Ingegneria Forum

Non ho approfondito il discorso, ma per vari motivi mi ero un po' interessato alla cosa un po' di tempo fa. Allego il link ad un file che spero possa esserti utile, ci sono anche esempi di calcolo.

http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazioni_30apr09/1_Tofoni.pdf

Salve a tutti.
Devo dimensionare un collegamento costituito da barre in acciaio distribuite lungo l'altezza per fissare un pilastro in legno alla retrostante parete in muratura. Ho cercato un po' in giro ma non ho trovato niente che facesse al caso mio.
Allora ho pensato che si potrebbero usare le formule di Johansen per le unioni legno-acciaio con 1 sezione resistente con elemento esterno d'acciaio, ipotizzando che l'acciaio possa essere bellamente sostituito dalla muratura, cosa che evidentemente non è così scontata, anzi...
Siete a conoscenza di formule specifiche per le unioni legno-muratura o potrei andare avanti con Johansen?

Una volta risolto questo problema, ne sorge un altro perché va verificata anche la muratura; si impiegherà un ancorante chimico certificato per muratura. Il fatto è che ho constatato che ogni ancorante ha la sua ETA (che a loro volta si rifà all'ETAG 029, in particolare all'Annex C) in cui i valori caratteristici di trazione e taglio si riferiscono alle sole tipologie di muratura oggetto di sperimentazione. In caso contrario, è (o sarebbe...) necessario procedere con prove in sito per determinare tali grandezze. Per un certo ancorante (di cui non faccio il nome), sono state analizzate 3 tipologie di murature (una piena e due forate) che francamente non so chi abbia mai usato come blocco portante... per non parlare poi delle dimensioni dei blocchi...
In ogni caso, le verifiche più difficili da soddisfare sono sempre quelle a taglio lato mattone (rottura locale e del bordo).
Avete mai approfondito il discorso?

Per quanto riguarda il primo problema bisogna che posti un disegno di come si dovrebbero collegare pilastro e muro, e per quali sollecitazioni dovrebbe venir calcolato il collegamento.
Per il secondo problema puoi dare un colpo di telefono a chi vende gli ancoranti chimici, comunque di solito nella certificazione ETA dovrebbero essere indicate le caratteristiche meccaniche tipiche, stato per stato, dei blocchi.

Secondo me Johansen non si può applicare in questo caso.
Potresti usare degli angolari inchiodati sui fianchi del pilastro su un'ala e ancorati con tasselli chimici al muro sull'altra.

Puoi proporre i classici angolari nella variante in inox.
Un'altra alternativa, meno esteticamente impattante, é un porta-pilastri al piede che si prende tutto N, e poi solo uno o due fissaggi in testa con questi angolari solo per bloccare lateralmente il pergolato.

Ciao ho notato questo post. Pur non avendo particolare esperienza sull’argomento, provo a rispondere. Quindi, Calaltrave, prendi questo che ho scritto con le pinze. È solo un’idea, magari qualcun altro potrà aggiungere maggiori dettagli e con più precisione. Riallacciandomi a quanto già specificato da Salvatore Bennardo e g.iaria, credo proprio che sia la cosa non solo più giusta da fare ma anche molto probabilmente necessaria. Soprattutto se il pilastro è in legno massiccio e la struttura è all’aperto, conviene che si scarichi sempre a terra (proteggendo la sezione di base del pilastro dall'umidità del terreno).

