Ipotesi di trave ultra leggera composita

[mastrovetraio]

L'idea parte da un mio errore. Avevo costruito un pavimento in legno con pannelli in OSB ( una specie di truciolare a fibre lunghe) e lo avevo fatto flottante. Ma fletteva, e quindi ( avevo previsto di fare così) ho fatto un pò di buchi con il trapano e ci ho iniettato qualche bomboletta di schiumofix (schiuma PU autoespandente). Avrei dovuto mettere del peso sopra, ma non l'ho fatto. Il risultato è che il'pavimento si è "bombato". Fin qui nulla di eccezzionale. Ma quando poi un amico da 163200 gr. ci è salito sopra ed il pavimento non si è abbassato di un millimetro....... Abbiamo provato in parecchi, insieme. Niente, neanche un effetto "molla". Lo schiumofix aveva aderito al pavimento in cemento sottostante, ed ai pannelli in legno sovrastanti, formando un blocco unico capace di sopportare peso a volontà. Arrivo al punto. Immaginate un trave in legno SCATOLATO riempito di schiumofix IN ECCESSO. Dovrà essere morsettato su tutti i lati mentre lo schiumofix polimerizza, ma dopo 48 ore dovremmo avere un trave in legno leggerissimo e resistentissimo. Che ne pensate ?

[Ferrobattuto]

Non conosco lo schiumofix, ma immagino che nel tuo caso quello che veramente rende il tutto molto rigido è il cemento sotto......
Comunque posso riportare un'esperienza fatta con un amico che vive in Toscana, in una casa di legno. Aveva bisogno di fare un pavimento che fosse molto robusto e occupasse pochi centimetri di spessore. Per prova ha costruito una sorta di "trave a doppio T" con dei regoli di legno, ossia due tavole larghe 8 o 10cm e spesse 2, separate da un regolo tipo quelli per tegole messo di taglio. Il tutto incollato con colla plastica. Su quella sorta di travetto lungo un paio di metri ci siamo saliti in due e poi in tre, senza fare una piega. Un "solaio" in compensato tipo marino in due strati separati da regoli fatto in quel modo risulta molto rigido, e spesso meno di 10cm.
Non so se ti può essere utile......

[mastrovetraio]

Grazie, Ferro. Certo che è utile. Lo schiumofix sono quelle bombolette che si usano per fissare telai di porte o finestre dentro alla muratura. Quando esce dall'uggello sembra schiuma da barba, si appiccica a tutto ( alluminio escluso !!) si espande e dopo X ore diventa duro, anche se si può tagliare con il taglierino. Nel mio caso il pavimento in legno era da 16 mm e sotto c'era un vuoto di almeno 100 mm dal cemento. Quindi lo sch. fa nello stesso tempo da collante e da riempimento con buone caratteristiche strutturali. Bisognerebbe fare una prova con un travetto senza sch. ed uno riempito. Magari con masonite, invece che con legno.

[Ferrobattuto]

Allora credo che quello schiumofix sia poliuretano espanso, di solito di colore giallino...... Se è così l'ho usato anche io.
La masonite ti consiglio di lasciarla perdere. Non è altro che cartone spesso e compresso, è fatta con la cellulosa. Non ha resistenza ne in compressione ne tantomeno in trazione, si strappa proprio come del normale cartone rigido.

[maxlinux2000]

dovresti fare un prova usando un tubetto di ferro sottile...tipo un palo delle antenne, riempito con cemento puro misto a palline di polisterolo... credo sia molte leggero ed estremamente rigido. Non so come si comporta il cemento a contatto con l' alluminio, ma potrebbe essere una seconda prova.

Prendi due pali uguali (un pieno e l'altro vuoto), e provi a vedere a quanti kg di peso in centro si piegano.

terza prova se passa le prime due potrebbe essere l' uso di cemento durissimo da diga al posto di quello normale, sempre mischiato con palline di polsterolo.


dimenticavo.... il cemento devi lasciarlo asciugare 21 giorni

[Niko91]

Curiosità
come è finita??? è stata costruita la trave??

Niko

[mastrovetraio]

No. Ho lasciato a mezzo tante cose, ho qualche problemino.

