Software di progettazione di solai nervati per l'Eurocodice 5 | Piattaforma di ingegneria
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Il nuovo standard per l'ingegneria del legno massiccio in Europa
Il design dei solai a cassettoni sta riscuotendo un interesse crescente in Europa, poiché gli ingegneri sono alla ricerca di sistemi di pavimentazione in legno massiccio che consentano un uso più efficiente dei materiali. Tuttavia, realizzare un progetto conforme al quadro normativo dell’Eurocodice può rivelarsi ancora complesso. Nonostante la loro efficienza strutturale e il loro impiego sempre più diffuso, i solai in legno a cassettoni o a nervature sono raramente trattati nei corsi universitari di ingegneria, lasciando molti professionisti senza indicazioni chiare sul loro comportamento strutturale e sulla metodologia di progettazione.
La progettazione di solai a cassettoni nell'ambito del quadro normativo dell'Eurocodice relativo al legno (EN 1995-1-1 – Eurocodice 5: Progettazione di strutture in legno) rappresenta una sfida particolare: attualmente la norma non prevede disposizioni prescrittive esplicite per i sistemi di solai in legno massiccio a cassettoni o a cassetta. Di conseguenza, gli ingegneri devono spesso considerare questi sistemi come elementi in legno assemblati o compositi, il che richiede una combinazione di modellazione strutturale avanzata e giudizio ingegneristico.
Poiché i solai nervati non rientrano nelle soluzioni completamente standardizzate, il processo di progettazione si basa spesso su analisi basate sui principi fondamentali, modelli numerici convalidati o prove, nel rispetto dei requisiti generali delle norme EN 1990 (Basi di progettazione strutturale) ed EN 1995-1-1. Questo approccio basato sulle prestazioni consente agli ingegneri di dimostrare che il sistema raggiunge i livelli richiesti di resistenza, rigidità e funzionalità nell'ambito del quadro normativo degli Eurocodici.
La piattaforma europea di ingegneria per la progettazione di impalcati nervati
La nostra piattaforma esegue una verifica della progettazione di ponti a doghe secondo la norma AS1720. Il modulo di calcolo include:
Principali funzionalità del design del ponte a nervature
Panoramica sui sistemi di pavimentazione a doghe
I sistemi a sbalzo sono sistemi di pavimentazione in legno costituiti da una lastra in legno lamellare incrociato (CLT) collegata a travi longitudinali a sbalzo. Le travi a sbalzo aumentano la rigidità alla flessione e la capacità di carico, riducendo al contempo il consumo di materiale rispetto ai pannelli CLT massicci.
Il calcolatore "Ribbed Deck " di SPEC Toolbox consente agli ingegneri di analizzare i sistemi di pavimentazione in legno con travetti sottoposti a carichi gravitazionali. Il calcolatore valuta:
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resistenza alla flessione
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resistenza al taglio
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prestazioni di deflessione
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comportamento alle vibrazioni
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capacità di collegamento tra soletta e nervature
Il sistema modella l'interazione composita tra la soletta in calcestruzzo armato e le travi a nervature mediante collegamenti a vite.
Per la regione Eurocodice, il calcolatore utilizza le seguenti norme:
Codice di progettazione
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EN 1995-1-1:2004 – Eurocodice 5: Progettazione di strutture in legno
Caricamento del codice
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EN 1991:2002 – Eurocodice 1: Azioni sulle strutture
Queste norme definiscono le regole di progettazione strutturale, le combinazioni di carico e i coefficienti di sicurezza utilizzati nell'analisi.
Configurazione del ponte a doghe
Un sistema di pavimentazione a doghe è costituito da due componenti strutturali principali:
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Pannelli per solai CLT
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Travi a costola in legno
La soletta in CLT distribuisce i carichi su tutta la superficie del pavimento, mentre le nervature garantiscono la resistenza alla flessione tra i punti di appoggio.
La geometria del sistema è definita da:
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Struttura dei pannelli CLT
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dimensioni delle travi a costola
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distanza tra le nervature
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lunghezza dello span
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tipo di connessione
Questi parametri determinano la rigidità e la distribuzione del carico del sistema di pavimentazione.
La configurazione del ponte a nervature viene definita tramite immissione manuale. L'opzione disponibile è:
-
Configurazione personalizzata
Ciò consente all'utente di definire integralmente la configurazione della soletta CLT e la disposizione delle nervature.
