Travi in Legno Lamellare Incollato: Caratteristiche, Vantaggi e Applicazioni

Il legno lamellare è un materiale da costruzione prefabbricato, la cui materia prima è il legno naturale tagliato in lamelle di limitata larghezza e lunghezza, sovrapposte e legate tra loro mediante collanti ad alta resistenza, dando origine a elementi di forma e dimensione prestabilita. Non è quindi un legno che nasce spontaneamente in natura in quanto viene realizzato dall’uomo a partire da essenze di legno aventi uno spessore compreso fra 3 e 4 cm ed una larghezza limitata a circa 25 cm. Il legno lamellare è un materiale composito che si produce con diverse assi di legno, dette lamelle. É costituito, essenzialmente, da legno naturale di cui mantiene i pregi (come elevato rapporto tra resistenza meccanica e peso, lenta combustione in caso di incendio) e 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.

Processo di Produzione del Legno Lamellare Incollato

Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm. Dopo un’accurata selezione, le future lamelle vengono segate a misura e sagomate. Vale a dire che le lamelle subiscono un primo controllo visivo (oppure con scanner speciali per i componenti di legno) che ne identifica i difetti. Un operatore (oppure lo stesso scanner) li evidenzia e invia la lamella ad una macchina troncatrice che elimina la parte difettosa.

Le tavole secche vengono lavorate sui quattro lati per ottenere la geometria precisa. Dopodiché le tavole vengono incollate insieme sotto pressione con una colla speciale ecologica impermeabile e resistente all'aria. Il lamellare si ottiene incollando fra loro delle tavole di legno (almeno tre) dette lamelle, sotto l’azione di una forza di pressione. Per l'incollatura in un'unica trave la direzione delle fibre legnose nelle lamelle viene impostata ai lati opposti l'una all'altra. 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. 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. Per ottenere una trave lamellare completa, è necessario sovrapporre ed incollare vari strati a caldo (sotto pressione), disposti alternando il senso delle fibre perpendicolarmente. I lamellari duo e trio hanno le lamelle esterne incollate con gli anelli annuali di accrescimento contrapposti fra loro.

Dopo aver acquisito il profilo necessario la trave viene lavorata secondo le misure richieste - con un taglio di elevata precisione per ottenere la dimensione richiesta. Le travi completate dispongono di fori e incavi per il fissaggio. Le travi di legno lamellare incollato sono elementi strutturali prodotti in stabilimenti industriali aventi spazi interni, dedicati alla produzione, mediamente grandi dato che le dimensioni del prodotto finito possono raggiungere anche i 50 metri di lunghezza.

Caratteristiche e Materie Prime

Le caratteristiche del lamellare dipendono ovviamente dall’essenza impiegata per la sua realizzazione. La scelta del legno di partenza (essenza), oltre a garantire certe caratteristiche tecniche, deve rispettare la natura e contribuire a ridurre il costo del prodotto. Vengono adoperate tavole già classificate per uso strutturale e possono essere uniti tra loro elementi di diverse essenze legnose.

Leggi anche: Vantaggi delle Batterie Lamellari

Essenza del Legno

Per la produzione delle lamelle si utilizzano soprattutto le conifere e alcune latifoglie. Di conseguenza in Europa viene utilizzato prevalentemente l’abete rosso, seguito dal larice (quest’ultimo molto più costoso).

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

Proprietà Strutturali

Per questo la trave lamellare diventa più resistente e solida rispetto a quella normale e inoltre durante gli sbalzi della temperatura e dell'umidità non cambia la propria forma. Il legno lamellare incollato è un materiale di costruzione solida e resistente, usato per le mura delle case. La resistenza e solidità delle mura supera la resistenza di quelle costruite di mattoni e calcestruzzo. IL legno lamellare non cambia la sua forma nel tempo. Non si fessura. In una trave lamellare le sollecitazioni a flessione sono nulle in mezzaria e massime in periferia, come evidenziato dal grafico delle tensioni. La Norma Uni EN 1194 prevede di utilizzare lamelle aventi la classe di resistenza C24 in esterno, combinate con lamelle C16 per la parte interna della trave. Gli incavi e gli incastri del legno lamellare lo fissano rigidamente nel muro. Il legno lamellare ha la compattazione minima in altezza.