[jpquattro]

Provo a riassumere...
In una trave del tipo che ti interessa il nucleo centrale è caricato a compressione, le due solette, superiore e inferiore, sono caricate rispettivamente a trazione e compressione. Maggiore è la distanza fra le due solette e meno flette la trave (semplifico molto, ma se uno va su Oppo trova tutti i numeri)
Cosa ne consegue? Che se tu fai un pannello di polistirolo, rivestito sulle due facce di compensato di spessore adeguato e buona qualità, INCOLLATO MOLTO BENE SU TUTTA LA SUPERFICIE, ottieni una cosa estremamente robusta, se provi a farci una trave la cosa già può essere problematica.
In un pannello ampio il compensato, che è abbastanza rigido, distribuisce il carico del tuo amico peso piuma su una superficie abbastanza ampia e il polistirolo (o il poliuretano o lo schiumofix, la differenza è poca) non si schiaccia, ma se la superficie è poca, come su una trave stretta, il polistirolo non regge al carico, si schiaccia e la trave cede.

Esistono schiume espanse ad alta resistenza, quelle che si usano per le barche, ma costano piuttosto care (giusto per usare un eufemismo....).

Se si vuole salire di livello si può pensare di fare il nucleo di qualche legno leggero, con le fibre messe in verticale, e per le solette usare nastri fibra di carbonio unidirezionale, stesa nel senso della lunghezza della trave, caricata e incollata con resina epossidica... ma andiamo sul complicatino...

Paolo

P.S. Mastrovetraio, spero tu risolva rapidamente i tuoi "problemini" di qualunque natura siano...

[Niko91]

bhe... ero curioso...
il problema serio è che accoppiare materiali diversi è di per se un bel problema
il ferro ed il cemento sono una bella botta di fondoschiena...
fare uno scatolo in legno, e riempirlo di una schiuma comporta una serie di perplessità...( per questo ero curioso di sapere come era andata..) e a dire il vero accoppiare due materiali non è una cosa semplice ...
spero che Mastro risolva i suoi problemi e riprendiamo il discorso...
Niko

[jpquattro]

...se la soluzione fosse legno con schiuma adesiva nel mezzo avrei anche io delle perplessità...
Comunque un sandwich compensato-polistirolo espanso-compensato è una cosa relativamente facile, basta avere un minimo di familiarità con le resine epossidiche e su come si manipolano. Se a qualcuno interessa...

Una bella trave (se a qualcuno piace farla di legno) potrebbe essere fatta a doppio T, con l'anima centrale di legno leggero (magari paulonia...sarebbe la morte sua... qui da me lo vendono al brico, tavole di lamellare di paulonia... a prenderla in mano sembra balsa...) le solette ricavate da una tavola di legno duro (fibre rigorosamente per lungo), rigorosamente senza nodi.
Il grosso vantaggio di una tale costruzione è che se vi serve una trave che faccia un arco lo potete fare, se vi serve una curva a S la potete fare... basta avere un minimo di mano con il legno... di sicuro non pesa di più di una trave di ferro, magari costa qualcosa di più... ma vuoi mettere la trave a S in legno tirato a cera?

Paolo

[mastrovetraio]

Quella schiuma ha un potere adesivo pazzesco, una volta per levarla da un muro le ho dato fuoco, sennò stavo ancora là a grattare..... una bomboletta sviluppa 50 litri di schiuma in uno spazio aperto, ma se la si obbliga ad occupare uno spazio minore avremo poliuretano ad alta densità. Io ho avuto a disposizione un campione di materiale per tetti e/o tamponature, alluminio/poliuretano/alluminio, una stiscia da circa 120x10x10 centimetri, l'ho appoggiata su due mattoni e poi ci ho allegramente saltellato al centro.....impressionante. Ci volevo fare il trave centrale della bici a 3 ruote.....

[jpquattro]

Ne sono convinto... ho fatto esperienze costruendo una barca.
Però ti assicuro che come prestazioni in termini di resistenza alla compressione ecc ecc tutti i polistiroli più o meno espansi e tutti gli espansi a base poliuretanica sono considerati assolutamente inaccettabili per qualsivoglia uso strutturale e guardati con estremo sospetto quando usati come puro riempitivo... questo perché l'anima di una trave sottoposta a flessione è sollecitata a compressione in modo incredibile.

