Come stimare la deformabilità per schiacciamento ortogonale alla fibratura del legno?

anonimo: Vorrei avere qualche relazione o indicazione circa moduli elastici e relative deformate per schiacciamento. Il legame costitutivo mette in relazione ε con σ e, di conseguenza, E. Nella realtà, applicando un carico (ad esempio di schiacciamento trasversale alla fibratura), esercito una pressione più o meno localizzata sul legno (nel caso in esempio σc,90) associata ad una deformazione δ. Mi chiedo dove posso reperire l'equivalente della costante di Winkler (o di sottofondo k) per il legno lungo le varie direzioni. Ad esempio, se applico σc,90=20daN/cm² ottengo uno schiacciamento δ=0.04 cm (valori puramente indicativi, privi di alcun riferimento bibliografico), dunque otterrei un valore della costante di Winkler k=σc,90/δ=500daN/cm³. Chiedo questo nell'ottica di modellare il comportamento di una piastra fissata ad un elemento in legno.

ultimo aggiornamento
19.04.2017 (17.03.2017)
Nr.: 18017


Risposta team esperti Ing. Andrea Bernasconi:

Se abbiamo capito la domanda, è cercato il valore di schiacciamento elastico del legno perpendicolarmente alla fibratura. La risposta è in tal caso molto semplice: si tratta del modulo elastico E, che è definito nei profili prestazionali del materiale tanto per la direzione parallela alla fibratura, quanto per la direzione perpendicolare alla fibratura. Vista la conformazione del legno da costruzione e soprattutto viste le sue effettive dimensioni assolute si rinuncia alle distinzioni e alle variazioni strutturali all'interno della "direzione perpendicolare alla fibratura", dovute alla differenza di base fra la direzione radiale e quella tangenziale (perpendicolare e tangente agli anelli di crescita) del materiale legno nel senso scientifico e tecnologico più stretto. 

Tali valori sono validi in ambito elastico, cioè al di sotto del limite elastico del comportamento del materiale. Tale limite può essere ammesso come corrispondente ai valori limite della resistenza allo schiacciamento (pressione perpendicolare alla fibratura); oltre questo limite deve essere ammessa una riduzione anche della rigidezza, in quanto in condizioni e dimensioni reali è poco probabile che le deformazioni di schiacciamento siano tanto confinate o tanto localizzate, da permettere uno schiacciamento con compressione locale della struttura e "compattamento" strutturale e aumento della resistenza a compressione. Si tratta di fenomeni riservati a configurazioni particolari riproducibili con piccoli campioni orientati in modo particolare e tipiche delle indagini tecnologiche di laboratorio.

Per i pannelli a struttura di compensato (XLAM) valgono valori di rigidezza perpendicolare alla fibratura maggiori, in quanto l'effetto delle struttura a strati incrociati rende il pacchetto a più strati più rigido allo schiacciamento trasversale. Rispetto al lamellare i valori effettivi del modulo E perpendicolarmente alla fibratura possono essere fino al 50% più grandi.            


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