Per il collegamento tra trave secondaria (puntone di un tetto) e principale (trave di colmo di un tetto) a coda di rondine che formule si devono utilizzare?

ultimo aggiornamento
05.11.2015 (23.07.2009)
Nr.: 9246

Risposta team esperti Ing. Roberto Tomasi:

 La coda di rondine puo essere vista come un collegamento »a tenone e mortasa« tra la trave secondaria e la trave principale (il tenone è rappresentato dalla testa della trave secondaria, la mortasa dall’intaglio effettuato nella trave principale).

Nel caso di un tenone »a coda di rondine«, le pareti del tenone presenti sulla testa della trave secondaria non sono verticali ma presentano un doppia inclinazione secondo gli angoli αc ; βc come illustrato in figura.

L’inclinazione αc delle pareti del tenone caratterizza la tipica conformazione »a coda di rondine« del giunto, il cui scopo è consentire un minimo grado di resistenza allo sfilamento della trave secondaria dalla propria sede di appoggio. L’inclinazione βc delle pareti verticali ha lo scopo di consentire una piö efficace distribuzione degli sforzi tra la superficie del tenone nella trave secondaria e la superficie della tasca presente nella trave principale.

I vantaggi di questo tipo di collegamento risiedono nella velocità  di realizzazione (anche grazie alla diffusione delle macchine a controllo numerico, che consentono di realizzare la geometria del nodo con minime tolleranze di esecuzione), nella facilità  di montaggio (si riesce infatti ad affiancare la trave secondaria a quella principale con operazioni di montaggio piuttosto semplici), nella possibilità  di collegare la trave secondaria in spessore con la trave principale (consentendo anche quindi di ridurre l’ingrombo della struttura del tetto). E’ a tutti gli effetti un collegamento di carpenteria (la trasmissione dei carichi avviene attraverso le superfici di contatto), atto a trasmettere le sollecitazioni di taglio dall’elemento secondario e l’elemento principale (non è possibile comunque affidare la trasmissione di un momento flettente a queste tipologie di collegamenti). Gli intagli effettuati sugli elementi per realizzare il collegamento impongono comunque la necessità  di verifiche gli indebolimenti sulla trave principale e sulla trave secondaria. Alcune delle verifiche principali da eseguire sono di seguito descritte:

1. verifica di compressione all’appoggio;

2. verifica dell’intaglio sulla trave secondaria;

3. verifica della trave principale con sezione ridotta;

4. verifica per carichi appesi.

Per maggiori appronfondimenti si rimanda comunque al materiale didattico promo_legno, lezione C2 del corso avanzato "tetti in legno".

Verifica di compressione all’appoggio

In un collegamento tenone e mortasa la dimensione dell’intaglio nella trave principale è dovuto alla verifica per compressione all’appoggio (ortogonale alla fibra per la trave principale) che solitamente impone un intaglio di almeno 2 o 3 cm. Nel caso particolare di un tenone a coda di rondine, data la presenza di pareti non verticali ma inclinate, si possono avere due diversi meccanismi di trasmissione dei carichi, in funzione della geometria della zona bassa del giunto a coda di rondine.

Meccanismi di trasmissione dei carichi in funzione della geometria della coda di rondine

Se esiste un gap sufficiente tra la superficie inferiore del tenone e la superficie inferiore della tasca nella trave principale, allora la trasmissione degli sforzi avviene lungo le pareti inclinate e non nella zona inferiore del tenone. Questo migliora la verifica per carichi appesi della trave principale (infatti la risultante dei carichi si sposta un po’ verso l’estradosso della trave), pero impone una verifica per compressione ortogonale alla fibra delle pareti laterali del tenone.

Se la geometria del tenone e della tasca sono praticamente coincidenti (come solitamente avviene), allora ci si deve aspettare una trasmissione degli sforzi a compressione solo nella parte bassa del tenone (anche per effetto del ritiro igroscopico maggiore nel tenone rispetto alla tasca della trave, che determina la formazione di un gap per ritiro tra le pareti verticali inclinate, il caricamento della parte inferiore del tenone).

Verifica dell’intaglio sulla trave secondaria

Si deve tenere in conto anche dell’effetto dell’intaglio sia sulla trave secondaria (intaglio all’appoggio). Per le verifiche dell’intaglio si possono adottare le relazioni riportate nei diversi documenti normativi per il caso di trave orizzontale intagliata. Nel caso della connessione a coda di rondine occorre naturalmente tenere in conto della geometria particolare della coda di rondine nella definizione dell’area resistente a taglio.

Verifica della trave principale con sezione ridotta

La verifica sulla trave principale impone di rivedere le caratteristiche geometriche della sezione in funzione dell’intaglio (area, momento di inerzia, modulo di resistenza), e quindi di ricontrollare le verifiche di freccia e tensione flessionale.

Verifica per carichi appesi

Poiché la reazione della trave secondaria non si trasmette direttamente all’estradosso della trave principale ma ad una quota inferiore, occorre effettuare le verifiche per carichi appesi previste dalla normativa per controllare la trazione ortogonale alle fibre nella zona di appoggio della trave principale.

Considerazioni sulla resistenza al fuoco

In tali tipologie di collegamento la verifica del comportamento al fuoco rappresenta un punto critico; infatti tale resistenza è legata alla profondità  dell’appoggio sulla trave principale, che per ragioni costruttive è comunque limitato a 2-3 cm. Considerando una velocità  di carbonizzazione delle superfici laterali della trave principale esposte al fuoco pari a 0,7mm/min, questo significa che questo tipo di collegamento non potrà  superare i R30 di resistenza al fuoco.

Se si vuole ottenere valori di resistenza al fuoco superiori si dovrà  considerare altre tipologie di collegamento per esempio quelle realizzate con connettori metallici a scomparsa.

Risposta collegate:

Devo valutare la rigidezza rotazionale di una connessione a incastro per delle mensole inserite in scatole metalliche, quali formule adottare?

Quali formule si possono adottare per verificare la resistenza di un tenone?

Un giunto tra due travi perpendicolari realizzato a coda di rondine ha una resistenza minore al fuoco a quello realizzato in acciaio o in lega a causa della ridotta sezione del legno?