Io ho usato uno dei cosiddetti espansi tecnici, per fare proprio un pannello sandwich come quello che descrivi tu.
Se hai guardato le foto del mio cantiere navale avrai notato che il "tetto" dello scafo e curvo. bene quello è un pannello 3 mm compensato okume+ 20 mm espanso tecnico semirigido (alla faccia del "semi" sembrava legno...) + 3 mm compensato di okumè costruito in opera curvato in quel modo.
le foto le vedi qui: http://digilander.libero.it/Paolo.Zini/Costruzione%20Catamarano/
Per curvare l'espanso ho dovuto usare una serie di cinghie a cricchetto messe a intervalli regolari... è stata una sudata.

su quella struttura ci posso camminare, saltare ballare... e io peso 100 Kg e quella copertura è lunga 6 metri...

Paolo

[Niko91]

Wheila Jp...complimenti x il catamarano....ma lo hai completato???
riguardo alle travi in legno...bhe è vero che ultimamente le producono anche a doppio T...chiaramente bisogna capire la necessità di un elemento " complesso" rispetto ad una trave a sezione rettangolare...quando inflettiamo una trave la sezione si parzializza...una parte tesa una compressa divise dall'asse neutro...se la sezione è di materiali diversi con caratteristiche diverse...la verifica non è banale...le sollecitazioni taglianti sono importanti...andrebbero valutate caso per caso...

p.s. pesi un pò troppo però!!! un po' di cura dimagrante no????

Niko

[jpquattro]

Il catamarano purtroppo è fermo al punto in cui si vede in foto.
Il fondo di cassa familiare è stato tutto dirottato verso spese più urgenti, costringendomi a tagliare i progetti non essenziali.
E' giusto così e non potevo fare diversamente, ma è un grosso peccato ed una grossa amarezza, perché le difficoltà tecniche le avevo superate tutte, compresa la patente nautica e la patente BE... Ho fatto un forno per curvare i pannelli di policarbonato, ho imparato a mie spese come si comporta il legno con il calore... la lista sarebbe lunga..
La quantità di difficoltà che ho superato sono difficili da immaginare. In realtà ci sono entrati nel mezzo anche qualche problemino di salute e l'età che avanza...

Per la trave, conti a parte, dipende da quale trave parli... ne sono state "messe in tavola" diverse, se quello che si mette intorno all'asse neutro è un espanso, in pratica si fa una trave rettangolare, non ci piove. Se si pensa a qualcosa "tutto legno" allora può venire fuori un tubo rettangolare o un trave IPE (ma di legno!) e è probabile che a guidare la scelta entrino anche considerazioni estetiche, non solo strutturali...
Il calcolo non è semplicissimo, ma niente che un foglio excel non possa risolvere... non mi chiedere di farlo perché la memoria ormai... ne avevo fatto uno per calcolare gli alberi insartiati delle barche (sono sostanzialmente travi ellittiche caricate di punta...)

Il peso... la cura la sto facendo, ora sono sceso a 95 da 102... dovrei scendere ancora un po' ma non moltissimo, io sono alto 1,87 (vabbè... ero alto... da giovane...) e quindi forse il mio peso forma sarebbe fra 80 e 90...

ma tu sei ingegnere o dietologo? decidiamoci...

Paolo

P.S. mia moglie è nata a Sant'Arsenio...

[Niko91]

bhe mi dispiace per il catamarano spero che trovi il tempo di completarlo!!!
le travi....ne potremmo parlare per ore...la questione si complica quando non consideri una trave nella sua semplicità , tipo una trave appoggiata-appoggiata, ma quando essa fa parte di una struttura..mi spiego...hai calcolato l'albero della barca, ok , lo possiamo modellare come un pilastro...come una trave a sbalzo...ma dopo aver definito le sollecitazioni quest'ultime vengono trasferite alla struttura dello scafo..e li ripartite...a quel punto di fogli ne servono molti!!!
E' stato sempre un mio sogno provare a costruire uno scafo....ho anche una piccola falegnameria ma mi manca la cosa più importante...il tempo...
Niko

[jpquattro]

Ti rispondo velocemente, che poi sennò il moderatore ci banna...
I lavori di falegnameria e costruire una barca in legno, specie con le tecniche semplificate in uso oggi, sono due lavori che non sono neanche parenti...
Per progettare scafi altro che fogli excel, neanche gli elementi finiti sono adeguati, semplicemente perché sono sconosciute le sollecitazioni...
Per il catamarano, più che il tempo (sono in pensione) servono soldi, spazio e forza fisica

Paolo