Software di progettazione di staffe in legno per l'Eurocodice 5

Le staffe in acciaio sono ampiamente utilizzate nelle costruzioni in legno per trasferire le forze tra gli elementi strutturali quali travi, pilastri ed elementi di sostegno. Questi elementi di collegamento garantiscono un trasferimento affidabile dei carichi, semplificando al contempo l'installazione e migliorando la robustezza strutturale.

SPEC Toolbox include un modulo dedicato alla progettazione di staffe che consente agli ingegneri di valutare le prestazioni dei collegamenti in legno utilizzando staffe in acciaio definite dai produttori. Il calcolatore integra le geometrie reali delle staffe e gli schemi di fissaggio dei principali produttori di elementi di collegamento.

Lo strumento supporta staffe di fornitori quali:

• Pitzl

• Eurotec

• Rothoblaas

• Sihga

• Simpson Strong-Tie

Ogni connettore viene valutato utilizzando la geometria, la disposizione dei fori e gli schemi di fissaggio raccomandati dal fornitore, garantendo così una modellazione realistica dei collegamenti.

Per l'area europea, il calcolatore supporta il seguente standard di progettazione:

• EN 1995-1-1:2004 (Eurocodice 5)

La presente norma definisce le regole di progettazione per i collegamenti in legno, compresi la resistenza degli elementi di fissaggio, i requisiti di spaziatura e la verifica del cedimento del legno.

Per facilitare la configurazione intuitiva delle connessioni, il calcolatore offre visualizzazioni interattive della geometria della staffa selezionata.

Gli utenti possono passare da:

• Immagini 3D – rappresentazione realistica della staffa selezionata
• Vista 2D – rappresentazione semplificata che mostra le dimensioni e le direzioni di carico
• Vista del modello 3D – modello interattivo che può essere ruotato ed esaminato

Queste visualizzazioni consentono agli ingegneri di comprendere chiaramente la geometria dei connettori, l'orientamento delle staffe e la direzione di trasferimento del carico prima di procedere alla verifica strutturale.

Il calcolatore integra librerie di connettori specifiche per ciascun produttore, consentendo agli ingegneri di selezionare i supporti direttamente da fornitori riconosciuti.

Gli utenti possono definire:

• Fornitore di connettori

• Categoria di classificazione

• Tipo di staffa

Attualmente sono supportate le seguenti categorie di parentesi:

• Parentesi angolari

• Piastre di taglio

• Cinghie di tensionamento

• Elementi di fissaggio

Ogni tipo di staffa include una geometria e una disposizione dei fori predefinite in base alle specifiche del produttore. Ciò garantisce che il progetto del collegamento rispecchi l'effettivo materiale utilizzato in cantiere.

I connettori a staffa presentano solitamente schemi di foratura predefiniti che determinano il numero e la posizione degli elementi di fissaggio.

Il calcolatore applica automaticamente gli schemi di fissaggio definiti dal fornitore, garantendo che la configurazione del collegamento corrisponda al progetto collaudato dal produttore.

Tra questi modelli figurano:

• Diametro e tipo di elemento di fissaggio

• Numero di elementi di fissaggio

• Distanza tra gli elementi di fissaggio

• Posizionamento dell'elemento di fissaggio rispetto alla geometria della staffa

Grazie all'utilizzo di modelli predefiniti, il calcolatore semplifica il processo di progettazione garantendo al contempo la conformità alle raccomandazioni del produttore.

L'elemento in legno costituisce l'elemento strutturale portante del collegamento a staffa. Le proprietà del materiale influiscono direttamente sulla resistenza dei dispositivi di fissaggio e sulla capacità complessiva del collegamento.

Gli ingegneri possono definire le proprietà del legno rilevanti necessarie per la verifica dei collegamenti:

• Densità caratteristica del legno (ρk)

Questo valore viene utilizzato per determinare la resistenza all'ancoraggio del legno e la resistenza degli elementi di fissaggio installati nell'elemento strutturale.

I collegamenti con staffe possono essere sottoposti a diverse componenti di carico a seconda del tipo di connettore, dell'orientamento e dell'applicazione strutturale.

Il calcolatore consente agli ingegneri di applicare tutte le componenti di forza che il connettore selezionato è progettato per trasmettere. A seconda del tipo di staffa e della configurazione definita dal produttore, queste possono includere combinazioni di:

• Forze di tensione

• Forze di taglio

• Forze laterali

• Forze di sollevamento

• Componenti di carico multidirezionali

I carichi di carico disponibili si adattano automaticamente alla configurazione della staffa selezionata, garantendo che i progettisti possano definire condizioni di carico realistiche e coerenti con l'uso strutturale previsto del connettore.

Le forze applicate vengono visualizzate nel modello del connettore per indicarne chiaramente la direzione e il punto di applicazione.

I collegamenti delle staffe vengono valutati in base alle disposizioni dell'Eurocodice 5 (EN 1995-1-1).

La procedura di progettazione tiene conto di:

• Resistenza all'incastro del legno

• Resistenza dei dispositivi di fissaggio nel legno

• Direzione di carico rispetto alla venatura

• Condizioni relative alle classi di servizio

• Fattori relativi alla durata del carico

• Fattori di sicurezza dei materiali

Il calcolatore consente agli ingegneri di definire i principali parametri di progettazione, quali:

• Classe di servizio

• Durata del carico

• Fattori di sicurezza dei materiali

• Condizioni di preforatura

Questi parametri influenzano la resistenza del sistema di fissaggio del legno e, di conseguenza, la capacità complessiva del collegamento.

Dopo aver definito il tipo di giunto, le proprietà del legno, la disposizione degli elementi di fissaggio e i carichi applicati, il calcolatore esegue una verifica strutturale del giunto.

La verifica si concentra sulla parte in legno del collegamento, valutando l'interazione tra l'elemento in legno e gli elementi di fissaggio installati.

Il riepilogo dei risultati fornisce le seguenti verifiche:

Design con sistema di fissaggio

La capacità di fissaggio del connettore viene valutata in base alla resistenza dell'elemento di fissaggio e alla resistenza di incastro del legno. Questa verifica garantisce che il collegamento sia in grado di trasferire in modo sicuro le forze di sollevamento o di trazione dalla staffa all'elemento in legno.

Controllo delle forze combinate

I collegamenti con staffe sono spesso sottoposti a più forze simultanee. Il calcolatore valuta l'interazione tra questi carichi per verificare che la condizione di carico combinato non superi la capacità del sistema legno-elemento di fissaggio.

Rigidità di fissaggio

Il modulo fornisce inoltre la rigidità del collegamento, espressa come valore di rigidità di fissaggio. Questo parametro rappresenta il comportamento di deformazione del connettore sotto carico e può essere utilizzato nella modellazione strutturale o nell'analisi strutturale globale.