Nozioni di base sui dettagli delle connessioni in legno lamellare

Dec 04, 2023

APA – The Engineered Wood Association offre indicazioni sulla progettazione di connessioni in legno lamellare efficienti, durevoli e strutturalmente solide. Scopri errori comuni e sette best practice da aggiungere alla tua casella degli strumenti.

La resistenza del legno dipende dalla direzione delle venature. Il termine tecnico per questa variazione è “ortotropico”, che significa avere diverse forze su tre piani perpendicolari tra loro. La venatura del legno è forte nella direzione longitudinale. Pensa alle strette colonne di legno utilizzate per sostenere travi e capriate del tetto molto più grandi come un classico esempio di questa forza longitudinale. Tuttavia, il legno non è così resistente se caricato perpendicolarmente alle venature. La direzione opposta alla crescita verticale del tronco d'albero è la più debole del legno. Troppa tensione perpendicolare alle venature separa le fibre del legno e può portare a guasti catastrofici. Intaccature, elementi di fissaggio fuori posto e carichi sospesi possono contribuire a questo tipo di guasto. D'altro canto, i progetti strutturali che sfruttano la resistenza longitudinale del legno ed evitano le tensioni trasversali delle venature sono efficienti, attraenti e più resilienti.

I dettagli di connessione corretti sono fondamentali per le prestazioni strutturali e la funzionalità di qualsiasi struttura con telaio in legno. Sebbene ciò sia vero sia per il legno massiccio segato che per quello lamellare incollato (lamellare), le dimensioni più grandi e le luci più lunghe rese possibili dai componenti in legno lamellare rendono ancora più critica la corretta definizione dei dettagli delle connessioni. Un'attenta considerazione delle caratteristiche di espansione e contrazione del legno legate all'umidità è vitale nel dettaglio delle connessioni per evitare di indurre tensioni perpendicolari alle venature. Le connessioni devono essere progettate per trasferire i carichi di progetto da e verso un elemento strutturale senza causare concentrazioni di sollecitazioni localizzate, che potrebbero innescare la rottura della connessione.

Per durare, i collegamenti esterni devono essere adeguatamente ventilati e drenati. Evitare di lasciare il legno a diretto contatto con cemento, muratura o malta, che sono porosi e assorbono l'umidità. È inoltre fondamentale dettagliare le connessioni per isolare tutti i membri in legno da potenziali fonti di umidità eccessiva e ventilare per consentire al legno di asciugarsi. Poiché il legno si espande in ambienti umidi o umidi e si restringe in ambienti asciutti, è importante progettare connessioni che consentano questi movimenti. I collegamenti che non sono dettagliati correttamente per quanto riguarda il ritiro del legno possono causare spaccature. Le connessioni di dettaglio con fori asolati consentono il movimento del legno senza causare sollecitazioni perpendicolari alle venature che potrebbero causare la spaccatura del legno. Il restringimento del legno può anche provocare connessioni allentate che possono alterare il percorso del carico previsto, mentre il rigonfiamento può deformare l'hardware di connessione. I buoni dettagli di collegamento del legno tengono conto di queste tendenze naturali.

Mentre l’espansione nella direzione parallela alle venature in un elemento in legno è minima, il cambiamento dimensionale nella direzione perpendicolare alle venature può essere significativo e deve essere considerato nella progettazione e nei dettagli della connessione. Una trave profonda 24 pollici può diminuire in profondità attraverso il restringimento di circa 1/8 di pollice poiché cambia dal 12% all'8% nel contenuto di umidità di equilibrio. Nella progettazione delle connessioni per elementi in legno lamellare, è importante progettare e dettagliare la connessione in modo tale che il ritiro dell'elemento non sia limitato. Se vincolata, la contrazione della trave può causare lo sviluppo di tensioni perpendicolari alle fibre nell'elemento in corrispondenza della connessione. Se queste sollecitazioni superano la capacità dell'elemento, possono causare la spaccatura del legno lamellare parallelamente alla fibra. Una volta che si è verificata una rottura per tensione di divisione in un elemento, la sua capacità di taglio e flessione è notevolmente ridotta.

Oltre ai cedimenti da tensione perpendicolare alla fibratura indotti dall'umidità discussi sopra, cedimenti simili possono derivare da una serie di dettagli di progettazione della connessione diversi e errati. L'intaglio improprio della trave, il carico eccentrico (fuori piano) delle connessioni reticolari e il carico delle travi dal lato teso possono indurre momenti interni e tensioni di tensione perpendicolari alle fibre.