Test sui nodi e la loro influenza nella resistenza dei segati
Quale influenza esercita la presenza di nodi all’interno degli elementi strutturali?
Nel precedente articolo sui nodi del legno e la resistenza meccanica delle travi, il professor Bonamini ha gettato le basi per una discussione di carattere scientifico su un tema ancora molto incerto.
Questa settimana abbiamo il piacere di ospitare nel nostro blog un breve ma importante approfondimento dell’Ing. Damiano Zennaro che ci illustra alcuni dei più recenti risultati di test eseguiti su travi con nodi.
Damiano Zennaro, nato a Padova nel 1950 è laureato in Ingegneria Civile Edile presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Padova. Ingegnere e Tecnologo del Legno, docente di Costruzioni e Tecnica delle Costruzioni e libero professionista, dal 1968 svolge la sua attività nel campo delle strutture in legno, nonché del recupero e conservazione di manufatti lignei.
Da molti anni svolge consulenze tecniche nel campo dei fissaggi legno – legno e legno – cls, collabora con vari studi tecnici e cura corsi di approfondimento, presso vari Ordini Professionali, con la finalità di “conoscere il legno per poterlo meglio utilizzare“.
La questione della relazione tra la presenza di nodi e la resistenza meccanica degli elementi strutturali è un tema molto complesso e ancora non risolto.
Va innanzitutto dichiarato di quali elementi strutturali si parla, perché, a seconda del tipo di segato, il comportamento meccanico in presenza di nodi è molto differente.
Troviamo infatti nodi su:
- tondame,
- tavolame,
- travi uso Fiume e uso Trieste,
- spigolati fuori cuore e dentro cuore,
- lamellare.
Non sempre è facile capire e spiegare l’influenza del nodo nel comportamento a rottura della trave lignea sottoposta ad un carico di rottura.
Bisogna evidenziare che molto spesso il nodo ha una importanza fondamentale sul comportamento fessurativo di una trave: il nodo per la sua morfologia “rompe “ la tessitura delle fibre contribuendo spesso a “fermare” le fenditure longitudinali.
Nei due casi sopra esposti non possiamo certamente affermare che:
“i nodi non sono in grado di esercitare alcun contributo significativo alla resistenza o alla deformabilità della trave, né a compressione, né a trazione.”
In uno spigolato (principalmente fuori cuore) il nodo influisce pesantemente sul comportamento a rottura della struttura lignea con notevoli perdite di resistenza se posto in zona tesa, non (sempre) incrementa la portata se posto in zona compressa.
Nel caso di una trave Uso Fiume o Uso Trieste (anche con fibratura elicoidale) il discorso è del tutto diverso.
Dalla tabella sotto riportata si evince quanto il comportamento reale della trave lignea è spesso di molto superiore a quanto ipotizzato con una classificazione a vista o strumentale.
Es: la quantità di travi classificate C24 con classificazione a vista o strumentale è del 15 %, in realtà a rottura ne trovo un 60 % (prove eseguite presso il CNR di Firenze in relazione ad una tesi di laurea).
Woodlab mette a disposizione i suoi spazi a chiunque voglia intervenire in questo dibattito con contributi originali al fine di creare un tavolo tecnico che implementi la nostra conoscenza del legno.
Ringraziamo l’Ing. Damiano Zennaro per questo articolo di approfondimento.
Vi invitiamo a lasciarci un vostro commento qui sotto e di iscrivervi alla nostra newsletter compilando il form di iscrizione: in omaggio un PDF dedicato alla resistenza al fuoco degli edifici in legno, a cura dell´ing. Alex Merotto
egregi,
Il discorso sull´influenza dei nodi negli elementi strutturali di legno è un tema che chi vuole approfondire il comportamento del legno sollecitato non può trascurare. Per mia esperienza, confortato anche da alcuni confronti col compianto prof. Giordano e l´illustre Funes Nova, la resistenza a flessione per trazione in particolare se il nodo o i nodi si trovano in zona tesa è piuttosto influenzata. La loro presenza in zona compressa non sembra al contrario influenzare significativamente la resistenza a flessione.
Sto parlando di elementi classificati e certificati, quindi non di nodi morti eccessivi e tantomeno di nodi come quello della prova della foto dell´Ing. Zennaro, che nessuno metterebbe in opera per il suo inclassificabile diametro. Per me la questione dei nodi è da mettere in relazione alla deviazione della fibratura. Quando si sega in prossimità di un nodo, le fibre che divinamente lo avvolgono, vengono tagliate e pertanto avrò fibre discontinue molto inclinate, anche a 45°.
Da queste fibre interrotte ed inclinate si innesta l´energia di frattura, anche perché sono proprio le fibre esterne le più sollecitate! la frattura si propaga poi con modalità diverse e la trave si rompe con carichi inferiori a quelli che ci si potrebbe aspettare.
La regola da sempre scritta, è che sia bene non mettere nodi in zona tesa. Ma oggi non si guarda più a questo particolare. Si posa come viene, sia perché non si conoscono le regole, sia perchè il cantiere è sempre più programmato a “prova di stupido”. Non sia offensivo per nessuno, ma spesso dobbiamo accontentarci che almeno le travi siano poste di coltello…
Penso che se il legno è ben classificato, i nodi ammessi siano tali da non provocare rotture al di sotto delle resistenze caratteristiche certificate.
Per entrare in sintonia con Bonamini, non dal punto di vista forestale, ma da quella di un semplice osservatore, ho sempre ammirato la capacità della natura di eseguire una mensola (il ramo lo è anzi è una mensola di egual resistenza, nel senso che il materiale è magistralmente distribuito senza spreco). Quando il ramo si spezza, mai si spezza in aderenza al tronco, ma alcuni cm più avanti. Eppure il momento è massimo in aderenza al tronco. Ne deduco che le fibre che avvolgono il nodo dove esce il “piolo” ramo, sono divinamente disposte. Se noi le tagliamo, togliamo l´arteficio magistrale per la resistenza! Nelle travi uso Trieste e Fiume questo accadimento è superficiale, pertanto a parità di sezione queste tipologie hanno resistenze maggiori, come sottolinea Zennaro e meriterebbero un profilo caratteristico maggiore.