Costruire un tetto in legno lamellare non è un'operazione improvvisata. È un processo che parte dal tavolo da disegno e arriva in quota, con ogni fase che dipende dalla precedente. In questo articolo ti spieghiamo nel dettaglio come avviene il montaggio di un tetto in legno, concentrandoci in particolare sugli arcarecci, dalla progettazione strutturale fino alla posa dell'ultimo elemento in copertura.
Cos'è il Legno Lamellare e Perché Sceglierlo
Il legno lamellare è oggi uno dei materiali più utilizzati per le strutture di copertura, e non per caso. Offre un rapporto eccellente tra resistenza e leggerezza, si lavora con grande precisione grazie alla prefabbricazione, e restituisce ambienti dal carattere caldo e autentico.
Rispetto a una copertura tradizionale, il montaggio di un tetto in legno lamellare richiede meno tempo in cantiere, perché la maggior parte degli elementi viene prodotta e pre-assemblata in officina. Ciò riduce i rischi legati alle condizioni meteorologiche e migliora la qualità del risultato finale.
Ma cos’è esattamente 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.
Il legno lamellare è un materiale composito che si produce con diverse assi di legno, dette lamelle. 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. Vengono adoperate tavole già classificate per uso strutturale e possono essere uniti tra loro elementi di diverse essenze legnose.
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È 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.
Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm. 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.
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:
- abete rosso e bianco;
- frassino;
- larice;
- faggio;
- pino.
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.
Vantaggi e Applicazioni del Legno Lamellare nelle Costruzioni
I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale:
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- resistenza a flessione e trazione;
- versatilità: può essere usato su un gran numero di strutture, grandi e piccole, complesse o meno;
- 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;
- 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;
- facilmente riciclabile;
- alta resistenza al fuoco.
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.
Fasi Dettagliate del Montaggio di un Tetto in Legno Lamellare
Fase 1: Progettazione strutturale
Tutto inizia dal progetto. Prima di tagliare una singola trave, il team tecnico analizza la geometria del tetto (falde, pendenze, campate), i carichi strutturali (neve, vento, peso proprio), le connessioni con la muratura o la struttura portante esistente e le esigenze estetiche del cliente. Il progetto strutturale viene sviluppato in BIM (Building Information Modeling), che permette di simulare il comportamento della struttura prima ancora di entrare in cantiere. Ogni elemento viene numerato, dimensionato e schedulato: niente viene lasciato al caso. Il software che utilizziamo è SEMA 3D SOFTWARE.
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 fondamentale 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.
Fase 2: Produzione e prefabbricazione in officina
Una volta approvato il progetto, la produzione avviene in stabilimento. Le travi in legno lamellare vengono tagliate, fresate e trattate con le esatte geometrie previste dal disegno esecutivo. In questa fase vengono realizzati le travi principali (arcarecci, capriate o travi a doppia falda), gli elementi secondari di orditura, i connettori metallici personalizzati e gli eventuali pannelli di copertura coibentati. La prefabbricazione garantisce tolleranze millimetriche che rendono il montaggio in cantiere più rapido e preciso.
Fase 3: Preparazione accurata del cantiere
Prima dell'arrivo delle travi, il cantiere deve essere pronto. Questo significa che muretti di appoggio o cordoli in quota devono essere realizzati e verificati, le piastre di ancoraggio installate e posizionate con precisione, l'accesso garantito per la gru o il mezzo di sollevamento e l'area di lavoro disposta in sicurezza. Una buona preparazione del cantiere è spesso ciò che distingue un montaggio fluido da uno problematico. Un sopralluogo pre-cantiere è sempre effettuato per verificare che tutto sia pronto.
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Fase 4: Trasporto e scarico degli elementi
Le travi in legno lamellare vengono caricate su camion specializzati e trasportate direttamente in cantiere, solitamente nelle prime ore del mattino per ottimizzare i tempi. Lo scarico avviene con una gru o un autocarro con gru, posizionando gli elementi in ordine di montaggio: le travi principali per prime, poi gli elementi secondari. Ogni pezzo è etichettato con il codice corrispondente al disegno esecutivo. Le operazioni iniziano con l'arrivo e lo scarico dei pannelli e delle travi in maniera ordinata.
Fase 5: Montaggio in quota: Dagli Arcarecci alle Travi Principali
Questa è la fase che più colpisce chi la vede per la prima volta - e che in un time-lapse si trasforma in pochi secondi di pura magia costruttiva.
Posa copertura in legno lamellare!!
Il montaggio segue un ordine preciso:
- Posa delle travi principali sugli appoggi metallici.
- Assemblaggio delle connessioni (bulloni, piastre, staffe).
- Posa dell'orditura secondaria (arcarecci, correnti).
- Installazione dei pannelli di copertura o del tavolato.
Tutta la lavorazione in quota avviene con l'ausilio di piattaforme di lavoro elevabili e nel pieno rispetto delle normative sulla sicurezza cantieri (D.Lgs. 81/08).
