L’articolo affronta il tema del ripristino delle parti degradate delle travi in legno nei punti di appoggio su murature, descrivendo cause di degrado, criticità strutturali e soluzioni tecniche di ricostruzione. L’obiettivo è fornire indicazioni operative per interventi compatibili, durabili e rispettosi delle strutture esistenti, con particolare attenzione agli edifici storici. Quando le estremità delle travi lignee risultano gravemente deteriorate, è possibile rigenerare l'appoggio con tecniche puntuali in situ.
Tecniche di Ricostruzione delle Testate delle Travi in Legno
Il ripristino delle testate delle travi in legno può essere realizzato attraverso diverse metodologie, a seconda dell'entità del degrado e delle esigenze strutturali.
Ricostruzione con Protesi Metallica
Un intervento proposto consiste nell’eseguire, dopo aver effettuato l’asportazione della parte ammalorata della testa della trave, tagli paralleli all’asse nei quali inserire profilati piatti d’acciaio di adeguato spessore, precedentemente preparati fuori opera. Barre filettate o bulloni e dadi “a scomparsa” completano il collegamento; i tagli dovrebbero essere saturati con resine epossidiche.
Ricostruzione con Protesi Lignea o Malta Epossidica
Un'altra soluzione comporta la costruzione dell’esatta parte mancante con una protesi di legno. In alternativa, è possibile il rifacimento con una malta epossidica gettata all’interno di una cassaforma. Questa malta, in particolare, può inglobare anche barre di armatura per un rinforzo aggiuntivo.
Rinforzo con Barre di Armatura
La prima fase di intervento in questo caso consiste nella completa asportazione della parte ammalorata, alla quale seguono le perforazioni, parallele all’asse della trave, che accoglieranno le barre filettate d’acciaio o di vetroresina. Successivamente i fori, asportati i residui della perforazione mediante soffiaggio e aspirazione, vengono saturati preferibilmente con idonee resine epossidiche prima dell’inserimento delle barre. La protesi, una volta inserita, è resa solidale alla trave mediante iniezione di resina (o betoncino epossidico) effettuata attraverso il foro previsto nella parte superiore della trave stessa. Facendo ricorso ad una cassaforma si riproduce la geometria originaria della parte di trave asportata per mezzo di un getto di malta epossidica che ingloba le barre di armatura.
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Protezione e Durabilità delle Testate delle Travi in Legno
La durabilità delle testate delle travi in legno è fortemente influenzata dalla loro interazione con la muratura, in particolare per quanto riguarda la gestione dell'umidità.
Gestione dell'Umidità all'Interfaccia Muratura-Legno
Occorre prima di tutto chiarire se la muratura può portare umidità (cioè acqua o vapore acqueo) a contatto con il legno o meno. Nel caso in cui questo non sia possibile, o sia limitato alla fase di costruzione e messa in opera, allora il problema non è quello della protezione del legno e della garanzia della sua durabilità, ma "soltanto" quello di avere una costruzione corretta dal punto di vista costruttivo e strutturale, che garantisca la trasmissione delle forze dalla muratura alla trave di legno senza pregiudicare la trave di legno. In caso contrario, cioè quando la muratura sia portatrice di umidità, occorre garantire che il legno non si trovi in contatto diretto con la muratura, in modo che non assorba questa umidità e non si trovi in condizioni critiche che ne possano causare un degrado biologico. È fondamentale che i collegamenti meccanici fra travatura, dormiente e muratura siano tali da garantire la sicurezza strutturale.
L'Importanza dell'Intercapedine e della Ventilazione
Lo scopo dell'intercapedine è evitare che si formi un ambiente troppo umido e che il legno possa venire a contatto con acqua. L'intercapedine fra legno e muratura non deve essere riempita con sughero o simile, dove l'apertura ha lo scopo di permettere la ventilazione del legno della travatura; per evitare la polvere o la sporcizia nell'intercapedine si può solo lavorare con retini o griglie che permettano la circolazione dell'aria. Nel caso in cui questa ventilazione non fosse necessaria, è senz'altro possibile riempire lo spazio con sughero o simile: occorre un materiale elastico, che permetta il naturale ritiro e rigonfiamento del legno dovuto alle variazioni delle condizioni climatiche del locale in cui si trova la travatura.
