evoluzione dei sistemi di giunzione - Ordine degli Ingegneri della ...

Relatore: 

SISTEMI DI GIUNZIONE PER LE STRUTTURE IN LEGNO – TRENTO 03/11/2010 

Ing. Albino Angeli 

EVOLUZIONE DEI SISTEMI DI GIUNZIONE 


Indice 



• Classificazione dei sistemi di giunzione 

• Tipologie di giunzioni ricorrenti per le coperture 

• Giunzioni tipiche sulle coperture in legno 

Relatore: 

• Analisi dei vari sistemi di giunzione sia a vista che a scomparsa



• Classificazione dei sistemi di giunzione 

Nodi di carpenteria 

Giunzioni meccaniche di tipo moderno 



28 

connettori metallici a gambo cilindrico 

connettori metallici di superficie

• Angolare di 

trazione 



CHIODI 

• Resistenza minima a trazione del filo di acciaio 

pari a 600 N/mmq (par. 6.1 DIN 1052) 

• Due categorie: chiodi lisci (bassa resistenza ad 

estrazione) e chiodi ad aderenza migliorata (ring 

o elica) 

• Infissi a martello o con chiodatrici automatiche 

• Poco utilizzati per giunzioni legno-legno 

• Molto utilizzati per fissare tavolati e pannelli 

• Molto utilizzati per fissare piastre metalliche 

• Profondità minima di infissione 8d per gambo 

liscio e 6d per aderenza migliorata 



TIPICI IMPIEGHI PER CHIODI 

• Staffa a scomparsa 

in alluminio 

• Scarpa in acciaio 

ad ali esterne



BULLONI 

• La normativa DIN 601 definisce la geometria esatta del bullone e le 

classi di acciaio 

• Va infisso in fori con diametro foro = diametro bullone + 1 mm 

• Fornibili anche in classe acciaio 8.8 zincato a caldo 

• Si utilizza in genere per giunzioni a taglio acciaio-legno 

• Utile per garantire anche una forza di trazione 

• Preferire sempre + elementi di piccolo diametro rispetto a pochi 

elementi di diametro + grosso 



APPLICAZIONI RELATIVE AI BULLONI E RICERCA



SPINOTTI LISCI 

• Le normative vigenti forniscono le classi di acciaio 

richieste 

• Elemento con testa svasata, rettificati e zincati a caldo 

• Va infisso in fori con diametro foro = diametro spinotto 

• Per giunzioni legno – legno bisogna prevedere sistemi 

aggiuntivi che evitino l’apertura del giunto 

• Distanze minime da rispettare 

• Preferire sempre + elementi di piccolo diametro rispetto a 

pochi elementi di diametro + grosso 



APPLICAZIONI RELATIVE AGLI SPINOTTI E RICERCA

Torx 

Filetto 

sottotesta 

Corpo 

Punta 

autoforante 



SPINOTTI AUTOFORANTI 

• Dal punto di vista del calcolo è uno spinotto a tutti gli effetti 

• Fora contemporaneamente legno e acciaio 

(Fe360/S235/St37): 

Ø7: 1 piastra da 10 mm 

o 3 piastre da 5 mm 

Ø5: Fuori produzione 

• Posa in opera con avvitatore con più di 1500 rpm 

• Buoni valori di resistenza con almeno 2 lame 

• Posa in opera rapida 

• Utilizzo con piastre non forate 



APPLICAZIONI RELATIVE AGLI SPINOTTI AUTOFORANTI E RICERCA

DIMENSIONAMENTO 



Tabelle di dimensionamento spinotti autoforanti 

Es.diam. 7 mm secondo la DIN 1052/1988 



Giunto con bulloni resistente a momento 

collegamento legno - acciaio 

Giunto a taglio: 

FORZA PERPENDICOLARE L ALLA FIBRA 

F 

Giunto a momento: 

FORZA PARALLELA // ALLA FIBRA 

Si consideri la trave portante in legno lamellare giuntata in mezzeria e sollecitata 

da un momento Md = 12 kNm e da un taglio Td = 6 kN 

Caratteristiche geometriche: 

Trave sez. mm 200 x 400 

Doppia piastra in acciaio da carpenteria spessore mm 12 

Caratteristiche del materiale: 

Legno lamellare GL24k ρ =380 kg/m3 

Classe di servizio : 1 kdef = 0,6 

Classe di durata del carico : media durata kmod = 0,8 

Bulloni classe 5.6 f u,k = 500 N/mm2 

F

Geometria del collegamento: 

85 

Particolari progettuali: 

85 



100 

100 85 85 

Fori nella piastra acciaio = d+1 mm 

Fori nel legno = d +1 

Larghezza fresata = s + 1 mm 

44 

300 

Nd = Md/b = 40 kN 

Md = 12 kNm 

Collegamento legno acciaio, con piastre esterne 

(2 PIANI DI TAGLIO) 

Si considera il momento sollecitante come una coppia di forze Nd = 40 kN agente 

parallelamente alle fibre lungo l’allineamento degli spinotti 

La forza di taglio Td si considera assorbita dai tre bulloni verticali centrali 

Resistenza a rifollamento: 



2 

( 1− 

0, 

01d 

) = 0. 

