Durante il montaggio di una struttura in X-lam, può capitare che un'impresa posizioni una trave in legno lamellare con le lamelle disposte in verticale anziché in orizzontale, come da disegno. È importante sapere che l'utilizzo di "lamellare sdraiato", ovvero membrature in lamellare posate "sdraiate" su un lato con le lamelle risultanti verticali, è una pratica comune e compatibile con il prodotto.
Per quanto riguarda la certificazione e le classi di resistenza di queste configurazioni, si deve fare riferimento a quanto previsto per il legno lamellare in generale. Tale possibilità è infatti espressamente prevista nella norma di prodotto EN 14080 (si veda lo schema di figura 4 della norma).
Cos'è il Legno Lamellare?
Il legno lamellare è un materiale composito prefabbricato che si produce con diverse assi di legno, dette lamelle. La sua 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.
É costituito essenzialmente da legno naturale, del quale 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.
Le Origini del Legno Lamellare
Il legno lamellare fu brevettato nel 1906 da Karl Friederich Otto Hetzer, un carpentiere tedesco che superò i limiti delle strutture di legno massiccio con un nuovo materiale. Il legno lamellare nasceva infatti dall’esigenza di superare i limiti del legno massiccio sia per dimensioni in lunghezza, sia per sezioni, ma soprattutto per concezione strutturale.
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Nonostante le sue ottime caratteristiche strutturali, l'uso del legno massiccio in grandi edifici come padiglioni espositivi o stazioni ferroviarie era fortemente ostacolato dalla scarsità di tronchi lunghi, dritti e con un diametro sufficiente a coprire grandi luci. Inoltre, la presenza di difetti (nodi, fessurazioni, fibre deviate o cipollature) ne comprometteva la resistenza meccanica, e infine le difficoltà e i costi di trasporto erano significativi. Era anche molto difficile creare strutture non standardizzate, come le travi reticolari o gli elementi curvi e arcuati tipici dello stile liberty.
Processo di Produzione delle Travi in Legno Lamellare
Le fasi della produzione del legno lamellare consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm. Il legno grezzo, idoneo per usi strutturali e adeguatamente stagionato, per prima cosa viene scortecciato, selezionato e ridotto in tavole con dimensioni prefissate.
Queste tavole sono munite di appositi intagli a forma di pettine su entrambi i lati corti, necessari a garantire una giunzione ottimale tra le lamelle contigue. Le zone con piccoli difetti, come i nodi, sono invece eliminate con tagli selettivi.
Successivamente, si cospargono gli intagli di ciascuna asse di legno con il collante, normalmente un adesivo poliuretanico oppure a base di resine melaminiche (MUF) e resorciniche (RF). In questo modo, unendo le lamelle fino alla lunghezza desiderata, si ottiene il primo strato della trave lamellare. Quest'ultima viene completata sovrapponendo tutti gli strati necessari a ottenere le sezioni delle travi lamellari di altezza predeterminata.
Durante la ricomposizione tramite incollaggio a caldo e sotto pressione, le lamelle sono posizionate con venatura contrapposta così da garantire una maggior uniformità nella resistenza della trave. Si devono però adottare due precisi accorgimenti: alternare perpendicolarmente la direzione delle fibre per minimizzare le deformazioni dovute agli sbalzi di temperatura e umidità, e sfalsare adeguatamente i giunti verticali tra lamelle, proprio come in una parete di mattoni.
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Le travi in lamellare finite sono quindi dotate dei fori e incavi necessari ad alloggiare i fazzoletti o le piastre metalliche bullonate per la giunzione di più elementi strutturali. Infine, vengono trattate con prodotti protettivi, biocidi ed eventualmente ignifughi, trasportate in cantiere e quindi assemblate.
Composizione e Tipologie di Legno Lamellare
Attualmente prevalgono le travi in abete lamellare, ma sono diffusi anche il legno lamellare di faggio, rovere, castagno e diverse essenze esotiche. Vengono adoperate tavole già classificate per uso strutturale e possono essere uniti tra loro elementi di diverse essenze legnose.
Le travi legno lamellare moderne si compongono di una fitta serie di lamelle, ciascuna delle quali costituita da una singola tavola di legno con dimensioni variabili in base alla destinazione d'uso: più piccole nei pannelli lamellari per arredamento, maggiori nelle membrature strutturali. In queste ultime, ciascuna tavola di legno ha una larghezza normalmente compresa fra 8 e 24 cm, per uno spessore legno di 3-4 cm.
Inoltre, il legno lamellare può essere classificato in:
- incollato omogeneo: le lamelle di cui è composto appartengono alla stessa classe di resistenza;
- incollato combinato: le lamelle appartengono a differenti classi di resistenza.
Vantaggi del Legno Lamellare
I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico che ecologico e strutturale:
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- Resistenza: elevata resistenza a flessione e trazione.
- Versatilità: può essere usato in un gran numero di strutture, grandi e piccole, complesse o meno, anche con forme, dimensioni e disegno su misura.
- 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).
- Capacità isolante: molto alta.
- Resistenza agli agenti atmosferici: 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.
- Basso impatto ambientale: dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo; è facilmente riciclabile.
- Alta resistenza al fuoco: la sua combustione è lenta e prevedibile.
Applicazioni del Legno Lamellare in Edilizia
La sua versatilità lo rende ideale per molti tipi di costruzioni. L'applicazione più comune del legno lamellare sono le grandi strutture con luci anche di 30 o 40 metri per la copertura di palestre, capannoni, teatri, impianti sportivi o padiglioni espositivi. Il suo impiego 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.
Tuttavia, è comune anche l'uso nell'edilizia corrente. 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.
STRUTTURA IN LEGNO LAMELLARE!
Calcolo Strutturale e Verifiche 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. 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.
Nella verifica degli elementi strutturali in legno, le verifiche da effettuare per ogni elemento dipendono dalla funzione dell’elemento nella struttura. 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.
Nella 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.
Tipologie di Verifiche Strutturali
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;
- kmod è il coefficiente correttivo che tiene conto dell’effetto, sui parametri di resistenza, sia della durata del carico sia dell’umidità della struttura;
- γM è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al 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).
Le verifiche da effettuare previste al § 4.4.8 del D.M. 2018 sono:
| Verifica | Descrizione |
|---|---|
| Trazione parallela alla fibratura | Verifica la resistenza a forze di allungamento lungo la direzione delle fibre. |
| Compressione parallela alla fibratura | Verifica la resistenza a forze di schiacciamento lungo la direzione delle fibre. |
| Pressoflessione/Tensoflessione | Verifica la resistenza a una combinazione di compressione/trazione e flessione. |
| Taglio | Verifica la resistenza a forze che tendono a far scivolare una parte rispetto all'altra. |
| Taglio e Torsione | Verifica la resistenza a una combinazione di taglio e torsione. |
| Stabilità | Verifica la capacità dell'elemento di mantenere la sua forma senza instabilità. |
| Deformabilità | Verifica che le deformazioni rientrino nei limiti accettabili per l'uso. |
Negli opportuni 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.