Trattamenti Protettivi: Vantaggi e Rischi
Il primer bituminoso è talvolta considerato un'ulteriore sicurezza. Tuttavia, la protezione ulteriore con del bitume è probabilmente poco adatta all'interno di un'abitazione. Inoltre un trattamento di questo tipo, come tutti i trattamenti di superficie, presenta un'efficacia limitata in caso di fessure del legno. Un trattamento di questo tipo in presenza di una sufficiente ventilazione della testata della trave può essere visto come barriera ulteriore contro l'assorbimento d'acqua da parte del legno; per contro, in presenza di una buona ventilazione (intercapedine e circolazione d'aria) non si vede la necessità di trattare con tale materiale tutta la testata della trave. Inoltre il rischio che il trattamento con il bitume si riveli, in caso di forte umidità e senza una sufficiente ventilazione, anche controproducente, esiste ed è concreto, specie se si tratta di una travatura con sezioni importanti. Dal nostro punto di vista, la scelta di "incapsulare" un elemento di legno, che si trova in un clima troppo umido, è per principio da evitare. La trave è appoggiata sulla muratura in modo da non permettere l'assorbimento di acqua tramite la superficie di appoggio (l'appoggio avviene non direttamente sulla muratura, e l'eventuale dormiente di legno è pure separato dalla muratura da una membrana impermeabile). L'eventuale trattamento preventivo del legno nella zona immediatamente vicina alla muratura avviene tramite impregnatura della superficie, mantenendo la possibilità per il legno di traspirare (la vernice bituminosa non è adatta allo scopo). Ricordiamo che in questo modo si rispettano i principi della protezione costruttiva del legno (nessun contatto diretto con l'acqua e ventilazione del legno assicurata), che permettono di eliminare, di fatto, ogni rischio di degrado biologico.
Indagini e Verifiche sul Legno Strutturale Esistente
La verifica statica di elementi realizzati in legno strutturale esistente, massiccio o lamellare, richiede l’esecuzione di adeguate indagini e prove sul materiale per la caratterizzazione meccanica e tipologica del legno. Gli elementi costruttivi in legno sono spesso presenti in edifici esistenti: solai, coperture e architravi in legno in costruzioni esistenti in muratura, cemento armato o acciaio. Pertanto se ti occupi di analisi di vulnerabilità di costruzioni esistenti molto probabilmente dovrai eseguire indagini e prove anche su elementi strutturali esistenti in legno.
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Necessità di Indagini e Livelli di Conoscenza
L’esecuzione di indagini e prove è necessaria per definire il Livello di Conoscenza della struttura e il relativo Fattore di Confidenza FC per la riduzione delle proprietà meccaniche del materiale. La Normativa Tecnica definisce tre Livelli di Conoscenza denominati come LC1, LC2, LC3. I livelli di conoscenza sono ordinati per informazioni crescenti sulla costruzione esistente. Al livello LC1 corrisponde una conoscenza minima della struttura esistente, al livello LC3 una conoscenza più approfondita. La Normativa Tecnica consente al progettista di adottare Livelli di Conoscenza della struttura differenziati per la verifica sismica globale della costruzione e per la verifica in condizioni statiche di singoli elementi costruttivi. Esempio: analisi di vulnerabilità sismica di un edificio esistente in muratura con solai in legno. Al crescere delle informazioni disponibili sulla struttura esistente (da LC1 a LC3), diminuirà il fattore di confidenza FC (da 1.35 a 1.00) pertanto si ridurrà la penalizzazione della resistenza del materiale.
Tabella: Livelli di Conoscenza e Fattori di Confidenza (FC)
| Livello di Conoscenza | Descrizione | Fattore di Confidenza (FC) |
|---|---|---|
| LC1 | Conoscenza minima della struttura esistente | 1.35 |
| LC2 | Conoscenza intermedia | Non specificato (intermedio tra 1.35 e 1.00) |
| LC3 | Conoscenza più approfondita | 1.00 |
Tipologie di Prove sul Legno Esistente
La Circolare 2019 definisce tre livelli di approfondimento per le prove da eseguire sul legno esistente, al fine di determinare le caratteristiche meccaniche, la specie legnosa e il livello di degrado. Veniamo al punto chiave di questo post: quali prove e indagini eseguire per il legno strutturale esistente? La Circolare 2019 non specifica quali prove eseguire sul legno strutturale, ma prescrive genericamente l’esecuzione di controlli strumentali.