082( 

1− 

0, 

01x12) 

380 = 27, 

42N 

/ 

fh , 0, 

k = . 082 ρk 

0 mm 

Momento caratteristico di snervamento: 

M y Rk = ς b fu 

k d 

, 

, 

3 

/ 6 

3 

= 0, 

66x500x12 

/ 6 

= 95931Nmm 

La resistenza caratteristica per ogni piano di taglio 

Valore minimo caratteristico R k = 12922 N 

Valore di progetto R d = k mod x R k/γ m = 0,8 X 12922/1,5 = 6891 kN 

Agendo ogni spinotto su due piani di taglio 

Resistenza per ogni connettore R con,d = 2 x R d = 13,78 kN

Verifica collegamento 



Il collegamento è realizzato con 5 spinotti, su cui la forza agisce parallelamente alle fibre, 

pertanto il numero efficace di spinotti è: 

n ef 

= n 

0, 

9 

4 

a1 

13d 

= 5 

0, 

9 

4 

85 

= 

13x12 

a1 spaziatura tra gli spinotti 

d diametro dello spinotto 

3, 

65 

n numero di spinotti nella fila 

La resistenza del collegamento è: 

R = n eff x R con,d = 3,65 x 13,78 = 50.29 kN > N d = 40 kN 

Per la verifica dei connettori sollecitati dal taglio Td si ripetono i passi dell’esempio precedente 



Giunzioni tipiche tra elementi lignei sulle coperture



Il più semplice e classico schema di posa è quello delle travi 

secondarie appoggiate sopra le travi primarie 

Smussando la trave di colmo si crea però un piano inclinato lungo il quale il 

travetto appoggiato tende a scivolare 

Esempio: 

Travetto sezione cm 12 x 16 

Interasse travetti m 0,66 

Lunghezza travetto m 4,00 

Carico complessivo 270 daN/mq 

V = carico x interasse x lunghezza/2 = 356,4 daN 

Vn = V cos 17°= 340,8 daN 

Vp = V sen 17°= 104 daN 

Aumentando l’inclinazione del tetto la componente di scivolamento Vp aumenta 

La componente di scivolamento deve essere contrastata dalla vite di fissaggio 

opportunamente dimensionata 

Smussando il trave di colmo si ha: 



1) Creazione di un piano inclinato di scivolamento 

2) Riduzione della sezione resistente della trave principale 

Soluzione: 

Sagomare travetto con tappa di appoggio



Sempre più spesso si utilizza lo schema costruttivo che prevede il 

fissaggio dei travetti con l’estradosso allineato all’estradosso della trave 

Per esigenze estetiche 

Per recuperare spazio 



IL TENONE 

• Posizionamento facile dell’elemento 

• Trasmissione limitata di forze di taglio 

• Sfilamento della giunzione 

• Laborioso da fare manualmente



LA CODA DI RONDINE 

• Ottimo sistema per il montaggio 

• Ottima finitura delle giunzione 

• Resistenze a taglio ridotte 

• Riduzione sezione trave principale 

• Resistenza al fuoco limitata 

• Giunto con comportamento fragile 

• Laborioso da fare con sistemi manuali 



VANTAGGI: 

• Estrema rapidità e facilità di posa in opera 

SVANTAGGI: 

• Resistenza al fuoco bassa (circa R20) 

• Modalità di rottura fragile



TASCA 

• Ottimo sistema per il montaggio 

• Resistenza limitata dalla compressione 

perpendicolare alla fibra del legno 

• Riduzione sezione trave principale 

• Resistenza al fuoco limitata 

• Laborioso da fare con sistemi manuali 



Per poter eseguire tale giunzione sono disponibili varie tipologie di connessioni



SISTEMA GIGANTI (PERMETTE ANCHE LO SMONTAGGIO) 



SISTEMA HVP (MONTAGGIO ANCHE A VISTA)

Collegamento trave primaria-secondaria 



Con connettori doppio e tutto filetto 



Modalità di funzionamento 

Assemblaggio legno-legno: i connettori sono sollecitati da forze assiali



Perché non ottengo gli stessi risultati con una normale vite da legno? 

VITE NORMALE 

SISTEMA DOPPIO FILETTO 


Ing. Albino Angeli




Ing. Albino Angeli

STAFFE A SCOMPARSA 

• applicazione legno – legno 

•Applicazione legno - cemento 





Giunzione spinottata legno – alluminio a due piani di taglio 

Giunzione chiodata alluminio – legno ad un piano di taglio 

Vecchie 

tabelle alle 

tensioni 

ammissibili



Ricerca presso l’Università di Trento 

Prove preliminari (sulla staffa con eccentricità pari a 82 mm, 32 mm e 0) 



Prove a flessione a quattro punti su travetti 140 x 200 con luce 1 m, 3 m e 5 m.




