Per l'applicazione di modelli non lineari nel calcolo di strutture in legno rinforzate con fibre di carbonio, quali valori utilizzare per la deformazione ultima a compressione, la deformazione al limite elastico e la deformazione ultima a trazione del legno?

ultimo aggiornamento
30.09.2014 (19.10.2009)
Nr.: 9603

Risposta team esperti Ing. Roberto Tomasi:

Modelli non lineari nel calcolo di strutture in legno rinforzate con fibre di carbonio sono stati proposti nelle "Istruzioni per Interventi di Consolidamento Statico di Strutture Lignee mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati" pubblicate dal CNR (CNR-DT 201/2005). In tale documento tecnico si scrive:

"Nei confronti dello SLU, il rinforzo in zona tesa con materiali compositi si presenta particolarmente efficiente se:
«¢ il legno presenta un comportamento elasto-plastico a compressione;
«¢ la deformazione ultima a trazione è inferiore a quella a compressione. "

E' noto infatti che il legno presenza un comportamento plastico a compressione parallela alle fibre, quindi la prima ipotesi non offre eccessive difficoltà . Merita invece qualche osservazione la seconda ipotesi:

- in effetti nei profili prestazionali dei prodotti a base di legno la resistenza a compressione è superiore a quella a trazione. Si intende pero in questi casi la resistenza media di una sezione di un elemento ligneo con presenza di difetti, con la possibilità  che tali difetti (come la presenza di un nodo) influiscano maggiormente nel caso di trazione rispetto al caso di compressione.

- in generale pero la resistenza della "fibra" a trazione è superiore a quella compressione, come si potrebbe accertare facendo delle prove su campioni netti di piccole dimesioni.

Per l'applicazione di questi modelli occorre fare riferimento a valori limite di deformazione longitudinale delle fibre al lembo teso o compresso. Alcuni dati sperimentali sono disponibili in letteratura sul legno netto di differenti specie legnose, ma l'applicazione di tali dati a casi reali risulta estremamente problematica nel caso di legno in opera, come ammesso chiaramente dalla stessa normativa:

"Un comportamento elasto-plastico a compressione non risulta verosimile nelle situazioni nelle quali si verifichi una crisi precoce del legno ancora in campo elastico. Tale circostanza è frequente nel caso di legnami di cattiva qualità , nei quali i molti o grandi difetti presenti, quali nodi e notevoli inclinazioni della fibratura, soprattutto in zona tesa, rappresentano altrettanti punti deboli a partire dai quali puo innescarsi la crisi."

Un suggerimento in questi casi è quello di utilizzare modelli elastico lineari che tengano conto in maniera semplificata delle proprietà  meccaniche dei materiali utilizzati (per esempio la resistenza delle fibre ai lembi teso e compresso puo essere assunta pari alla resistenza a flessione del profilo di resistenza assegnato al materiale attraverso una classificazione dello stesso in opera).

Risposta collegate:

Nel caso di travi lignee con copertura in FRP quale documentazione tecnica si puo utilizzare per il calcolo della freccia?

Quanto vale la deformazione ultima a trazione del legno massiccio? Mi serve per calcolare una trave in legno rinforzata con FRP.