RICERCA 2016
STRUTTURE IN LEGNO DI GRANDE LUCE
Alcune considerazioni ingegneristiche sulla progettazione_PARTE 1
Roberto Crocetti
Division of Structural Engineering, Lund University
roberto.crocetti@kstr.lth.se
Structural 205 | Maggio - Giugno  2016
10.12917/Stru205.13 – http://www.dx.medra.org/10.12917/Stru205.13

Il legno è un materiale strutturale che presenta ottime proprietà di resistenza e di rigidezza. Come esempio, si può menzionare che la resistenza meccanica specifica e la rigidità specifica del legno di abete, per trazione e compressione parallela alla fibratura, sono superiori a quelle di acciai al carbonio comunemente usati per uso strutturale. Questo è uno dei motivi principali per cui il legno risulta un materiale particolarmente adatto per la realizzazione di strutture di grande luce.
Il presente articolo è diviso in due parti. La prima parte (Parte 1), dopo una breve introduzione storica, tratta l'efficienza delle strutture - sia dal punto di vista del materiale che della forma. Successivamente, vengono introdotte alcune tipologie di travi reticolari tipiche per strutture lignee. La seconda parte dell’articolo (Parte 2), tratterà invece le strutture ad arco, le strutture funicolari e le strutture a cupola.
L’articolo fornisce una descrizione di forme strutturali sia tradizionali che innovative, adeguate per la realizzazione di strutture lignee di luce importante. L'accento è posto sulle strutture piane; tuttaviavengono date anche alcune indicazioni sulle strutture spaziali.
Comunemente, con l’aumento della lunghezza degli elementi lignei, si presenta l’insorgenza di una serie di problemi strutturali di diversa natura, come ad esempio l’instabilità al carico di punta, tipica delle membrature snelle sottoposte a compressione. Al fine di sottolineare l’importanza di questo problema, nel presente articolo vengono discussi alcuni fenomeni di instabilità - sia nel piano che fuori dal piano - tipici di membrature lignee compresse. Un altro problema legato alle strutture di grande luce, è l’insorgenza di forze non trascurabili in corrispondenza dei collegamenti e agli appoggi. Per questo particolare problema, l’articolo fa luce su alcune soluzioni adottabili per il trasferimento delle forze tra due o più membrature lignee e anche tra le membrature lignee e gli appoggi.

ARGOMENTO:  TIMBER engineered wood products - LEGNO tecnologie e applicazioni
PAROLE CHIAVE: Legno, grandi strutture, strutture ad arco, strutture reticolari, strutture funicolari, cupole
Abstract
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Some structural considerations for the design of large-span timber structures – PART 1

Timber is a structural material which has excellent strength and stiffness properties. As an example, it can be mentioned that the specific strength and the specific stiffness of spruce for tension and compression parallel to the grain – i.e. these mechanical properties divided by the material density – are superior to that of common structural steel grades. This is one major reason why timber is particularly suitable for large-span structures.
This paper is divided in two parts. The first part of the paper (Part 1), after a brief historical background, discusses the efficiency of structures - both in terms of material and form. Finally, typical truss typologies suitable for timber structures are presented. The second part of this paper (Part 2) will deal with arch structures, catenary structures and dome-shaped structures.
The paper gives a description of both traditional and innovative structural shapes which can be used for large buildings with timber as main load bearing material. Emphasis is put on planar structures; however, a brief discussion on spatial structures will also be presented.
As spans become longer, a number of problems arises. For example, in compression members buckling is often an issue. In the paper, design considerations for both in-plane and out-of-plane buckling of timber members are exposed and discussed. Most likely, large-span structures will be made of several members, which must be prevented from coming apart at the joints. Apt connections able to resist either large compression and tension forces are presented and discussed in the paper.

KEYWORDS: Timber, large-span structures, arch structures, timber structures, catenary structures, dome structures
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