Ing. Albino Angeli



Viti autoforanti per legno 

d1 [mm] diametro ext filetto 6 8 10 12 

d2 [mm] diametro nocciolo 4 5,4 6,4 7 

ds [mm] diametro gambo 4,3 5,85 7,05 8 

du [mm] diametro testa 11,5 15 18 21 

dk [mm] diametro rondella 20 25 32 38 

TX [mm] misura inserto 

30 40 40 40 

LR [mm] lungh. fresa 

12 12 12 12 

Acciaio 

F u,k = 1000MPa 



Formule riportate nelle normative (teoria di Johansen più contributo dell’ effetto cavo)



Nelle formule presenti in normativa compare un termine (F ax) non presente nella teoria di Johansen…… 

1 



Applicazione vite senza rondella (SR) Applicazione vite con rondella (CR) 

2 

1 

ax,b 

tot,b 

2 

1 

ax,c 

tot,c 

2



IL SUPPORTO ALLA PROGETTAZIONE: Software di calcolo 



www.rothoblaas.com 

TIPOLOGIE DI GIUNZIONI CON SOLE VITI A TAGLIO

APPLICAZIONI 



Fissaggio di arcarecci su orditura principale 

“Chiusura” di giunzioni 

“ i nodi di carpenteria possono esssere utilizzati solamente 

quando possono garantire una sufficiente dissipazione energetica, 

senza presentare rischi di rottura fragile per taglio o per trazione 

ortogonale alla fibratura e con la presenza di dispositivi atti ad 

evitarne la sconnessione” ordinanza sismica OPCM 3431 

agg.3/5/2005) 



GIUNZIONI PARETE-PARETE E SOLAIO PARETE



GIUNZIONE DIAGONALE ARCARECCIO 

α 

F d 

DATI: 

Pendenza falda: 30% = 16,7° 

Travetti: lamellare GL24h 

Sezione: 12 x 16 cm 

Luce in pianta: 3,5 m 

Interasse: 80 cm 

Carichi: 

peso proprio = 1 KN/mq 1 x 0,8 = 0,8 KN/m 

neve = 3 KN/mq 3 x 0,8 = 2,4 KN/m 

Combinazione di carico SLU: 

F d= ɣ GG k + ɣ QQ neve= 1,4 x 0,8 + 1,5 x 2,4 = 4,77 KN/m 

F d = 4,77 x 3,5/2 = 8,35 KN 



Angolo forza-fibra: α = 90° + 16,7°=106,7° 

GL 24h ρ = 380 Kg/mc 

t1 = 60 mm 

VITE Ø8 VITE Ø10 

t2MIN = 64 mm t2MIN = 80 mm 

LMIN= t1 + t2MIN = 124 mm LMIN= t1 + t2MIN = 140 mm

VITE Ø8 

d ef = 1,1 d nocciolo 

R Vd = R Vk x K mod 



VITE Ø8 

VITE Ø10 

Modalità di rottura : formazione di cerniera plastica 

RVd = 3,707 x 0,9 = 2,22 KN 

1,5 

N° viti : F d = 8,35 = 3,76 3,76 4 viti Ø8 

RVd 2,22 

VITE Ø10 

RVd = 4,65 x 0,9 = 2,79 KN 

1,5 

N° viti : Fd = 8,35 = 2,99 3 viti Ø10 

RVd 2,79 


Ing. Albino Angeli





L vite = spessore travetto + L filetto = 120 + 80 = 200 mm 

VITE Ø10 

a 1 

a 2 

a 3,f 

a 3,c 

a 4,f 

a 4,c 

49 

40 

80 

67 

30 

30



Giunzione arcareccio su trave rompitratta con taglio in pendenza 

Smussando la trave rompitratta si crea un piano inclinato lungo il quale il travetto appoggiato tende a scivolare 

36 

F d 

20 

F p 

F n 

16 

DATI: 

Pendenza falda: 40% = 21,8° 

Travetti: lamellare GL24h 

Sezione: 12 x 16 cm 

Luce: 5 m 

Interasse: 66 cm 

Combinazione di carico SLU: 

F d= 6 KN/m 

F n = F d cos 21,8° = 5,57 KN 

F p = F d sen 21,8° = 2,23 KN 

La componente di scivolamento deve essere contrastata dalla vite di fissaggio 

opportunamente dimensionata 

Angolo forza-fibra: α = 0° 

GL 24h ρ = 380 Kg/mc 

t1 = 160 mm 

36 

20 

t2 

F p 

t1 



16 

21,8° 

VITE Ø8 

VITE Ø10

R Vd = R Vk x K mod\ 

ɣ m 



VITE Ø8 VITE Ø10 

RVd = 4,13 x 0,9 = 2,47 KN 

1,5 

N° viti : Fd = 2,23 = 0,9 1 viti Ø8 

RVd 2,47 

VITE Ø8 

a 1 

a 2 

a 3,f 

a 3,c 

a 4,f 

a 4,c 

L vite = spess. travetto + L filetto 

= 160 + 80 = 240 mm 

56 

24 

96 

56 

24 

24 

RVd = 5,95 x 0,9 = 3,57 KN 

1,5 

N° viti : Fd = 2,23 = 0,62 1 viti Ø10 

RVd 3,57 



36 

20 

16



GRAZIE PER LA CORTESE ATTENZIONE

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