l'analisi strutturale di costruzioni di legno tipo Platform Frame (pagine 101-107)