La soletta CLT viene definita tramite l'inserimento manuale degli strati, in cui vengono specificate le proprietà strutturali di ciascuno di essi. I parametri di input includono:
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spessore dello strato
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orientamento delle fibre
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classe di legname
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configurazione a pila
Questo approccio consente di modellare qualsiasi configurazione di stratificazione CLT, indipendentemente dai prodotti specifici dei singoli produttori.
Le travi nervate fungono da elementi portanti principali del sistema di impalcato nervato. Gli utenti definiscono:
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tipo di materiale
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fornitore
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classe di legname
La geometria delle nervature viene definita utilizzando:
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larghezza della costola (b)
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profondità della nervatura (d)
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distanza tra le nervature
Questi parametri determinano la rigidità alla flessione e il comportamento strutturale del ponte nervato.
La soletta CLT e le travi a nervature interagiscono tramite elementi di fissaggio meccanici. Il calcolatore attualmente supporta:
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Collegamento flessibile
Questa configurazione riproduce l'azione composita parziale tra la soletta e le travi a nervature.
Modello strutturale
Il ponte a nervature viene analizzato come un sistema di travi sottoposto a carichi distribuiti.
Gli utenti definiscono:
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lunghezza dello span
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condizioni di assistenza
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distribuzione del carico
I carichi vengono applicati come carichi distribuiti uniformemente lungo la campata.
Il calcolatore può inoltre includere:
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peso proprio degli elementi strutturali
Guarnizione
È possibile applicare un ulteriore strato di rivestimento sopra la soletta in CLT.
Il carico di copertura contribuisce al carico permanente che grava sul sistema di pavimentazione.
Metodi di vibrazione
Le prestazioni in termini di vibrazioni del pavimento possono essere valutate utilizzando i seguenti metodi:
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Hamm et al., 2010
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FPInnovations
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prEN 1995:2023
Altri parametri includono:
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livello di vibrazione
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rapporto di smorzamento
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frequenza del passo
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condizione di supporto
-
rigidità del massetto galleggiante
Questi parametri influenzano la risposta dinamica del pavimento.
Dati relativi alle viti
Il collegamento tra la soletta CLT e le travi a costola viene realizzato mediante viti.
Gli utenti definiscono:
-
tipo di elemento di fissaggio (vite)
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orientamento della vite (verticale)
-
configurazione degli elementi (legno-su-legno o acciaio-su-legno)
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tipo di filettatura (parzialmente o completamente filettata)
Le proprietà delle viti possono essere definite selezionando un produttore oppure inserendo i dati manualmente.
Tra i fornitori disponibili figurano:
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Schmid
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ESSVE
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Eurotec
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Klimas
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Rocket / Vynex
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Rothoblaas
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Sihga
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SPAX
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Würth
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Inserimento manuale
La geometria della connessione viene definita utilizzando:
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distanza lungo la venatura (a₁)
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distanza trasversale alle fibre (a₂)
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distanza dal bordo (a₃)
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distanza finale (a₄)
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lunghezza di incasso
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numero di viti
Questi parametri determinano la capacità di trasferimento del taglio tra la soletta e le nervature.
Metodi analitici
L'analisi del ponte a nervature supporta i seguenti metodi analitici:
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Metodo della gamma estesa
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Metodo Gamma
Questi metodi calcolano la rigidità effettiva a flessione del sistema di impalcato composito nervato, tenendo conto della flessibilità del collegamento a vite.
Controlli di progettazione
Al termine dell'analisi, il calcolatore fornisce una sintesi delle prestazioni strutturali.
Vengono eseguiti i seguenti controlli:
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Deformazione
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Vibrazione
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Taglio
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Piegatura
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Capacità di connessione
Ogni verifica include un indice di utilizzo e un indicatore di superamento/fallimento, consentendo agli ingegneri di valutare rapidamente le prestazioni del sistema di impalcato nervato.
Domande frequenti
Quali vantaggi strutturali offrono i ponti in legno a doghe?
I solai nervati migliorano l'efficienza strutturale separando gli elementi di flessione (nervature) dallo strato di distribuzione del carico (soletta in CLT). Questa configurazione aumenta la rigidità alla flessione, riducendo al contempo il consumo di materiale e il peso complessivo del pavimento rispetto ai pannelli in legno massiccio.
Come viene modellata l'interazione tra la soletta CLT e le nervature?
La soletta CLT e le travi nervate sono collegate tramite elementi di fissaggio meccanici, in genere viti. Nel calcolatore questo collegamento è modellato come un collegamento flessibile, consentendo un'azione composita parziale tra la soletta e le nervature.


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Tasselli
Viti
GLT
Parentesi
Struttura leggera
Ponte a doghe
TCC