Verifiche pannello XLAM

Il programma Post-Processore consente la verifica dei pannelli XLAM, pannelli di legno a strati incrociati (cross laminated timber), ed individua le sollecitazioni per dimensionare gli ancoraggi.

Fig. 1 Modello geometrico del pannello XLAM.

Il modello geometrico del pannello considera i parametri seguenti:

L_w

lunghezza del pannello

H_w

altezza del pannello

t

spessore totale del pannello ( Σ (t_i) )

t₁, t₂, t₃

spessori dei rispettivi strati

t_x

spessore totale degli strati da considerare nel calcolo dell'area resistente ai carichi agenti in direzione verticale sul pannello (nell'esempio di figura t_x=t₂)

t_y

spessore totale degli strati da considerare nel calcolo dell'area resistente ai carichi agenti in direzione orizzontale sul pannello (nell'esempio di figura t_y=t₁+t₃)

t_f

spessore totale del pannello ai fini del calcolo della rigidezza flessionale fuori piano

Le ipotesi assunte alla base delle verifiche sono le seguenti:

1. K_sys= 1,0 (EC5-1-1:2005, punto 6.6(4))
2. spessore degli strati circa costante.

La procedura di verifica considera le seguenti posizioni:

-sulla sezione

1. n: numero di strati
2. b: larghezza lamella (diverse lamelle accostate in una stessa direzione formano uno strato)

-sul materiale legno

1. f_T,k,XLAM: resistenza caratteristica a torsione 2.5 Mpa
2. f_R,k,XLAM: resistenza caratteristica a taglio "rolling shear" pari a 2f_t,90,k oppure 1 Mpa.

I valori resistenti di progetto sono sempre valutati come:

Le verifiche sul pannello, svolte nella sezione di sommità, sezione media e sezione di base, sono le seguenti:

1. resistenza a tensoflessione in direzione parallela alle fibre [DIN-1052 (127); EC5-1-1 (6.17)]
2. resistenza a pressoflessione in direzione parallela alle fibre [DIN-1052 (128)]
3. resistenza a compressione in direzione ortogonale alle fibre [EC5-1-1 (6.3) e punto 6.1.5(2)]
4. resistenza a tensioni normali [libro Teilprojekt-15 (5.45)]
5. resistenza a taglio e torsione nel piano del pannello [DIN-1052 (129)]
6. resistenza a taglio [EC5-1-1 (6.13)]
7. resistenza a torsione da incollaggio [DIN-1052 (D26)]
8. resistenza a trazione e taglio da rotolamento [DIN-1052 (130)]
9. resistenza a compressione e taglio da rotolamento [DIN-1052 (131)]
10. stabilità a compressione [EC5-1-1 (6.19), (6.23) e (6.24)].

Il calcolo delle tensioni considera i seguenti simboli ed espressioni:

N: sforzo normale agente sulla sezione del pannello

M_inplane: momento flettente agente nel piano del pannello

M_outplane: momento flettente per unità di lunghezza agente nel piano ortogonale al pannello (per sisma o vento)

V_d: taglio sollecitante di progetto

T_d: torsione sollecitante di progetto

σ_N: tensione normale sulla sezione del pannello prodotta da N e M_inplane

σ_M: tensione normale sulla sezione del pannello prodotta da M_outplane

τ_Vd: tensione tangenziale prodotta dal taglio V_d

τ_Td: tensione tangenziale prodotta dalla torsione T_d

dove il segno di σ_N decide fra le formule (127) e (128) ed il contributo dovuto a σ_M si assume di segno concorde.

dove lo spessore medio delle lamelle è valutato come

Verifica di resistenza a tensoflessione in direzione parallela alle fibre

[DIN-1052 (127); EC5-1-1 (6.17)]

dove

σ_t,0,d: tensioni normali prodotte da N e M_inplane

σ_m,d: tensioni normali prodotte da M_outplane

Verifica di resistenza a pressoflessione in direzione parallela alle fibre

[DIN-1052 (128)]

dove

σ_c,0,d: tensioni normali prodotte da N e M_inplane

σ_m,d: tensioni normali prodotte da M_outplane

Verifica di resistenza a compressione in direzione ortogonale alle fibre

[EC5-1-1 (6.3) e punto 6.1.5(2)]

dove

σ_c,90,d: tensioni normali complessive prodotte da N, M_inplane e M_outplane

K_c= 1

Verifica di resistenza a tensioni normali

[libro Teilprojekt-15 (5.45)]

Verifica di resistenza a taglio e torsione nel piano del pannello

[DIN-1052 (129)]

Verifica di resistenza a taglio

[EC5-1-1 (6.13)]

Verifica di resistenza a torsione da incollaggio

[DIN-1052 (D26)]

Verifica di resistenza a trazione e taglio da rotolamento

[DIN-1052 (130)]

Verifica di resistenza a compressione e taglio da rotolamento

[DIN-1052 (131)]

Verifica di stabilità a compressione

[EC5-1-1 (6.19), (6.23) e (6.24)]

• Si considera una striscia unitaria all'estremità compressa del pannello
• Lo sforzo assiale varia con il peso del pannello per cui si considera lo sforzo assiale nella sezione media del pannello

con β_c= 0.1 [EC5-1-1 punto 6.3.2]

In presenza di momento agente nel piano ortogonale al pannello si considera anche il corrispondente contributo di tensione normale

Quando λ_rel ≤ 0.3 la verifica considera la seguente espressione [EC5-1-1 (6.19)]:

Quando λ_rel > 0.3 la verifica considera le seguenti espressioni [EC5-1-1 (6.23) e (6.24)]:

con K_m= 0.7 [EC5-1-1 punto 6.1.6(2)]

Per il dimensionamento degli ancoraggi hold-down si considera lo schema di figura.

Fig. 2 Modello di pannello con ancoraggi hold-down.

La sollecitazione di trazione T, agente su un punto di ancoraggio sulla base o in sommità del pannello, viene valutata con la espressione seguente:

dove

d: distanza ancoraggio dal bordo pannello

n: vale 1 o 2 se gli hold-down sono su una sola faccia o su entrambe, rispettivamente.

Per il dimensionamento degli angolari di ancoraggio a taglio si fa riferimento al valore massimo del taglio agente V_d sulla sezione di sommità e di base.

Fig. 3 Ancoraggi a taglio (angolari) del pannello.