Fundamenti di calculu staticu
U legnu hè una creazione naturali è, per via di a so struttura anatomica, hè un materiale di costruzione inhomogeneu. Pò esse paragunatu à un fasciu di tubi, disposti individualmente paralleli è annulari intornu à u core di l’arbulu - anelli annuali o anelli - chì in ogni locu anu diverse sezioni trasversali è grossi di muru, vale à dì u legnu precoce è tardu.
A forza di u legnu dipende di e cundizioni in quale u legnu hà crisciutu, è in larga misura sò affettati da i difetti di lignu, irregolarità in u sviluppu, l’età di u legnu à u mumentu di u tagliu è l’usu è soprattuttu a so umidità.
U valore di forza mediu ùn hè micca solu sfarente per arburi individuali da a listessa zona, ma ancu per u stessu arbulu diminuisce da u più grossu à a fine più fina. In seccione trasversale, i più ghjovani annu annu sottu a cortezza rapprisentanu u legnu megliu è più duru. Un espertu di silvicultura pò influenzà e proprietà di u legnu solu in una misura limitata, mentre chì l’utilizatore ùn pò micca cambià e proprietà di forza per mezu simplici.
Forza sottu pressione
Pressione in a direzzione di e fibre
Quandu si esaminanu i campioni di teste, chì sò per suprattuttu quadrati in sezione trasversale, u fallimentu si trova per u fattu chì i muri di e cellule di e fibre si torcenu in cavità, induve l’espansione trasversali espressa prima ùn pò esse determinata. L’iniziu di stu buckling si trova in i lochi cù picculi irregularità strutturali, chì in a maiò parte di i casi ùn ponu ancu esse nutatu da l’esternu, o principia da a superficia pressata superiore o inferiore.
La pression admissible du bois de conifère - qu’il s’agisse d’épinette, de pin ou de sapin - est fixée à 8,5 MPa, et pour le bois de mélèze à 9 MPa. Per legnu duru, quercia o faggio, ammonta à 10 MPa.
In generale, a forza di compressione media attuale, almenu per u quercia, ùn hè micca più altu ch’è per i coniferi, ma questu valore hè sempre ghjustificatu perchè u legnu di legnu hè praticamente utilizatu solu in pezzi chjuchi in e custruzzioni, cusì u legnu cù nodi più grande o legnu cù un sviluppu irregulare pò esse evitata. U legnu di quercia hè sopravvalutatu. U ghjovanu quercia, finu à 30 anni, pare esse significativamente più duru è più forte ch’è u legnu di l’arburi più vechji.
Classe di qualità I permette una resistenza di legnu di coniferu finu à 11 MPa, per u larice 11,5 MPa, è per a quercia è u faghju 12 MPa. Cù a classe di qualità III, i valori di 6 MPa per u legnu di cuniferu, è 7 MPa per u legnu di quercia è di faggio sò stati determinati.
Pressione perpendiculare à a direzzione di a fibra
In a direzzione perpendiculare à e fibre, i fenomeni di fallimentu sò diffirenti da i fenomeni causati da a pressione in a direzzione di e fibre. A forza sottu pressione trasversali dipende principarmenti da a forza dimustrata da a quantità uncompacted di legnu iniziale in l’annu annu. Legnu tardu, da quale dipende u valore di forza sottu pressione assiale, sottu pressione transversale hà u rolu di distribuzione di carica.
Quandu esaminà a manu chì mostra a magnitudine di a forza, mantene sempre a so pusizioni più altu occupata. In u casu di una seccione cumpletamente caricata, a forza sottu pressione perpendiculare à e fibre per i coniferi hè di1/7à1/10valori di forza in a direzzione di e fibre, è per legnu duru da1/3à1/5valori di forza in a direzzione di a fibra.
Forza di trazione
A forza di trazione hè stata pruvata in una misura assai menu cà a forza di compressione. Questu pò esse in parte per u fattu chì a pruduzzione è a prova di esemplari di teste adattati sò assai longu è caru.
L’irregularità in a struttura di u legnu hè manifestata in a forza di tensione. Analogue à a forza sottu pressione, in più di l’larghezza di i logs, a proporzione di legnu tardu hè d’impurtanza cruciale. A fallimentu di u legnu precoce si trova prima di u fallimentu di u legnu tardu, perchè e forze di u legnu iniziale è tardu ùn ponu esse aghjuntu. L’influenza di i nodi è l’irregularità di u sviluppu hè più pronunzianu chì in a forza di compressione. Ogni curvatura o onda causata da a vicinanza di nodi, chì ùn deve micca esse nantu à u bastone, sò abbastanza per riduce a forza di rottura à un quartu di a forza di tensione di legnu senza difetti.
I punti più debbuli di l’elementi tensionati sò i nodi di a struttura, induve l’indebilitamentu per i tacchi per u cervellu hè u più grande. Quì, soprattuttu in i guanciali, vale à dì i garters, ci sò stress per a curvatura chì u calculu ùn include micca.
I stress permessi per u legnu di coniferu da a classe di qualità I sò:10,5 MEbbè, chì ne di u legnu di quercia è di faghju11 MEbbè. Per elementi tensionati, l’usu di materiale da a classe di qualità III hè esclusu.
Apparechju per pruvà a resistenza di trazione di legnu.
