Caratteristiche e Impieghi del Legno Lamellare nell'Edilizia Moderna

Il legno lamellare, o glulam, è un prodotto derivato dal legno massiccio, il cui nome corretto è "legno lamellare incollato", come specificato nelle norme di prodotto. Glulam deriva dal nome inglese del prodotto. Sono sempre più utilizzate in edilizia e sono favorite non solo per la loro bellezza e la possibilità di creare edifici davvero spettacolari, ma soprattutto per la loro particolare resistenza.

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. 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 nasce dall’esigenza di superare i limiti del legno massiccio sia per dimensioni in lunghezza, sia per sezioni, ma soprattutto per concezione strutturale.

Cos'è il Legno Lamellare?

Il legno lamellare è un materiale composito che si produce con diverse assi di legno, dette lamelle. Il lamellare si ottiene incollando fra loro delle tavole di legno (almeno tre) dette lamelle, sotto l’azione di una forza di pressione. 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.

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. Le caratteristiche del lamellare dipendono ovviamente dall’essenza impiegata per la sua realizzazione.

Processo Produttivo del Legno Lamellare

glued lame si tratta fondamentalmente di una trave realizzata con diversi strati di legno. Vengono adoperate tavole già classificate per uso strutturale e possono essere uniti tra loro elementi di diverse essenze legnose. Il legno utilizzato può essere resinoso (macinare, larice, pino) e caducifoglie (querciafrassino, frassino, acero, cedro).

Leggi anche: Prezzi Pavimento Grigio Legno Perlato

Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm. Con la segatura a strisce si riducono le tensioni nel legno e si eliminano i difetti e i nodi. 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. Nel legno lamellare, l'incollaggio delle doghe di legno avviene lungo la fibra, attraverso un'articolazione dei dentipoi posate l'una sull'altra e incollate tra loro.

La colla è molto importante nella produzione di travi, in quanto deve garantire la resistenza e la durata dei morsetti, dato che queste travi sono elementi strutturali. Gli adesivi utilizzati sono melaminici, poliuretanici o resorcinici. Gli adesivi melaminici (melamina-urea formaldeide MUF) e poliuretanici danno linee di adesione bianche, mentre gli adesivi resorcinici danno linee di adesione più scure e marroni.

In questo modo si possono ottenere travi spesse diversi metri e lunghe oltre 50 metri. 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. Di conseguenza in Europa viene utilizzato prevalentemente l’abete rosso, seguito dal larice (quest’ultimo molto più costoso).

Vantaggi del Legno Lamellare

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

• Resistenza meccanica superiore: Offre resistenza a flessione e trazione elevata, fondamentale per le strutture portanti.
• Alta resistenza al fuoco: Nonostante siano fatti di legno - un prodotto combustibile - sono molto resistente al fuoco. Se analizziamo i materiali da costruzione tradizionali, scopriamo che l'acciaio perde le sue proprietà meccaniche e non è più considerato un materiale da costruzione al di sopra dei 550 grd.C (ben al di sotto della sua temperatura di fusione), e il cemento armato si fessura e si deforma a causa della ridotta durezza alle alte temperature. Bruciature di legnoma non cambia le sue proprietà, per cui anche se all'esterno c'è uno strato di legno carbonizzato, all'interno il legno ha le stesse proprietà meccaniche. Nel caso delle travi lamellari, il legno brucia all'esterno, ma è molto difficile superare gli strati adesivi, quindi avanza molto lentamente.
• Peso inferiore: Un altro vantaggio dell'utilizzo di travi laminate è peso molto inferiore a parità di resistenza meccanica. A seconda della specie utilizzata, il peso specifico può variare da 400 a 600 kg/mc (le travi in abete rosso hanno un peso specifico medio di 430 kg/mc). Questa leggerezza, con un peso specifico inferiore a 500 kg al m³ (circa l’80% in meno rispetto al cemento armato), si traduce in 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).

Per illustrare la leggerezza comparativa del legno lamellare rispetto ad altri materiali, consideriamo la seguente tabella:

Leggi anche: Stile Arte Povera per la Sala da Pranzo

Materiale	Peso Specifico (kg/mc)	Resistenza Relativa a Parità di Peso
Legno Lamellare (es. abete rosso)	430 - 600	100%
Acciaio	Circa 7850	Una trave in acciaio è più pesante di 20% a parità di resistenza meccanica.
Cemento Armato	Circa 2500	Una trave in cemento armato è più pesante di 600% a parità di resistenza meccanica.

Ad esempio, una trave in legno lamellare con peso specifico di 600 kg/mc ha la stessa resistenza di una trave in cemento armato con peso specifico di 2500 kg/mc.

• Resistenza chimica aumentata: Forse la più importante di queste è resistenza chimica aumentata. Sono resistenti all'azione della maggior parte degli acidi, dell'ossidazione, dell'ammoniaca o dei derivati del cloro.
• Proprietà antisismiche: Le costruzioni realizzate su travi lamellari hanno una resistenza ai terremoti molto più elevata grazie all'elevata elasticità delle travi. La sovrapposizione delle lamelle parallelamente alla fibra determina una maggiore elasticità. 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.
• Versatilità di progettazione: Le travi lamellari sono il sogno degli architetti perché nessun limite alla progettazione. Possono essere diritte o curve, sottili o molto spesse, corte o lunghe. Le travi lunghe, ottenute allungando le lamelle, hanno una capacità portante molto elevata e possono essere utilizzate per costruire edifici con campate molto ampie e pochi puntoni verticali di sostegno.
• Sostenibilità ambientale: Basso impatto ambientale, dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo, ed è facilmente riciclabile.
• Altre proprietà: Capacità isolante molto alta; alta resistenza ad agenti atmosferici e a sbalzi termici.

Applicazioni del Legno Lamellare nell'Edilizia

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. Come abbiamo già capito il lamellare è molto utilizzato nelle costruzioni in alternativa al cemento armato e metalli vari.

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.

Per questo motivo vengono utilizzati anche nella costruzione di allevamenti di animali (per la resistenza all'ammoniaca), piscine (per la resistenza al cloro), nelle saline o nella costruzione di depositi di sale o carbone. Un esempio concreto della sua applicazione è il ponte pedonale e ciclabile costruito alle foci del fiume Todino in provincia di Teramo, realizzato esclusivamente con travi e tavole in legno lamellare. Anche in Romania si costruiscono sempre più edifici con queste travi e non c'è da stupirsi, perché ci sono grandi produttori nel Paese, uno vicino a Targoviste, a Harghita e a Timis.

Tipologie di Legno Lamellare

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:

Leggi anche: Pali in legno: guida alle travi

• abete rosso e bianco;
• frassino;
• larice;
• faggio;
• pino.

Inoltre, il legno lamellare può essere classificato in base alle caratteristiche di resistenza delle lamelle utilizzate:

• 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.

Il 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. Per questa ragione, è suggeribile affidarsi a strumenti specifici costantemente aggiornati, come il software calcolo strutturale legno, con cui è possibile 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. 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.

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: #legno #lamellare #edilclima