Un cantiere ibrido rappresenta l'evoluzione intelligente dell'edilizia moderna, dove materiali strutturali diversi - come legno, acciaio e calcestruzzo - lavorano in sinergia, ciascuno sfruttando i propri punti di forza. Immaginate un'orchestra dove ogni strumento contribuisce con il proprio suono caratteristico: allo stesso modo, in una struttura ibrida, ogni materiale apporta le proprie specifiche proprietà meccaniche per creare un sistema costruttivo ottimizzato.
La chiave del successo risiede nella strategica distribuzione dei materiali. Prendiamo ad esempio un edificio multipiano: i pilastri in calcestruzzo armato al piano terra garantiscono stabilità e resistenza ai carichi verticali elevati. Dal primo piano in su, una struttura portante in legno lamellare offre leggerezza e ottime prestazioni antisismiche, mentre travi in acciaio vengono utilizzate strategicamente per coprire grandi luci o realizzare sbalzi architettonici significativi. I solai possono essere realizzati con un sistema misto legno-calcestruzzo, dove la lastra collaborante in calcestruzzo aumenta la rigidezza, mentre la struttura lignea sottostante mantiene la leggerezza complessiva.
La Sfida delle Interfacce: Connessioni Tra Materiali Diversi
La vera sfida ingegneristica si concentra nelle zone di interfaccia tra i diversi materiali: questi nodi critici richiedono particolare attenzione progettuale per gestire la trasmissione delle forze tra elementi con rigidezze molto diverse (ad esempio tra legno e cemento). La progettazione di questi dettagli costruttivi richiede una profonda comprensione del comportamento dei materiali, e soprattutto delle connessioni.
Oggi più che mai, le costruzioni in legno possono competere ma anche collaborare con cemento e acciaio, grazie a soluzioni di connessione che rispondono alle esigenze di sicurezza, tolleranza e montaggio e smontaggio richieste dal mercato. Grazie ad uno studio accurato delle interfacce in Rothoblaas abbiamo definito una gamma di viti per legno, viti per legno e calcestruzzo, viti per legno e acciaio che garantiscono che la struttura ibrida funzioni come un sistema unitario, ottimizzando le prestazioni di ogni materiale e garantendo durabilità nel tempo.
Viti per Legno: Strumenti Essenziali per Connessioni Affidabili
Quando un legno duro, come rovere, quercia o faggio, incontra un legno tenero come l'abete, la connessione richiede viti per legno specifiche per gestire densità che possono essere il triplo l’una dell’altra fra i diversi materiali.
Leggi anche: parametri e procedure per filettature trapezoidali
Le Viti della Serie HARDWOOD per Legni ad Alta Densità
Le viti della serie HARDWOOD (LBS HARDWOOD, HBS HARDWOOD, e VGZ HARDWOOD) rappresentano un'evoluzione in questa direzione. Queste viti per legno sono state riprogettate in ogni loro componente - dalla geometria della testa al diametro del nucleo, dal passo del filetto alla configurazione della punta - per ottimizzare la penetrazione nei legni ad alta densità. Il risultato è concreto: riescono a creare connessioni efficaci senza preforo anche in legni con densità superiore a 500 kg/m³, semplificando le operazioni di cantiere.
Un ulteriore aspetto distintivo di queste viti per legno particolarmente denso risiede nella loro documentazione tecnica. Le schede tecniche forniscono valori di resistenza all’estrazione certificati (ETA) per specifiche specie legnose dure - come rovere, faggio e quercia - e legni duri ingegnerizzati, come il microlamellare di faggio, noto nel mondo germanofono come BauBuche e nel mondo anglosassone come BeechLVL, e il Plywood, un livello di dettaglio raramente disponibile nel mercato. Questo permette ai progettisti di ottimizzare le connessioni con precisione ingegneristica, adattando il dimensionamento alle caratteristiche specifiche di ogni essenza.
Un vantaggio per la tecnica, ma anche per l’ambiente: permettendo l'utilizzo efficiente di legni locali, si supera la dipendenza dal "legno globale" (principalmente pino e abete) e si aprono nuove possibilità per filiere brevi e sostenibili.
Connessioni Legno-Legno con Viti a Doppio Filetto
Nel mondo delle costruzioni in legno, assicurare la continuità tra elementi e ridurre i distanziamenti è essenziale. La vite a doppio filetto SWD introduce un passo differenziato che avvicina automaticamente i profili lignei, rendendo l’assemblaggio più rapido e senza attrezzaggi complessi. Nelle costruzioni in legno, i collegamenti legno-legno vengono spesso realizzati con viti tutto-filetto - come la VCN di Friulsider - apprezzate per l’elevata resistenza a trazione e compressione garantita dalla filettatura continua. Tuttavia, in fase di progettazione e soprattutto di posa, questa soluzione può generare criticità legate all’accostamento degli elementi lignei e al controllo del serraggio. Le viti vengono immerse in una soluzione composta da scaglie di zinco e alluminio e polimerizzate in forni dopo l'applicazione, offrendo un rivestimento protettivo Protec +.
