Classificazione meccanica dei giunti trave-colonna in legno

Nel panorama delle costruzioni contemporanee, le strutture in legno stanno assumendo un ruolo sempre più rilevante, grazie alle loro prestazioni ambientali e alla crescente industrializzazione dei processi produttivi. Tuttavia, la progettazione dei collegamenti rappresenta ancora un ambito critico, soprattutto in assenza di criteri di classificazione consolidati analoghi a quelli disponibili per l’acciaio. In questo contesto si inserisce il lavoro di Giacomo Iovane, che propone un approccio innovativo per la classificazione dei giunti trave-colonna in legno. Partendo dai principi dell’Eurocodice 3, la ricerca mira a colmare il divario metodologico esistente. L’obiettivo è fornire ai progettisti strumenti affidabili per valutare il comportamento dei nodi strutturali. Si tratta di un passo importante verso una progettazione più consapevole ed efficiente delle strutture lignee.

Il tema dei collegamenti nelle strutture a telaio rappresenta da sempre uno snodo cruciale per la comprensione e la previsione del comportamento globale delle costruzioni. Se nel caso delle strutture in acciaio il quadro normativo e metodologico è ormai consolidato, grazie anche alle indicazioni dell’Eurocodice 3, nel mondo delle strutture lignee permane ancora una significativa lacuna. È proprio in questo contesto che si inserisce il contributo di Giacomo Iovane, che propone un metodo di classificazione dei giunti trave-colonna in legno, mutuato e opportunamente adattato dai modelli sviluppati per le strutture metalliche.

Analogie e differenze tra acciaio e legno nella progettazione dei giunti

Acciaio e legno, pur essendo materiali profondamente diversi per natura e comportamento meccanico, condividono una caratteristica fondamentale: l’essere impiegati in sistemi costruttivi prefabbricati assemblati a secco. Questo aspetto rende il tema dei giunti centrale in entrambe le tecnologie. Tuttavia, mentre per l’acciaio esistono metodi consolidati per classificare i collegamenti in funzione della loro rigidezza e resistenza, per il legno tale sistematizzazione risulta ancora incompleta.

La proposta analizzata si fonda proprio su questa analogia concettuale: trasferire il framework interpretativo dell’acciaio al legno, introducendo le necessarie modifiche per tener conto delle peculiarità del materiale, come l’anisotropia, la deformabilità e il comportamento dei connettori.

La presente relazione è stata presentata ad ANIDIS 2025 (Assisi, 7-11 settembre) e gli autori sono: Giacomo Iovane e Beatrice Faggiano.

Il metodo di classificazione: dalla teoria alla dimensione adimensionale

Il comportamento dei giunti trave-colonna può essere interpretato attraverso tre approcci fondamentali: elastico, rigido-plastico ed elasto-plastico. Il primo consente di valutare la rigidezza rotazionale, il secondo la resistenza, mentre il terzo integra entrambe le grandezze attraverso il diagramma momento-rotazione bilineare.
All’interno di questo quadro, la classificazione si basa su parametri adimensionali che mettono in relazione le proprietà del giunto con quelle della trave collegata. In particolare, la rigidezza rotazionale e la resistenza flessionale vengono normalizzate per consentire un confronto diretto tra configurazioni differenti. Questo passaggio, dalla dimensione reale a quella adimensionale, rappresenta un elemento chiave del metodo, perché permette di superare la variabilità geometrica e costruttiva tipica dei giunti in legno.

La normativa distingue tre categorie principali di comportamento: giunti a cerniera, incapaci di trasmettere momento flettente; giunti continui, in grado di trasferirlo completamente; e giunti semi-continui, che rappresentano una condizione intermedia. La proposta di Iovene si inserisce proprio nel tentativo di rendere questa classificazione applicabile anche al legno con un approccio quantitativo e non solo qualitativo.

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Tipologie di giunti e risultati dell’analisi su 106 casi studio

L’analisi condotta su 106 giunti, selezionati dalla letteratura scientifica e studiati sia sperimentalmente sia analiticamente, ha consentito di individuare cinque macro-categorie ricorrenti. Queste includono giunti con piastre interne o esterne, sistemi a raggiera con connettori multipli, configurazioni con angolari o elementi sovrapposti, dispositivi dissipativi metallici e sistemi post-tesi.

I risultati mostrano una distribuzione piuttosto chiara. I giunti con piastre o elementi inseriti nella sezione, così come quelli con T-stub o configurazioni analoghe, si collocano prevalentemente nel campo dei giunti a cerniera, evidenziando una rigidezza rotazionale limitata. Le connessioni con angolari o elementi applicati superiormente e inferiormente alla trave tendono invece a occupare la fascia bassa dei giunti semi-rigidi.

Più performanti risultano i giunti a raggiera, caratterizzati da una distribuzione diffusa dei connettori, che raggiungono valori più elevati di rigidezza e si collocano nella parte alta del dominio semi-rigido. Le soluzioni con dispositivi dissipativi o sistemi post-tesi mostrano un comportamento variabile, fortemente dipendente dalle scelte progettuali e dai dettagli costruttivi.

Un dato significativo emerso dallo studio è che nessuno dei giunti analizzati raggiunge il comportamento tipico dei giunti rigidi. La maggioranza, pari a circa il 61%, si comporta come cerniera, mentre il restante 39% rientra nella categoria dei semi-rigidi. Questo evidenzia una caratteristica intrinseca delle strutture lignee, in cui ottenere elevata rigidezza nei nodi richiede soluzioni progettuali avanzate e spesso non convenzionali.

Prospettive: verso un approccio progettuale consapevole

L’obiettivo della ricerca non è semplicemente classificare i giunti esistenti, ma costruire una base conoscitiva che consenta al progettista di scegliere consapevolmente la tipologia di connessione in funzione del comportamento desiderato. In ambito metallico, è ormai prassi consolidata associare specifiche configurazioni a determinati livelli di rigidezza; per il legno, questo passaggio è ancora in fase embrionale.

Il lavoro di Iovene rappresenta un primo passo in questa direzione, ponendo le basi per lo sviluppo di modelli analitici capaci di prevedere non solo la resistenza ma anche la rigidezza dei giunti senza ricorrere necessariamente a modellazioni numeriche avanzate o campagne sperimentali onerose. La validazione preliminare del metodo su alcune tipologie di giunto conferma la solidità dell’approccio e apre la strada a ulteriori sviluppi.

In prospettiva, la definizione di strumenti progettuali affidabili per la classificazione dei giunti in legno potrà contribuire in modo significativo alla diffusione di questa tecnologia costruttiva, migliorandone la prevedibilità e l’efficienza strutturale, in linea con le esigenze di sostenibilità e industrializzazione del settore delle costruzioni.

DI SEGUITO LA REGISTRAZIONE INTEGRALE DELL'INTERVENTO DI GIACOMO IOVANE.

Principiali riferimenti normativi
- UNI EN 1993-1-8 (Eurocodice 3) – Progettazione dei collegamenti nelle strutture in acciaio
- UNI EN 26891 – Giunti con elementi di fissaggio meccanici – Determinazione delle caratteristiche di resistenza e deformazione

Il testo è stato elaborato mediante la trascrizione dell'intervento, con l'aiuto dell'IA.