Le Travi in Legno Lamellare: Caratteristiche, Vantaggi e Applicazioni nell'Architettura Moderna

Oggi parliamo di travi lamellari e vediamo assieme cosa sono, quali sono le loro caratteristiche e perché preferirle alle classiche travi massicce. Quando si parla di strutture in legno eleganti ma robuste, le travi in legno lamellare sono ormai uno standard. Le travi in legno lamellare, per la loro struttura a strati, garantiscono un’eccellente resistenza e sono impiegate, ad esempio, nella realizzazione di case prefabbricate, ma non solo. Offrono stabilità dimensionale, libertà progettuale e un colpo d’occhio caldo e naturale che fa la differenza in casa come all’esterno. Le travi in legno lamellare sono caratterizzate da un’alta resistenza ed un’ampia flessibilità compositiva e formale ed hanno diversi vantaggi.

Cos'è il Legno Lamellare: Definizione e Processo Produttivo

Il legno lamellare (o glulam) è un materiale strutturale composto da lamelle di legno massiccio incollate tra loro in senso longitudinale. Partiamo con il dire che le travi lamellari si definiscono “GL”, ovvero “glued laminated”, in italiano “a lamelle incollate”. Il legno lamellare è un materiale composito che si produce con diverse assi di legno, dette lamelle. Queste vengono posizionate con venatura contrapposta così da garantire una maggior uniformità nella resistenza della trave e ricomposte tramite incollaggio a caldo e sotto pressione. Le lamelle sono delle tavole di spessore 40mm, perfettamente essiccate, piallate e refilate che vengono incollate assieme per formare, appunto, la trave lamellare della sezione desiderata.

Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm. Nella loro ricomposizione tramite incollaggio a caldo e sotto pressione, le lamelle sono posizionate tra loro con venatura contrapposta così da garantire una maggior uniformità nella resistenza della trave. Questo processo riduce difetti naturali (nodi critici, torsioni) e aumenta resistenza e stabilità rispetto al massello a parità di sezione. Il risultato è che le travi lamellari uniscono la bellezza del legno alla prevedibilità dei materiali ingegnerizzati.

Vengono adoperate tavole già classificate per uso strutturale e possono essere uniti tra loro elementi di diverse essenze legnose. Solitamente si utilizzano travi in abete ma, su richiesta, sono disponibili anche in larice o a micro-lamelle in faggio per lavori particolari. Il legno lamellare è costituito essenzialmente da legno naturale di cui mantiene i pregi, come l'elevato rapporto tra resistenza meccanica e peso e la lenta combustione in caso di incendio. Allo stesso tempo, è un prodotto industriale innovativo che, attraverso un procedimento tecnologico di incollaggio a pressione, riduce e supera i difetti propri del legno massiccio. Il legno lamellare nasce dall’esigenza di superare i limiti del legno massiccio sia per dimensioni in lunghezza, sia per sezioni, ma soprattutto per concezione strutturale. Le travi possono essere anche bilama, ovvero realizzate con due lamelle di legno incollate tra loro in modo verticale e giuntate con incastro a pettine sulla lunghezza e predilette nei casi in cui si desidera avere un prodotto finito simile al legno massiccio, sfruttandone la flessibilità e la duttilità.

Legno Lamellare vs. Legno Massiccio: Un Confronto

Le travi in legno si suddividono in due categorie principali: in legno massiccio e in quello lamellare. Le travi in legno massiccio sono un’opera d’arte naturale, note per la loro bellezza e resistenza, con ogni pezzo unico ma con alcune limitazioni dimensionali. A differenza del legno massello, il legno lamellare ha meno difetti naturali (come nodi o fessurazioni) ed è più resistente a deformazioni, flessioni e spaccature. Per questo è spesso utilizzato in ambito architettonico e strutturale.