Ancoraggi Ferro-Legno: Soluzioni Specifiche per Ogni Connessione
Connessioni Legno-Acciaio: Viti e Spinotti Avanzati
Quando ad incontrarsi sono il legno e l’acciaio, le situazioni possono essere differenti. Se si deve scegliere la vite giusta, ad esempio, per una connessione legno-metallo fra legno duro e acciaio, ancora una volta viene in aiuto del progettista la gamma di viti per legno HARDWOOD.
Leggi anche: Superare le sfide della filettatura trapezoidale
Di fronte ad una connessione legno-metallo-legno lo spinotto SBD emerge come soluzione di riferimento per le connessioni. Questo fissaggio, tecnicamente più avanzato rispetto alle alternative sul mercato grazie alla sua nuova punta rastremata, garantisce prestazioni strutturali ottimali con tempi di installazione ridotti ad un terzo rispetto ai precedenti ed a quelli dei sistemi tradizionali con preforo. Nel confronto con le soluzioni con resine adesive come XEPOX, che, seppur molto efficienti, richiedono tempi di indurimento e controlli stringenti sulla temperatura di applicazione, il sistema SBD offre vantaggi operativi significativi.
Sempre sul tema delle connessioni metallo-legno, HUS, la rondella tornita Rothoblaas, permette la compatibilità perfetta delle viti a testa svasata in piastre metalliche con fori cilindrici (evitando quindi di dover fare i più costosi fori svasati) aumentando anche la resistenza assiale nelle connessioni legno-legno. La versione HUS 15° è particolarmente indicata in tutte quelle installazioni dove normalmente è necessario fare salti mortali per ottenere la giusta inclinazione. È una via di mezzo fra la performantissima sorella maggiore VGU 45° e la HUS standard, e permette di inserire le viti in posti “scomodi”, ad esempio quegli angoli dove l’utilizzo del trapano può essere difficoltoso per la perfetta installazione, oppure nelle connessioni tra solai in X-LAM e profili in acciaio (IPE o HE) di dimensioni intermedie che non permettono di fare un preforo con prolunga né accedere con il trapano. L'angolazione di 15 gradi offerta da HUS 15° risolve queste criticità in modo pratico.
Connessioni Legno-Calcestruzzo: Solai Collaboranti e Giunzioni a Momento
Nei solai collaboranti legno-calcestruzzo, dove è necessario unire cemento e legno, il connettore CTC rappresenta una soluzione tecnica ottimizzata per interventi di media scala e riabilitazione strutturale. CTC si distingue per la sua versatilità di applicazione su ogni tipologia di legno, sia massiccio che ingegnerizzato, e per la semplicità operativa: l'installazione a secco, che non richiede resine o barre aggiuntive, si realizza attraverso l'inserimento di viti in fila creando un'efficace connessione tra la soletta in calcestruzzo e la struttura lignea sottostante. La certificazione tecnica (ETA-19/0244) di CTC comprende valori prestazionali calcolati per diverse tipologie di solai in legno e calcestruzzo, dal legno massiccio fino all’X-LAM, dal calcestruzzo comune C20/25 fino a miscele alleggerite, aprendo a molteplici combinazioni costruttive. Il sistema permette inoltre l'integrazione di strati fonoassorbenti come SILENT FLOOR per l'isolamento acustico, mentre il modulo dedicato ai solai legno-cemento su MYproject facilita il calcolo delle connessioni fra cemento e legno.
L'innovazione TC FUSION rappresenta invece l'evoluzione tecnologica per le connessioni legno-cemento di maggiore impegno strutturale. Questo sistema è stato sviluppato per realizzare giunzioni a momento tra solai in legno, ispirandosi ai principi della costruzione in calcestruzzo armato e adattandoli alla progettazione delle strutture in legno, con l’obiettivo di garantire una trasmissione efficace degli sforzi tra legno e calcestruzzo. Il risultato è un sistema particolarmente adatto al sistema costruttivo post-and-beam, dove consente il ripristino del momento nei solai. La certificazione estensiva dei valori di resistenza all'estrazione delle viti garantisce al progettista ampia libertà compositiva nella progettazione di solai in legno e calcestruzzo, supportata da un modello di utilizzo unificato e testato specificamente per l'interfaccia legno-cemento.
