Transcript Strutture in legno: come si comportano le

Strutture in legno: come si
comportano le connessioni in
caso di incendio?
Qual è il funzionamento delle connessioni in una struttura di
elementi lignei in caso di incendio? Il focus
In una struttura di legno esposta al fuoco un ruolo molto
importante è giocato dalle connessioni tra gli elementi.
Vediamo qual è il funzionamento delle connessioni in caso di
incendio.
Le connessioni tra gli elementi di legno di una struttura sono
zone particolari e possono rappresentare un punto di
vulnerabilità in caso di incendio. Determinare la resistenza
al fuoco di tali collegamenti è generalmente molto meno
agevole rispetto alla determinazione della resistenza degli
elementi stessi. Questa difficoltà di calcolo è stata in parte
superata nell’Eurocodice EN 1995-1-2 dove viene adottato un
metodo prescrittivo, attraverso l’illustrazione di particolari
costruttivi da assumere obbligatoriamente.
Consideriamo nello specifico ciò che accade con connettori
metallici e con degli adesivi.
Connettori metallici
Nel caso in cui in una struttura lignea le connessioni siano
realizzate tramite connettori metallici, dobbiamo considerare
il comportamento del metallo.
Il comportamento dei connettori metallici dipende dalla
temperatura raggiunta dal metallo, sia per la diminuzione
della resistenza dell’acciaio, che per la riduzione della
resistenza anche del legno a contatto con il connettore
metallico. Infatti, poiché la conducibilità dell’acciaio è
estremamente più elevata di quella del legno, l’elemento di
connessione in metallo porta il calore all’interno della
sezione carbonizzando il materiale nelle immediate vicinanze.
L’Eurocodice EN 1995-1-2 prevede di aumentare la velocità di
carbonizzazione del legno a contatto con il connettore del
50%.
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Si consideri che maggiore è il rapporto tra la superficie
riscaldata e il volume del connettore e maggiore sarà la
velocità di riscaldamento e quindi più breve il tempo di
collasso. In particolare, i connettori metallici (perni e
chiodi) che prevedono delle piastre saldate alle loro
estremità, in luogo di dadi filettati, risultano
particolarmente vulnerabili, in quanto la piastra esposta ha
un rapporto superficie/volume particolarmente svantaggioso
rispetto ai dadi. La piastra perviene al collasso in media
dopo 20 minuti di esposizione all’incendio descritto dalla
curva nominale standard.
Si può ottenere un discreto miglioramento approfondendo la
piastra di collegamento all’interno della sezione di legno.
Questa soluzione è generalmente ottenuta con le viti che, una
volta adeguatamente penetrate nel legno, mostrano un generale
migliore comportamento alle alte temperature.
La soluzione spesso utilizzata per garantire un’adeguata
resistenza al fuoco dei connettori è l’adozione di un
rivestimento protettivo per la testa del connettore. Tra i
rivestimenti protettivi quello più frequentemente utilizzato,
per ragioni estetiche e di priorità, è proprio il legno, ma si
ricorre spesso con buoni risultati anche a rivestimenti di
lastre di cartongesso o calciosilicato. Al contrario,
l’adozione di pitture intumescenti come rivestimento delle
piastre produce solo un modesto aumento delle prestazioni, se
ne sconsiglia perciò l’adozione.
L’Eurocodice EN 1995-1-2, come detto, non fornisce un metodo
di calcolo ma piuttosto un approccio tipicamente prescrittivo.
In linea di principio assume che un connettore con la testa
esposta (piastra o dado che sia) priva di rivestimento
protettivo possa garantire unicamente una resistenza al fuoco
di 15 minuti, nel rispetto di definite dimensioni del
connettore e della porzione di sezione di legno attraversata
dal connettore. La resistenza può arrivare a un massimo di 30
minuti, se il connettore è adeguatamente distanziato dalle
superfici esposte al fuoco di uno spessore di legno funzione
della velocità di carbonizzazione della specie di legno in
esame aumentata del 50%, per tenere conto della nociva
presenza del metallo a contatto.
Una volta protetto, il connettore garantisce la resistenza al
fuoco richiesta. Lo spessore afi del protettivo (nel caso sia
legno) si determina con una semplice espressione:
afi = ßn ∙ (tr – 15)
dove ß n è la velocità di carbonizzazione del legno senza
incrementi; t r è la resistenza al fuoco richiesta per la
connessione.
Analoghe espressioni sono disponibili nell’Eurocodice per
altri tipi di rivestimento.
Connessioni tramite adesivi
Molti elementi strutturali di legno sono connessi tramite
adesivi. Quando esposti al fuoco, i collanti per elementi
strutturali di legno mostrano un comportamento simile a quello
del legno stesso, purché siano del tipo termoindurente come la
resorcina o la melamina, molto spesso utilizzate per il legno
lamellare. Altri adesivi come gli elastomerici e gli
epossidici sono particolarmente sensibili alle alte
temperature e non devono essere utilizzati in condizioni di
incendio.
Leggi anche: Le strutture in legno e la loro resistenza al
fuoco
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