Ecco la mia idea: una volta ben ancorato il pilastro al piede sulla fondazione, se la parete in muratura lo consente si potrebbero aprire delle piccole brecce, riempirle con malta o cemento e affogare orizzontalmente degli spezzoni (barre filettate del 14 o del 16) sporgenti di poco più dello spessore del pilastro. Questo per evitare delle sollecitazioni di rifollamento per la muratura e quindi l'impiego di barre anche inclinate. Forare il legno del pilastro e far passare le barre attraverso. Poi, allineando il pilastro sulla parete, serrarle con dadi. Se usi delle barre del 16 penso che 3 possano proprio bastare, distribuite lungo la verticale del pilastro. Per nascondere il dado, si potrebbe pensare di fare un incavo nel pilastro e tagliare la barra di quel che basta, in modo che il dado possa avvitarsi all’interno con rondella. Volendo, con dello stucco per legno si potrebbero chiudere tutti i tre buchi e non vedi proprio niente. Ripeto è un’idea.

Per la verifica a rifollamento del legno sei costretto a utilizzare in qualche modo le formule dell’EC5, relativamente ai bulloni. Tieni conto che le rondelle hanno, normalmente, spessore non inferiore al 30% del diametro nominale della barra/bullone e diametro non inferiore a 3 volte il diametro (nominale) della barra. Per quanto riguarda il calcolo di resistenza potresti considerare questo piccolo artificio. Per la sola verifica di rifollamento del legno, proverei a utilizzare le formule di Johansen per le unioni legno-acciaio (anche se non sarebbe corretto!), solo perché tra le variabili indipendenti non appare mai lo spessore della piastra di acciaio (che, forzando, sarebbe in questo caso fittizia!). In particolare, se non trovi qualcosa di più adeguato e preciso, prova a utilizzare le formulazioni per piastre sottili e per piastre spesse (singolo piano di taglio), in funzione dello spessore del pilastro, del diametro nominale del bullone (barra filettata) e del valore caratteristico del momento di snervamento della barra. Scegli il valore minore tra tutti. Conservati questo valore.

Per la verifica della breccia di cls/malta nella muratura potresti utilizzare le formule di resistenza a taglio/rifollamento di origine sperimentale. Nel caso, infatti, si prevedano delle brecce riempite con calcestruzzo o malta, potresti utilizzare una formula di origine sperimentale, utilizzata più generalmente per verificare gli spinotti di collegamento delle travi precompresse sopra la testa dei pilastri. La formula è questa (“Behaviour of dowels under cyclic deformations” – ACI Structural Journal, 84, 1, Gennaio-Febbraio 1987):

Taglio di progetto spinotto nel cls/malta = 0,5 x fi^2 + Radiceq(fck x fyk)
(con affondamento nella malta/cls di almeno di 6-8 volte dil diametro nominale della barra). Orientativamente una 15 di cm.

fi = diametro barra filettata
fck = resistenza caratteristica a compressione cls/malta
fyk = resistenza caratteristica snervamento barra filettata.
0,5 è un coefficiente di riduzione per carichi ciclici (presumendo che ti trovi anche in condizioni sismiche).

La resistenza al taglio del sistema barra/muratura sarà il valore minore di tutti quelli calcolati.
Spero di averti dato se non altro un'ulteriore idea su cui ragionare.
Ciao.

Ciao Calatrave. Non conoscendo né dimensioni, nè geometrie, ugualmente provo ad abbozare due proposte qualitative (e come tali, sicuramente discutibilissime). Personalmente, preferirei la prima (credo, più ovvia).

I proposta (senza tasselli)
A questo punto, piuttosto che "appendere un pilastro portante" (cosa che sinceramente mi fa molto dubitare come scelta), "appenderei un pilastro finto". Mi spiego meglio: penserei a un moncone sporgente di putrella inghisata bene nella muratura (o pure un bel pezzo di marmo) su cui far poggiare (ben assicurato con una barra filettata passante) l'elemento strutturale della copertura. Semmai, se proprio è necessario che si veda questo pilastro, con l'aiuto di un falegname si potrebbe mascherare l'espediente, facendo scendere in aderenza al muro un pilastro in legno che, a questo punto, sarà solo un elemento estetico. Per la verifica della muratura (in questo caso a compressione), se utilizzassi una sempliice putrella, potresti pensare di fissare delle lamine con un paio di punti di saldatura sulle piattabande della mensola in acciaio inghisata, in modo che la sollecitazione flettente della mensola si "scarichi" come due distribuzioni triangolari di pressione sull'impronta stessa delle lamine sulla muratura di appoggio (nella zona di inghisaggio).