Connessioni Avanzate per Edifici Multipiano in Legno
Nell’ambito delle costruzioni in legno, l'integrazione di elementi in acciaio rappresenta una soluzione sempre più diffusa per ottimizzare le prestazioni strutturali e architettoniche. Specialmente nell’edilizia privata, il legno viene scelto dal committente principalmente per ragioni di carattere estetico, oltre che per le sue proprietà termico-acustiche. Negli ultimi anni il legno, specialmente nelle sue declinazioni come X-lam, LVL e lamellare, si è affermato come materiale protagonista nelle costruzioni, anche per progetti di grandi dimensioni e multipiano.
Leggi anche: Guida completa alla filettatura del legno
Tuttavia, con la crescente domanda di rapidità e precisione in cantiere, soprattutto nei contesti di edifici con cubature elevate o bandi pubblici dove i tempi di realizzazione sono stringenti, chi deve confrontarsi con questo tipo di costruzione affronta costantemente problematiche legate alla necessità di inventare o reinventare sistemi per la connessione e l’installazione che velocizzino i lavori e semplifichino la vita delle maestranze. La soluzione? Sfruttare nuove impostazioni costruttive, come il Design for Assembly, o la prefabbricazione, che permettono di accelerare le operazioni sul posto, riducendo errori e garantendo installazioni più precise e sicure. In questo panorama, le connessioni preinstallate in stabilimento possono rispondere facilmente ai requisiti di resistenza voluti dai progettisti e al contempo a quelli di adattabilità e praticità necessitati dai costruttori, specialmente nelle strutture in legno che devono competere, o collaborare, con quelle in calcestruzzo o acciaio.
Tradizionalmente i grandi edifici multipiano, realizzati in cemento armato o in acciaio, utilizzano il sistema “a telaio”, in cui pilastri e travi sostengono grandi solai per creare spazi interni liberi da vincoli strutturali. Nel tentativo di competere con queste strutture, le costruzioni in legno stanno adottando un sistema simile, noto come “post and beam” (trave e pilastro). L’integrazione di connettori rappresenta un passo avanti per l’efficienza delle costruzioni in legno, consentendo di creare strutture resistenti, smontabili e di conseguenza più sostenibili.
TECNOLOGIE DI COSTRUZIONE IN LEGNO CHE HANNO RAGGIUNTO UN NUOVO LIVELLO
- ALUMEGA: connessioni per travi di elevata resistenza e flessibilità
ALUMEGA, introdotto sul mercato nel 2023, è la soluzione di connessione trave-trave e trave-colonna, ideale per strutture con luci importanti. I componenti modulari e le possibilità di fissaggio flessibili fanno di ALUMEGA un’opzione versatile, utilizzabile anche in costruzioni ibride legno-acciaio o legno-calcestruzzo. Grazie al comportamento a cerniera, che permette alla connessione di assorbire i movimenti provocati da azioni sismiche e dal vento, ALUMEGA riduce il trasferimento di carico sulle colonne, aumentando la stabilità complessiva dell’edificio. - RADIAL: semplicità e prefabbricazione per connessioni colonna-colonna
Il connettore RADIAL si distingue per la sua facilità di installazione e per la capacità di sfruttare al massimo il potenziale della prefabbricazione. RADIAL è composto da due connettori semicircolari, preinstallabili sui pilastri in stabilimento, che vengono collegati con un semplice bullone direttamente in cantiere. - RING: stabilità e precisione per connessioni colonna-fondazione
Garanzia di smontabilità è uno dei sinonimi del connettore RING, che nella versione RING90C, risulta particolarmente adatto per connessioni colonna-fondazione che richiedono una gestione delle tolleranze date dalla non planarità della fondazione stessa. Questo sistema prevede, se necessario, l’utilizzo di una malta antiritiro che compensi le eventuali disuniformità della base, assicurando un supporto stabile e preciso per le colonne in legno.
La Filettatura su Metallo: Principi e Strumenti per Fissaggi Strutturali
Con il termine filettatura intendiamo l'operazione necessaria per incidere dei solchi nel materiale al fine di creare una spirale precisa e capace di combaciare con una controparte. Ad esempio, un perno con il dado o il raccordo con il tubo. Quando avvitiamo una vite nel legno creiamo automaticamente la modifica nel materiale. Per il metallo, invece, dobbiamo agire in modo differente, per questo è fondamentale procedere con le tecniche e gli strumenti adeguati per tagliare il metallo con le giuste proporzioni. Capire come fare una filettatura sul metallo è importante perché puoi risolvere una serie di problemi meccanici, ad esempio puoi creare un perno partendo da un tondino di metallo o rifare il profilo a un prigioniero.