Vantaggi del Legno Lamellare

I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale:

• Resistenza e Versatilità: resistenza a flessione e trazione; versatilità, può essere usato su un gran numero di strutture, grandi e piccole, complesse o meno.
• Leggerezza ed Economicità: leggerezza: 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). Economicità e leggerezza nelle costruzioni, rispetto al cemento armato. Economicità della costruzione. Grazie all'uso degli elementi di legno lamellare si riducono notevolmente i tempi di costruzione della casa giacché in cantiere si effettua solo il montaggio delle parti ingombranti della casa.
• Isolamento: capacità isolante molto alta; buono isolamento acustico. Risparmio energetico. Grazie alla temperatura "tiepida" della superficie e buone proprietà isolanti del legno è possibile abbassare la temperatura di riscaldamento di qualche grado.
• Resistenza agli Agenti Atmosferici e Sismica: 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. Sismicità.
• Resistenza al Fuoco: alta resistenza al fuoco. Alta sicurezza antincendio e resistenza al fuoco del legno lamellare sono molto più alte rispetto di quanto si può aspettare a prima vista da un materiale infiammabile. L'infiammazione dell'elemento di legno avviene all'esterno verso l'interno con la velocità di combustione già nota. Questa velocità è inizialmente trascurabile, poiché la resistenza termica del legno è alta. E nello stesso tempo sulla superficie esterna si forma uno strato carbonico protettivo che non permette al fuoco di andare dentro l'elemento. Così la parte interna dell'elemento rimane intatta, e la sua capacità portante continua a resistere.
• Sostenibilità Ambientale: basso impatto ambientale, dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo; facilmente riciclabile.
• Comfort Abitativo: l'uso efficace dello spazio interno. Il clima interno ideale. In una casa di legno si mantiene sempre un microclima unico dovuto alla capacità del legno di assorbire gli odori, umidità eccessiva, o restituirla quando il locale è sovraessiccato. L'abitazione di legno viene aromatizzata con gli oli essenziali con le proprietà antisettiche, inerenti a questo tipo di legno. Estetica.

Applicazioni del Legno Lamellare

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. Come abbiamo già capito il lamellare è molto utilizzato nelle costruzioni in alternativa al cemento armato e metalli vari. La sua versatilità lo rende ideale per molti tipi di costruzioni. 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:

• 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.

Vengono utilizzate travi in legno lamellare per costruire case e ville a basso consumo energetico. Un esempio concreto dell'applicazione di questo materiale si trova alle foci del fiume Todino in provincia di Teramo, dove è stato costruito un ponte pedonale e ciclabile esclusivamente con travi e tavole in legno lamellare.

Leggi anche: Scopri il Collettore Lamellare

Tipologie di Legno Lamellare

Il legno lamellare può essere distinto in diverse tipologie a seconda del legno di derivazione delle lamelle. Inoltre, il legno lamellare può essere classificato in:

• incollato omogeneo in cui le lamelle di cui è composto appartengono alla stessa classe di resistenza;
• incollato combinato quando appartengono a differenti classi di resistenza.

Calcolo e Progettazione Strutturale

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. Per questa ragione, ti suggerisco di affidarti a strumenti specifici costantemente aggiornati, come il software calcolo strutturale legno, con cui puoi modellare coperture, porticati ed altri componenti in legno presenti in una struttura mista in cemento armato o in muratura.

Verifiche Strutturali

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 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.

Relazione di Calcolo

Le verifiche allo stato limite ultimo (SLU) sono effettuate sempre controllando il soddisfacimento della relazione:

Leggi anche: Migliorare le prestazioni del Minarelli Verticale

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.

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

Nella pratica progettuale, viene effettuato un calcolo ‘a strisce‘. Puoi scaricare gratuitamente la relazione di calcolo e il tabulato della struttura in legno lamellare elaborata con il software calcolo strutturale legno. Nella seguente relazione tecnica, relativamente alla parte in legno, vengono riportate le caratteristiche fisiche e meccaniche del materiale, la classe di servizio, per poi tener conto della sensibilità del legno alla variazione di umidità e dell’influenza di questa sulle caratteristiche di resistenza e di deformabilità, e infine, le modalità di verifica secondo quanto prescritto dalla normativa tecnica.

tags: #grinzi #lamellare #stratificate #bacau