Mentre si procede con lo scarico, la squadra inizia le operazioni di montaggio delle travi di colmo in legno lamellare. La trave, tagliata in pendenza, viene sollevata e posizionata sopra i pilastri precedentemente fissati. A questo punto la trave di colmo viene fissata alle pareti perimetrali e ai pilastri centrali, utilizzando viti tutto filetto, barre filettate e resina epossidica. Per ultimo viene fissato il colmo della zona uffici. Una volta completato il fissaggio delle travi di colmo si procede con la seconda fase della procedura: il posizionamento e fissaggio dei singoli pannelli di copertura.
Si segue l’ordine di montaggio determinato dalla numerazione dei pannelli, procedendo molto velocemente. I pannelli vengono rigorosamente fissati tra loro e alle pareti perimetrali mediante viti torx di dimensione e passo definite dal progetto strutturale.
Fase 6: Completamento e controllo finale
Una volta posata l'intera struttura, si procede con il controllo di tutti i giunti e le connessioni, l'applicazione di eventuali protettivi o impregnanti, la posa della membrana impermeabilizzante e il passaggio del direttore dei lavori per la verifica strutturale. Solo dopo questi passaggi il tetto è considerato completato e consegnato al cliente.
Aspetti Strutturali: Calcolo e Verifiche
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 verificati 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; 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. 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.
È possibile 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.
Tecniche di Fissaggio per Travi e Arcarecci in Legno Lamellare
Le travi di legno lamellare sono molto più economiche rispetto a quelle piene e una volta installate correttamente al soffitto, possono svolgere la funzione di rendere più calda ed accogliente una taverna o un soggiorno. Di fondamentale importanza è tuttavia la scelta del sistema di fissaggio da utilizzare, in quanto quest’ultimo dipende dalla tipologia di supporto cui vengono applicate, come ad esempio muri in cemento, legno o controsoffittature, e dalla capacità di carico necessaria.
Le staffe d’ancoraggio sono piuttosto semplici da installare e, se applicate a dovere, conferiscono solidità al soffitto con travi a vista in legno lamellare. Le staffe d’ancoraggio adatte per le travi di legno lamellare sono facilmente reperibili nei negozi di bricolage e disponibili di diverse misure e modelli. Inoltre sono pensate per supportare diversi pesi. Di solito, le staffe da procurare hanno un rivestimento galvanizzato e sono adatte sia ad ambienti interni che esterni.
A queste si aggiungono poi le squadre a L utilizzate per ancorare le travi alle pareti. Nello specifico si tratta di semplici piastre angolari con nervatura, provviste di foratura per chiodi e utilizzabili per la giunzione di due travi a squadro. Nel caso in cui doveste installare le travi su pareti di cemento, potete tra l’altro ricorrere ai supporti da cementare (dotati di lamelle regolabili e pertanto adattabili in larghezza al fine di ospitare travi di spessore differente).
Una volta che avete scelto le staffe per fissare le travi di legno lamellare all’altezza del soffitto, vediamo come operare. Innanzitutto, se state eseguendo un lavoro esterno utilizzate chiodi calafati, altrimenti sono sufficienti anche quelli normali. Misurate poi accuratamente l’area che intendete dotare di travi e definite uno schema della struttura portante. Questo passo preliminare è necessario sia per stimare la quantità e dimensioni delle travi e del materiale necessario che per effettuare un lavoro sicuro. Successivamente, inchiodate le staffe sui muri portanti. A questo scopo, è importante iniziare dai supporti principali, installando le staffe con chiodi zincati profilati.
Dopo aver portato a buon fine le operazioni descritte nel passo precedente, procedete adesso con il fissare saldamente la staffa ed indirizzate le alette nella trave portante per sostenere temporaneamente il supporto al suo posto. Assicuratevi inoltre che la staffa aderisca nell’angolo retto dopodiché usate delle viti a tassello di almeno 3 cm di lunghezza. Nel caso stiate utilizzando staffe a scarpa, applicate 4 chiodi con angolazione a 45 gradi.
È importante sottolineare che se il soffitto della vostra casa è molto alto, considerate l’idea di utilizzare dei ponteggi stabili in alternativa al classico scaletto in modo da avere una maggiore libertà di movimento e soprattutto di agire nella massima sicurezza. Per concludere, le travi di legno lamellare le potete scegliere sia già tinteggiate che grezze.
Tempi di Realizzazione del Montaggio
La durata del montaggio di un tetto in legno varia in base alle dimensioni e alla complessità della struttura. Questi tempi si riferiscono alla sola fase di montaggio strutturale, escludendo progettazione, produzione e finiture. Ad esempio, il ritmo di posa della copertura può essere velocissimo e in poco meno di 5 ore può essere posata e fissata un'intera struttura, a seconda della sua tipologia e prefabbricazione.
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