II proposta (con tasselli)
Potresti far tagliare longitudinalmente con la fiamma ossiacetilenica una putrella IPE270 (IPE300), in modo da ottenere una T alta almeno 200 mm (o più, a seconda del calcolo) e con un aggetto pari a quello sufficiente per posizionare e ancorare l'elemento strutturale di scarico della mezza capriata. Non so ora le dimensioni e le geometrie che caratterizzano il progetto, però, se utilizzi tasselli tipo HILTI, per una zona di copertura tenta con M16/18 (ancoranti chimici), due coppie disposte verticalmente a una distanza di almeno 130-150 mm l'una dall'altra. Attenzione che parte degli ancoranti non risultino troppo a filo angolo muro. Il falegname deve solo "nascondere" l'elemento metallico a T dentro uno spezzone di trave in legno massiccio/lamellare fissato all'elemento portante in acciaio con delle viti per legno che attraversano la piattabanda dell'elemento a "T" per finire poi nel legno. Per le viti ti puoi orientare con 8 viti tipo BMF 5.0 x 50 (4 coppie distribuite luno la lunghezza della mensola: 1 coppia in punta, 2 equidistanziate in mezzo e 1 coppia vicina all'attacco del profilato con la piastra) e fori nel legno da 6 mm. Quindi, piastra di attacco (S275, con i soliti 15 mm di spessore) e con tasselli (tipo HILTI). L'elemento a "T" lo puoi far saldare perpendicolarmente alla piastra (con saldatura continua sul perimentro del profilato così tagliato) con larghezza effettiva del cordone di saldatura di 8-9 mm (orientativi). A questo punto, avresti una mensola (esteriormente) di solo legno. La mezza capriata poggerebbe (di fatto) su una mensola in acciaio, dove andrà previsto una barra passante (forse una barra filettata del 16) sull'elemento strutturale in legno della copertura per assicurare il tutto. A questo punto, il pilastro (finto) potresti anche evitarlo di metterlo...

Nota
Per l'ancoraggio dei tasselli, prova a vedere se ti conviene fare una breccia poi "reintegrata" con una zona monolitica in calcestruzzo, in modo che sia possibbile sistemare nel calcestruzzo stesso i tasselli. I fori nella piastra di acciaio per l'alloggiamento dei tasselli - come anche il diametro dei fori nel cls e la profondità di infissione - dipendono dal tipo di ancorante che sceglierai.
In questo modo, "proteggi" la muratura esisitente. Perché, facendo leva sull'elemento di cls all'interno della muratura, quest'ultima reagirebbe per soli sforzi normali (tramite l'elemento di cls) e non per taglio e rifollamento a causa dell'azione del gambo dell'ancorante direttamente sulla sola muratura. Se la muratura è poi esistente, avrai sicuramente dei coefficienti di penalizzazione e gli ancoranti tipo HILTI sarebbero a maggior ragione un serio problema.

Ciao.

Rispondo alla cieca...senza aver visto il disegno....per proporre una possibile soluzione visivamente non impattante.....
riprendo il consiglio dato da iaria con una lieve modifica....
invece delle staffe ad elle ancorate esternamente potresti usare delle staffe tipo le alumidi (scarpe in alluminio a scomparsa).
dovresti fresare il pilastro in due o tre punti per l'inserimento delle piastre...usare poi spinotti autoforanti per collegare la piastra al pilastro (i fori li richiudi poi con gli appositi tappi in legno) e barre filettate con ancorante chimico per collegare la piastra alla muratura.
Ovviamente nei punti interessati riduci un po' la sez. resistente del pilastro....basta però una piccola verifica supplementare...