Le verifiche dei collegamenti legno-acciaio mediante bulloni

Come verificare una bullonatura nel caso di collegamenti acciaio-legno

Come è noto agli ingegneri strutturali, la norma UNI EN 1995-1-1:2014 (pubblicata nel 2015 anche nella versione italiana) fornisce le regole generali di progettazione per tutte le strutture di legno (legno massiccio, segato, piallato o sotto forma di pali, legno lamellare incollato oppure prodotti strutturali a base di legno “LVL”, sia in forma di trave che di pannelli).

I collegamenti nelle strutture in legno

In analogia alle strutture metalliche, e più in generale alle strutture prefabbricate, i singoli elementi strutturali arrivano in cantiere per essere giuntati con unioni a “secco” in opera. Questa tecnica realizzativa dà notevole importanza al progetto delle connessioni, per cui l’ EUROCODICE 5 presenta una sezione specifica riguardante i collegamenti.

Le tipologie di unioni sono sostanzialmente due:

  • unioni tradizionali: (realizzate attraverso la lavorazione delle superfici di contatto) dove le sollecitazioni si trasmettono direttamente per sforzi di compressione
  • unioni meccaniche: (realizzate attraverso l’utilizzo di appositi elementi metallici) nelle quali la trasmissione degli sforzi avviene non in maniera diretta ma attraverso l’inserimento di elementi metallici oppure strati di adesivo elementi metallici oppure strati di adesivo (mechanical joint)

In entrambe le tipologie sono necessari opportuni mezzi di unione detti connettori riconducibili alle seguenti tipologie:

  • connettori metallici a gambo cilindrico
  • connettori a sezione rettangolare o cilindrica

In particolare i bulloni rientrano nella prima categoria ed, essendo mezzi di unione / connettori metallici, devono essere conformi alla EN 14592 e alla EN 14545.

I collegamenti legno-acciaio mediante bulloni

Nel caso di collegamenti legno-acciaio mediante bulloni la UNI EN 1995-1-1:2014 al paragrafo 8.5 prevede la verifica nelle seguenti due condizioni:

  • 1 Bulloni caricati lateralmente

Quando il carico sui bulloni è di tipo laterale, evidenze sperimentali hanno mostrato che la risposta in termini di capacità portante è fortemente correlata con lo spessore delle piastre di acciaio che costituisco la connessione. Motivo per il quale le modalità di rottura vanno distinte in funzione dello spessore della piastra.

PIASTRA DI ACCIAIO SOTTILE A TAGLIO SINGOLO

  • Rifollamento piastra
  • Formazione della cerniera plastica nel connettore

piastra-acciaio-taglio-singolo.JPG

PIASTRA DI ACCIAIO SOTTILE A DOPPIO TAGLIO

  • Rifollamento piastre + Formazione cerniere plastiche nel connettore

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PIASTRA DI ACCIAIO SPESSA A TAGLIO SINGOLO

  • Rifollamento elemento ligneo
  • Formazione della cerniera plastica nel connettore
  • Formazione di doppia cerniera plastica nel connettore

piastra-spessa-acciaio-taglio-singolo.JPG

PIASTRA DI ACCIAIO SPESSA A DOPPIO TAGLIO

  • Rifollamento elemento ligneo
  • Formazione delle cerniere plastiche nel connettore

piastra-spessa-acciaio-doppio-taglio.JPG

Il valore della Capacità Caratteristica per le piastre di spessore intermedio viene ricavato per interpolazione.

  • 2 Bulloni caricati assialmente

La capacità a estrazione di un bullone è, invece, fortemente influenzata dall’area di contatto. In particolare, e in funzione della tipologia di unione, essa può essere:

  • AREA DADO in ipotesi di unico piano di taglio e assenza di rondella
  • AREA RONDELLA in ipotesi di unico piano di taglio e presenza di rondella
  • AREA PIASTRA in ipotesi di doppio piano di taglio.

Per approfondire l’argomento leggi l’articolo Modalità di verifica di un’unione Acciaio-Legno con Bulloni di Blumatica.