Il calcolo del peso delle travi in legno è fondamentale per la progettazione e la realizzazione di strutture sicure e durature. In questo articolo, esploreremo i fattori che influenzano il peso delle travi in legno, con un focus particolare sul legno lamellare, le sue caratteristiche e i vantaggi che lo rendono una scelta sempre più diffusa nelle costruzioni moderne, anche in confronto ad altri materiali come il cemento armato.
Cos'è il Legno Lamellare?
Il legno lamellare è un materiale strutturale molto solido e resistente, prodotto incollando delle tavole di legno a loro volta già classificate per uso strutturale. Questo legno, prima di essere incollato, viene stabilizzato nel tenore igrometrico. È quindi un materiale composito, costituito essenzialmente di legno naturale, di cui mantiene i pregi. Il legno lamellare è un materiale composito che si produce con diverse assi di legno, dette lamelle. Allo stesso tempo, è un prodotto nuovo, realizzato su scala industriale, che attraverso un procedimento tecnologico di incollaggio a pressione riduce i difetti propri del legno massiccio.
É costituito, essenzialmente, da legno naturale di cui mantiene i pregi, come l'elevato rapporto tra resistenza meccanica e peso e la lenta combustione in caso di incendio. Al tempo stesso, 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.
Fasi della Produzione del Legno Lamellare
Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in assicelle, dette lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 cm per prevenire eccessive deformazioni causate dal fenomeno del ritiro. Vengono adoperate tavole già classificate per uso strutturale e possono essere uniti tra loro elementi di diverse essenze legnose. 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.
Flessione su provetta di legno lamellare
Vantaggi del Legno Lamellare
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.
Peso Specifico del Legno: Fattori Determinanti
Per calcolare il peso proprio di una trave in legno massiccio di abete, è necessario fare riferimento ai carichi per unità di volume. Tuttavia, è importante considerare che il valore può variare a seconda del tipo di legno e del suo grado di stagionatura. Le indicazioni di peso specifico per il legname presenti nella circolare relativa al D.M. 16/01/96 (Abete: 600 Kg/m³) possono essere utilizzate come riferimento. Tuttavia, la massa volumica media del legno stagionato che viene normalmente utilizzato in edilizia (legno massiccio o lamellare di conifera) si aggira intorno ai 400 kg/m3. Nel caso del legno di latifoglia da costruzione possiamo arrivare a valori più alti in funzione della specie legnosa (sopra ai 500 - 600 kg/m3).
Tabella dei Pesi Specifici Indicativi del Legno
| Tipo di Legno | Peso Specifico (Kg/m³) |
|---|---|
| Abete (secondo D.M. 16/01/96) | 600 |
| Legno Stagionato di Conifera (massiccio o lamellare) | 400 |
| Legno di Latifoglia | 500-600+ |
Travi in Legno di Abete Uso Fiume
Le travi in legno di abete uso fiume sono prodotti adatti a lavori di restauro per coperture e solai. L’utilizzo delle travi uso fiume con bordi grezzi conferisce alla struttura un effetto tradizionale che richiama la bellezza degli antichi casali e fienili. La peculiarità del prodotto riguarda la lavorazione del legname. Il tronco, scortecciato, viene lavorato con squadratura continua su quattro lati a sezione parallela, mantenendo i bordi smussati per tutta la lunghezza e garantendo, quindi, la continuità della fibratura in corrispondenza degli smussi. Grazie a questo tipo di lavorazione, la maggior parte della fibra rimane intatta, conferendo alle travi uso fiume ottime caratteristiche di resistenza meccanica e di elasticità.
Esempi di Travi Abete Grezzo Uso Fiume
Di seguito alcuni esempi di travi in abete grezzo uso fiume con diverse dimensioni:
- Trave Abete Grezzo Uso Fiume mm 110 x 110 x 4000
- Trave Abete Grezzo Uso Fiume mm 130 x 130 x 4000
- Trave Abete Grezzo Uso Fiume mm 130 x 130 x 5000
- Trave Abete Grezzo Uso Fiume mm 130 x 130 x 6000
- Trave Abete Grezzo Uso Fiume mm 160 x 160 x 5000
- Trave Abete Grezzo Uso Fiume mm 160 x 160 x 6000
- Trave Abete Grezzo Uso Fiume mm 200 x 200 x 5000
- Trave Abete Grezzo Uso Fiume mm 200 x 200 x 6000
- Trave Abete Grezzo Uso Fiume mm 200 x 200 x 7000
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. 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.
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:
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- 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.
Calcolo Strutturale in 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. 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.
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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.
Relazione di Calcolo Struttura in Legno Lamellare
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.