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La trave lamellare è qualitativamente e staticamente maggiore e migliore di una trave massiccia di pari sezione. Una trave lamellare non avrà spaccature (al massimo qualche piccola fenditura) né nel breve, né nel lungo periodo. Non ci saranno cali, torsioni, curvature, fenditure tipiche di una trave massiccia e, se inserita in un muro, nel tempo non si avrà un antiestetico e antiperformante distacco, come avviene nelle travi massicce, dovuto al restringimento della trave. La trave lamellare è stabile nel tempo, facile da lavorare e posare in opera.

I Molteplici Vantaggi del Legno Lamellare

I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale. Le travi in legno lamellare sono caratterizzate da un’alta resistenza ed un’ampia flessibilità compositiva e formale ed hanno diversi vantaggi. Oltre ad essere particolarmente indicate per le strutture prefabbricate di ogni tipo, vantano una certa uniformità e omogeneità e un migliore sfruttamento del legno, di qualsiasi tipologia esso sia.

I principali vantaggi includono:

• Resistenza e Flessibilità: La trave lamellare è qualitativamente e staticamente maggiore e migliore di una trave massiccia di pari sezione, garantendo resistenza a flessione e trazione.
• Stabilità Dimensionale: Uno dei principali vantaggi del legno lamellare è la sua stabilità dimensionale. Questo significa che, anche con variazioni di temperatura e umidità tipiche degli spazi esterni, il materiale mantiene forma e integrità molto meglio rispetto al legno massello. Una trave lamellare non avrà spaccature (al massimo qualche piccola fenditura) né nel breve, né nel lungo periodo.
• Libertà Progettuale: Un altro vantaggio legato all’utilizzo delle travi in legno lamellare è quello di non avere limiti relativi alla struttura e alle dimensioni che le queste possono assumere. Non c’è un limite di sezione o lunghezza, si possono avere anche travi curve o a boomerang. È possibile realizzare forme curve, tetti inclinati, travature ampie e strutture personalizzate in base agli spazi disponibili.
• Leggerezza ed Economicità: Ha un peso specifico inferiore a 500 kg al m³ (circa l’80% in meno rispetto al cemento armato) con maggiore sostenibilità dei carichi, riduzione delle opere di fondazione in cemento, notevole risparmio dei tempi di cantiere e generale diminuzione dei costi (tra cui quelli di trasporto). L'economicità e leggerezza nelle costruzioni, rispetto al cemento armato, sono fattori chiave.
• Alta Capacità Isolante: Offre un'ottima capacità isolante.
• Resistenza agli Agenti Atmosferici: Presenta un'alta resistenza ad agenti atmosferici e a sbalzi termici.
• Proprietà Antisismiche: Grazie a leggerezza, elasticità e resistenza meccanica, il legno assorbe le sollecitazioni e sopporta le deformazioni; inoltre, in caso di danni si ripara più facilmente.
• Sostenibilità Ambientale: Ha un basso impatto ambientale, dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo, ed è facilmente riciclabile. Viene ricavato da legno certificato, riduce gli sprechi rispetto al massello ed è completamente riciclabile.
• Alta Resistenza al Fuoco: È caratterizzato da una lenta combustione in caso di incendio.
• Comfort e Vivibilità: I vantaggi non si limitano agli aspetti strutturali esposti ma coinvolgono anche il comfort e la vivibilità della costruzione. Le travi lamellari sono in grado, anche, di accontentare quanti sono alla ricerca di calma e tranquillità.
• Facilità di Lavorazione e Posa: La trave lamellare è stabile nel tempo, facile da lavorare e posare in opera.

Classificazione e Qualità del Legno Lamellare

Esistono diverse qualità di travi lamellari, dove per qualità si intende il grado di resistenza e portata della trave. Le classi di resistenza più comuni sono GL24h e GL28h. Quelli che si usano solitamente sono i GL24H, dove “24” indica la resistenza della trave (alla flessione) ed è definita dalla Normativa Europea di riferimento.