Il primo punto da considerare: quando fai una filettatura sul metallo stai consumando una parte del materiale. Se stai facendo la filettatura su un elemento maschio - quindi un perno, un tondino di metallo o un tubo - sarà più stretto. Mentre, se filetti il profilo femmina sarà più largo. La premessa è importante per valutare le combinazioni con gli altri elementi meccanici.
Strumenti e Tecniche per la Filettatura
Per fare una filettatura sul metallo hai bisogno della madrevite. Questo attrezzo è fondamentale per tagliare sulla materia prima il profilo della filettatura. Il punto sostanziale è questo: la qualità è fondamentale perché stiamo parlando di un lavoro basato sulla precisione. Un buon kit per la lavorazione dei tubi lo trovi nel catalogo Krino e comprende maschi e filiere. I primi servono a creare la filettatura interna, le seconde all'esterno. I modelli in cobalto (HSS-CO) sono perfetti per filettare materiali durissimi mentre il rivestimento in TiN assicura una durata extra allo strumento che usi per filettare un tubo idraulico.
Filettatura Esterna (Filiere)
In primo luogo devi fissare il tubo di ferro o acciaio in una morsa da idraulico e lasciare che sporga una buona sezione in modo da poter lavorare senza intoppi. Poi, scegli la madrevite adatta per fare una filettatura esterna. Inserisci la boccola e inizia a girare con lo strumento adatto. Molto importante l'uso dell'olio per agevolare questo processo. In primo luogo conviene limare leggermente in punto di contatto tra tubo e madrevite in modo da agevolare l'attacco. Poi devi avvitare lo strumento in senso orario in modo da creare la filettatura ma dopo ogni giro farne uno antiorario per eliminare i trucioli metallici che possono danneggiare gli attrezzi e rovinare il lavoro. Fai due giri avanti e mezzo indietro, lubrificando per semplificare l'avanzamento della filiera.
Filettatura Interna (Maschi)
Il maschio invece si occupa di filettare l'interno del tubo. Il percorso è simile, solo che lavori con dei perni che si avvitano in un foro e fanno prima una sgrossatura e poi devono rifinire il profilo della tubatura sempre con la stessa ritmica: un giro orario e uno antiorario. Il foro va ripulito dai trucioli e lubrificato prima di inserire il maschio sbozzatore; si prosegue, previa ulteriore pulitura, col maschio intermedio e con quello finitore, che lascia il filetto pronto all’uso. L’intermedio e il finitore realizzano la vera filettatura, perciò ogni rotazione di 360° è bene fare 1/4 di giro indietro per rompere i trucioli e favorirne l’evacuazione.
Un filetto classico ha sezione triangolare e le sue misure fondamentali sono il passo e il diametro. La filettatura Whitworth è di origine anglosassone e le misure vengono espresse in pollici: una vite 1/4 W ha perciò un diametro nominale di 1/4 di pollice. Ha un profilo triangolare simile a quello metrico, ma con un angolo al vertice di 55° anziché 60°; il profilo, inoltre, è arrotondato sia in cresta sia nella gola, perciò il contatto meccanico tra le parti non avviene solo sui fianchi dei filetti, ma anche sulle creste.
Riparare e Consolidare Filettature Rovinate nel Legno Massello
Per un lavoro finito e duraturo, specialmente per evitare che le viti si svitino o che l'acqua penetri, è consigliabile procedere come segue per rifare la filettatura per vite autofilettante su legno massello.
- Inizia forando il legno con una punta leggermente più larga, in modo che il foro sia su legno pulito.
- Successivamente, riempi il buco con colla o resina additivata con un addensante, come microsfere o microfilder powder (da epoxy+filler a colla+segatura).
- Con uno spillo, sonda il buco per far uscire eventuali bolle d'aria.
- Una volta che la colla o resina è catalizzata e asciutta, fora nuovamente con il diametro adatto alla vite.
Questo processo crea una filettatura rinforzata, garantendo che legno e ferro non si tocchino direttamente, offrendo già di per sé una protezione contro l'ingresso di acqua. Per interventi su elementi come il timone di una barca, che verrà trattato con un ciclo epossidico, la sequenza ottimale prevede di eseguire prima la riparazione dei filetti, poi trattare e riverniciare completamente l'elemento, e infine applicare la ferramenta, avendo cura di segnare preventivamente i punti esatti per il riposizionamento delle viti nel nuovo filetto consolidato.