Esami Visivi
- Prove limitate: si tratta di indagini basate principalmente su esami visivi delle superfici, che comprendano almeno tre facce e una testata di ogni elemento dell’orditura primaria e secondaria e che prevedano limitati controlli degli elementi costruttivi e delle connessioni. Sono previste rimozioni locali dello strato di protezione per procedere a una valutazione dello stato di conservazione.
- Prove estese: si tratta di indagini visive diffuse sulle superfici degli elementi e sui collegamenti, accompagnate da alcuni controlli strumentali. Sono previste rimozioni locali dello strato di protezione per procedere a una valutazione dello stato di conservazione. Come controlli strumentali, sono almeno da prevedere alcuni controlli dell’umidità del materiale in zone specificatamente individuate come particolarmente sensibili.
- Prove esaustive: si tratta di indagini visive diffuse e sistematiche, accompagnate da approfondimenti strumentali, eventualmente di tipo resistografico. Si prevedono analisi per l’identificazione della specie, la misura dell’umidità nel materiale e nelle zone di interfaccia con materiali diversi e l’analisi dei collegamenti, con valutazione dei fenomeni di degrado degli elementi di connessione. Tali analisi possono anche richiedere attività di laboratorio.
Controlli Strumentali Specifici
- Estrazione di carotine: viene eseguita mediante il succhiello di Pressler, ovvero un carotatore manuale costituito da una trivella a doppia filettatura. Il foro lasciato nell’elemento avrà un diametro di 12 mm, mentre la carotina estratta avrà un diametro di 5 mm.
- Penetrazione statica: consiste nel far penetrare a una profondità di 5 mm dalla superficie legnosa una piccola sfera di acciaio dal diametro di 10 mm. Misurando la forza applicata è possibile risalire alle proprietà fisico-meccaniche del legno.
- Penetrazione dinamica: misurazione della profondità raggiunta da una punta sottile in acciaio infissa nella superficie legnosa da una molla tarata e caricata a mano.
- Resistenza all’estrazione della vite: tale prova consiste nel misurare la forza di trazione necessaria per estrarre dal legno una vite autofilettante. La prova è idonea a valutare lo stato di conservazione del legno in superficie.
- Trapani strumentati: strumento in grado di far penetrare una punta di acciaio armonico, di lunghezza 40 cm e diametro 3 mm, all’interno del legno e di rilevare la resistenza che il legno oppone all’avanzamento. Da tale prova si ottiene il profilo resistografico, ovvero un grafico che mette in relazione la resistenza del legno con la profondità.
Degrado Biotico e Normativa
Per gli elementi in legno è importante identificare l’eventuale degrado di tipo biotico, ovvero il degrado causato dall’aggressione di insetti e funghi xilofagi.
Strumenti di Supporto alla Progettazione
L'App Woody e Risorse Normative
Nel corso dell’articolo potrai scaricare gratuitamente l’app Woody, un’utile risorsa per l’esecuzione delle verifiche di resistenza sul legno strutturale esistente e un Focus Normativo PDF che raccoglie tutte le prescrizioni delle NTC2018 e Circolare 2019 sull’argomento. Woody è l’app per il progetto e verifica di elementi strutturali in legno massiccio e lamellare, nuovi o esistenti, implementata in Microsoft Excel. Esegui la verifica di resistenza e deformabilità di elementi strutturali esistenti in legno massiccio o lamellare. All’interno dell’app potrai selezionare il livello di conoscenza raggiunto e in automatico saranno ridotti i parametri di resistenza mediante il fattore di confidenza FC. Tutte le prescrizioni della Normativa Tecnica NTC2018 e della Circolare 2019 riguardanti i Livelli di Conoscenza, le indagini e le prove per il legno strutturale esistente raccolte in unico documento PDF scaricabile gratuitamente. Il file PDF è salvabile e stampabile.
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