Esistono, però, anche delle classi superiori (28, 30 e 32), che indicano travi che, a parità di sezione, hanno una portata maggiore e che quindi resistono maggiormente alle sollecitazioni. Come detto solitamente si utilizza il GL24H, mentre le classi superiori vengono usate saltuariamente e solitamente per lavori particolari. “H”, che sta per “homogeneous” (omogeneo), indica che le lamelle utilizzate per realizzare quella trave hanno tutte la stessa portata, nel nostro esempio 24. Esistono infatti anche travi GL24C dove “C” sta per “combined”, ovvero per realizzare la trave sono state utilizzate lamelle di classi (portata) differenti ma la cui media dà comunque 24. La qualità delle lamelle viene valutata in base ai nodi, spaccature, fenditure e difetti: meno difetti presenta la lamella, maggiore sarà la sua portata.

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Tipologie in base alle Lamelle

Il legno lamellare può essere distinto in diverse tipologie a seconda del legno di derivazione delle lamelle. In linea generale, quelle maggiormente utilizzate sono le conifere:

• Abete rosso e bianco
• Frassino
• Larice
• Faggio
• Pino

Inoltre, il legno lamellare può essere classificato in:

Tipo di Incollaggio	Descrizione
Incollato Omogeneo (GL-H)	Le lamelle di cui è composto appartengono tutte alla stessa classe di resistenza.
Incollato Combinato (GL-C)	Per realizzare la trave sono state utilizzate lamelle di classi di resistenza differenti, ma la cui media rispetta comunque la classe di resistenza indicata.

Qualità Estetica

La normativa europea che definisce la classificazione delle travi, fissa unicamente lo standard qualitativo per quanto riguarda la resistenza/portata che devono avere. Non valuta l’estetica della trave, a meno che i difetti di quest’ultima non ne compromettano la portata. Ciò nonostante esistono due tipologie di travi lamellari:

• Qualità “vista”: non devono presentare macchie, nodi scappati al di sopra di un determinato diametro. Sono tollerate lievi fenditure, ma solo di pochi millimetri, non devono inficiarne la resistenza.
• Qualità “industriale”: devono semplicemente soddisfare i requisiti di legge relativamente alla portata.

Applicazioni del Legno Lamellare nel Settore Edilizio

La sua versatilità lo rende ideale per molti tipi di costruzioni. L’impiego del legno lamellare trova sempre più spazio nel campo delle costruzioni; in particolare, è largamente impiegato in costruzioni a grandi luci in quanto è l’unico materiale che unisce leggerezza, resistenza e versatilità. Il legno lamellare è perfetto per progetti su misura, rendendolo il materiale ideale per tettoie, pergole, porticati, pensiline, gazebo e altri elementi outdoor. È sempre più utilizzato per tettoie, pergole, carport e gazebo, questo materiale unisce bellezza e resistenza, mantenendo un’anima naturale.

L’utilizzo delle travi in legno lamellare non si limita al mondo delle costruzioni. Esse possono essere molto efficienti ed utili anche per i lavori di ristrutturazione. Oltre all’aspetto funzionale, infatti questo materiale viene scelto anche per l’impatto estetico che genera. Infatti, oltre a giocare un ruolo importante nelle ristrutturazioni (solai, soppalchi, coperture), il legno lamellare viene applicato nella bioedilizia in alternativa al cemento armato per la realizzazione di:

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• Strutture leggere (casette, bungalow, gazebi, tettoie);
• Coperture per capannoni, centri sportivi, scuole, centri commerciali, piscine, auditorium, riqualificazione di teatri;
• Abitazioni a basso consumo energetico;
• Edifici destinati a civile abitazione.

Tetti e coperture, dalle abitazioni private ai capannoni, il lamellare consente capriate eleganti e ampie campate. I porticati e pergolati sono perfetti per creare zone d’ombra vivibili tutto l’anno, integrando vetro, policarbonato o tavolati. Il lamellare è molto utilizzato nelle costruzioni in alternativa al cemento armato e metalli vari. Alle foci del fiume Todino in provincia di Teramo è stato costruito un ponte pedonale e ciclabile esclusivamente con travi e tavole in legno lamellare.