Forza di curvatura
Les hypothèses qui sous-tendent la formule de calcul de flexion de Navier s’appliquent également à une bonne approximation du bois, mais uniquement à des charges basses. À una carica più altu, tali spostamenti si verificanu chì a tensione di u bordu attuale per a pressione hè più bassa di quella calculata, mentre chì a stampa opposta hè ottenuta per u stress per a tensione. A linea zero reale si move à u latu strettu.
Immagini1è2— Frattura di l’elementu è distribuzione di stress durante a curvatura.
A forza di curvatura calculata in rottura hè più grande di1,4à2volte a forza di compressione è, cù pocu eccezzioni, hè menu di a forza di tensione. Sì i nodi è l’irregularità si trovanu vicinu à i mumenti massimi è i stresses di u bordu massimu, i riduzioni si trovanu finu à50%.
Si deve esse enfatizatu chì a forza di curvatura sottu a carica statica à longu andà hè apprussimatamente a mità di a forza di curvatura chì hè determinata in u modu di solitu. Se a carica in tuttu o in parte hè spessu ripetuta, a capacità di carica cuntinueghja à diminuisce secondu a misura in quale a carica mobile cuntribuisce à a carica tutale.
L’effort di flessione ammissibile per legni conifere di classe di qualità III è 7 MPa, è per i classi di qualità II è I hè determinatu 10 MPa è 13 MPa, rispettivamente. Per i supporti continui senza giunzioni di l’ultime duie classi, sò furnite tensioni di 11 MPa è 14 MPa, perchè tali supporti mostranu una sicurezza più grande.
Quandu u dimensionamentu di travi esposti à a curvatura, in parechji casi ùn hè micca u sforzu di curvatura chì hè aduprata, ma a deflessione permissibile. Per i travi di strutture mezzanine, a deflessione dovuta à a carica permanente o utile ùn deve micca superà a gamma 1/300. Per una trave liberamente supportata caricata cù una carica distribuita ugualmente, u rapportu trà a span è l’altezza deve esse un massimu di 16, cù una tensione di curvatura ammissibile di 10 MPa.
Per travi brevi, pesantemente cariche è sezioni trasversali cumplesse, a tensione di tagliola hè d’impurtanza cruciale. U modulu d’elasticità hè impurtante per a deviazione, è ancu per a forza di buckling è u calculu di custruzzioni staticamente indeterminate. A dimensione di u modulu di elasticità, secondu a qualità di u materiale, varieghja assai. U modulu d’elasticità di i coniferi hè 10.000 MPa, è perpendiculare à e fibre stu valore hè 300 MPa per u legnu di coniferu è 600 MPa per u legnu di quercia è di faghju.
Appareil pour tester la résistance à la flexion du bois.
Forza di taglio
Quandu si toglie, u legnu mostra pocu forza. I valori di forza di cisura pò varià assai per via di a granulatura di u legnu.
U limitu superiore di0,9 MEbbè, per legnu molle, tutte e trè classi di qualità. Per u legnu di quercia è di faghju di qualità II è III, u valore massimu hè1 MEbbè, questu hè1,2 MDunque per a classe I.
S’ellu hè ottenutu per queste tensioni troppu brevi, hè cunsigliatu chì e tensioni ùn sò micca aduprate. Quandu l’overhangs finale sò brevi, ci hè un grande periculu di crepe di shrinkage chì formanu in u pianu di cisura, chì ponu purtà à una perdita cumpleta di capacità portante.
Apparechju per pruvà a resistenza à u cisagliu di lignu.
Forza d’inclinazione
Sì i bastoni sò esposti à a pressione, hè necessariu di verificà a deviazione per calculu. Di particulare impurtanza hè a scelta curretta di a lunghezza di curvatura. I bastoni deve esse assicurati cù accoppiamenti contr’à deflessioni laterali. Se questu ùn pò micca esse realizatu in una misura abbastanza, una lunghezza di buckling più grande deve esse inserita in u calculu.
Immagini3è4— Sezioni trasversali piene è cumplesse cù assi materiali è immateriali.
Per i bastoni pressati cumplessi, u calculu hè fattu in relazione à l’assi di materiale, l’assi x in i ritratti4è i4b, u listessu cum’è per e rùbbriche pienu, induve a larghezza di tutta a verga hè presa cum’è a summa di l’larghezza d di l’elementi individuali.
Per u buckling relative à l’assi immateriale, l’asse y in l’imaghjini4è,4b i4c è l’asse x in a figura4c, ùn pudete micca cuntà nantu à una cumminazione perfetta di sezzioni trasversali individuali, perchè i cunnessi cruci di i bastoni di lignu sò cede. Per una sezione trasversale di dui parti secondu a stampa4è e seguenti relazioni s’applicanu:
Formuli originali per u calculu di una sezione trasversale in dui parti.
I bastoni pressati cumposti sò generalmente usati solu induve e cunnessione l’esigenu, vale à dì quandu l’elementi di sezione cumpleta in e dimensioni richieste ùn ponu micca esse ottenuti. Per avvicinà quant’è pussibule à e rùbbriche pienu, i cunnessione longitudinali cuntinui sò sempre cunsigliatu.
Temi cunnessi: supportu di strutture di lignu, costruzioni inter-piani, i difetti di legnu, umidità di legnu è edificiu.