Trattamenti e Protezione nel Tempo

Grazie al trattamento con impregnanti o smalti specifici per l’esterno, il legno lamellare può durare nel tempo senza perdere le sue caratteristiche meccaniche ed estetiche. Una struttura in legno lamellare ben progettata e trattata richiede pochissima manutenzione. Il legno lamellare può essere trattato con due finiture principali:

• Impregnante all’acqua: penetra nel legno e lascia traspirare la fibra. Ideale per mantenere l’aspetto naturale, va rinnovato ogni 1-3 anni, soprattutto nelle parti esposte al sole.
• Smalto coprente: più spesso e protettivo, forma una pellicola resistente agli agenti atmosferici. La durata è maggiore, fino a 5 anni. Il risultato è una struttura esteticamente moderna, simile a un mobile.

In entrambi i casi, sono disponibili tantissimi colori ed è possibile ritoccare solo le parti più esposte (di solito colonne e testate dei travetti), mentre le parti interne della struttura, essendo protette dal tetto, necessitano raramente di manutenzione.

Per una manutenzione ottimale, considera quanto segue:

• Oli e cere: per una mano più “materica” e calda.
• Umidità e ventilazione: il legno ama respirare.
• Connessioni: staffe e bulloneria vanno dimensionate con cura.
• Prevenzione bio-attacchi: se sospetti fori o polverino, intervieni subito.

In fase di ritocco, puoi usare lo stesso colore di impregnante per uniformare la struttura, ma attenzione: il risultato potrebbe essere leggermente più scuro. In alternativa, puoi optare per un impregnante o finitura trasparente per mantenere il tono originale.

Calcolo Strutturale per il Legno Lamellare

Per progettare adeguatamente una struttura in legno lamellare è indispensabile effettuare il calcolo strutturale e tutte le verifiche richieste dalla norma di riferimento in modo da non compromettere la sicurezza della struttura stessa. Nella verifica degli elementi strutturali in legno, le verifiche da effettuare per ogni elemento dipendono dalla funzione dell’elemento nella struttura. Ad esempio, elementi con prevalente comportamento assiale (controventi o appartenenti a travature reticolari) sono verificate a trazione e/o compressione; elementi con funzioni portanti nei confronti dei carichi verticali sono verificati a pressoflessione retta e taglio; elementi con funzioni resistenti nei confronti di azioni orizzontali sono verificati a pressoflessione/tensoflessione deviata e taglio oppure a sforzo normale se hanno la funzione di controventi.

Le verifiche allo stato limite ultimo (SLU) sono effettuate sempre controllando il soddisfacimento della relazione:
Rd = (kmod·Rk)/γM ≥ Sd
dove:

• Rk è il valore caratteristico della resistenza del materiale; per sezioni in legno massiccio o lamellare incollato sottoposti a flessione o a trazione parallela alla fibratura che presentino rispettivamente una altezza o il lato maggiore della sezione trasversale inferiore a 150 mm per il legno massiccio e 600 mm per il legno lamellare incollato, i valori caratteristici della resistenza vengono incrementati tramite il coefficiente moltiplicativo kh (di cui al §11.7.1.1 D.M. 2018);
• kmod è il coefficiente correttivo che tiene conto dell’effetto, sui parametri di resistenza, sia della durata del carico sia dell’umidità della struttura (i valori di kmod sono forniti nella Tab. 4.4.IV D.M. 2018);
• γM è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al materiale, i cui valori sono riportati nella Tab. 4.4.III D.M. 2018.

Le verifiche di resistenza degli elementi strutturali in legno sono riferite alla direzione della fibratura coincidente sostanzialmente con il proprio asse longitudinale e sezione trasversale costante. Le verifiche da effettuare previste al § 4.4.8 del D.M. 2018 sono:

• di trazione parallela alla fibratura;
• di compressione parallela alla fibratura;
• di pressoflessione/tensoflessione;
• di taglio;
• di taglio e torsione;
• di stabilità;
• di deformabilità.

Nei tabulati di calcolo, per ogni tipo di verifica e per ogni elemento interessato dalla verifica, sono riportati i valori delle resistenze e delle sollecitazioni che hanno dato il minimo coefficiente di sicurezza, calcolato generalmente con la relazione:
CS = Rd/Sd

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