Con le NTC 2018 si dispongono (per la prima volta) controlli di accettazione anche per gli assortimenti in legno strutturale, similmente a quanto avviene per gli altri materiale da costruzione. Il Direttore dei Lavori (NTC 2018 - § 11.3.4.11.3) è responsabile del controllo della veridicità della documentazione accompagnatoria. Egli è tenuto a rifiutare le eventuali forniture non conformi a quanto sopra prescritto. Per i materiali a base di legno realizzati tramite giunti incollati (legno massiccio giuntato, legno lamellare incollato, pannelli tipo X-Lam ecc…), alla verifica della conformità dei singoli segati alla classificazione dichiarata occorre aggiungere un controllo di tipo statistico sulla qualità degli incollaggi, sottoponendo a prova un campione di giunti a dita e/o di linee di incollaggio fra lamelle secondo le modalità previste nelle norme di riferimento e che sono già parte integrante dei controlli di qualità obbligatori in produzione di tali prodotti.
Il Contesto Normativo e la Responsabilità del Direttore dei Lavori
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. Anche la recente revisione delle “Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo delle Strutture di legno” (CNR DT 206 R1/2018) del Consiglio Nazionale delle ricerche riprende quanto indicato nell’allegato I della UNI EN 14080.
La presenza di una opportuna documentazione accompagnatoria (par. 11.7.10.2 delle NTC) risulta essere condizione necessaria e sufficiente per definire la conformità di un prodotto alla specificazione tecnica applicabile. I prodotti strutturali a base di legno privi di marchio CE, o di attestazioni equipollenti (es. attestato di qualificazione ai sensi del § 11.7.10.1.2) non possono essere utilizzati. Il Direttore dei Lavori effettuerà i controlli di accettazione in cantiere previsti al §11.7.10.2.
Qualificazione dei Prodotti e dei Centri di Lavorazione
I materiali e prodotti a base di legno per usi strutturali devono essere qualificati secondo le procedure di cui al § 11.1. Per l’applicazione del caso C) del punto 11.1 si fa riferimento alle Linee Guida per l’impiego di prodotti, materiali e manufatti innovativi in legno per uso strutturale approvate dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici. La produzione, la lavorazione, fornitura e utilizzazione dei prodotti di legno e dei prodotti a base di legno per uso strutturale dovranno avvenire in applicazione di un sistema di assicurazione della qualità e di un sistema di rintracciabilità che copra la catena di distribuzione dal momento della prima classificazione e marcatura dei singoli componenti e/o semilavorati almeno fino al momento della prima messa in opera.
Gli stabilimenti nei quali viene effettuata la lavorazione degli elementi base per dare loro la configurazione finale (intagli, forature, applicazione di piastre metalliche…) sia di legno massiccio che di lamellare, sono da considerarsi a tutti gli effetti Centri di Lavorazione. Il centro di lavorazione deve aver seguito l'iter di qualificazione ministeriale secondo quanto disciplinato dal DM 14/1/08 (cap. 11.7).
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Prove di Accettazione Specifice per il Legno Lamellare Incollato
Per elementi di legno lamellare, la UNI EN 14080 individua i metodi di controllo, le periodicità e i criteri di accettazione per le prove distruttive da eseguirsi in stabilimento. La stessa norma individua anche specie o gruppi di specie provatamente idonei alla produzione di legno lamellare. Le singole tavole, per la composizione di legno lamellare, dovranno soddisfare i requisiti della norma europea armonizzata UNI EN 14081-1 al fine di garantirne una corretta attribuzione ad una classe di resistenza. Per classi di resistenza delle singole tavole superiori a C30 si farà riferimento esclusivo ai metodi di classificazione a macchina. Le singole lamelle vanno tutte individualmente classificate dal fabbricante come previsto al § 11.7.2.
Al punto 4.4 della UNI TR 11499 sono specificati i controlli sui lotti di fornitura da effettuare verificando le caratteristiche di orientamento delle lamelle nella sezione trasversale e la distanza minima tra nodo e giunto a dita. In relazione al controllo della distanza minima nodo - giunto e in analogia a quanto definito nell’allegato I della UNI EN 14080: 2013, il Direttore Lavori procede a controllare che tale distanza sia uguale o maggiore di 3d, dove d è il diametro del nodo stesso. Possono essere ammesse distanze minori qualora la fibratura in prossimità del giunto a dita della faccia a vista ritorni ad avere un andamento pressoché parallelo all’asse longitudinale della tavola. Quindi, la presenza di un nodo non è da considerarsi un’anomalia di per sé, ma risulta essere un fattore indicativo circa l’orientamento della fibratura in prossimità del giunto considerato. Quindi in conclusione, la Direzione Lavori deve procedere ad accertarsi che l’orientamento della fibratura (tramite opportuni strumenti quali ad es. il graffietto) sia, in prossimità del giunto a dita, “perlopiù” parallelo all’asse longitudinale dell’elemento.
La suddetta normativa prescrive, oltre ad una classificazione secondo la resistenza delle singole tavole, prove distruttive sulle giunzioni a pettine da effettuare in stabilimento.
| Tipo di Prova | Norma di Riferimento | Descrizione |
|---|---|---|
| Resistenza a taglio | UNI EN 392 | Legno lamellare incollato. Determinazione della resistenza a taglio delle linee di colla. |
| Integrità e resistenza della linea di colla | UNI EN 391 | Legno lamellare incollato - Prova di delaminazione delle superfici di incollaggio. |
| Controllo giunti a dita | UNI EN 14080 / UNI TR 11499 | Metodi di controllo, periodicità e criteri di accettazione per giunti a dita. |
| Determinazione modulo elastico | UNI EN 408 o UNI EN 380 | Prove di carico in campo elastico per determinazione del modulo elastico parallelo alla fibratura. |
| Classificazione lamelle | UNI EN 14081-1 | Classificazione delle singole tavole per la composizione del lamellare. |
Proprietà dei Materiali e Coefficienti Correttivi
Si definiscono valori caratteristici di resistenza di un tipo di legno i valori del frattile 5% della distribuzione delle resistenze, ottenuti sulla base dei risultati di prove sperimentali effettuate con una durata di 300 secondi su provini all’umidità di equilibrio del legno corrispondente alla temperatura di 20 ±2 °C ed umidità relativa dell’aria del 65 ± 5%. Per il modulo elastico, si fa riferimento sia ai valori caratteristici di modulo elastico corrispondenti al frattile 5% sia ai valori medi, ottenuti nelle stesse condizioni di prova sopra specificate. Si definisce massa volumica caratteristica il valore del frattile 5% della relativa distribuzione con massa e volume misurati in condizioni di umidità di equilibrio del legno alla temperatura di 20 ± 2 °C ed umidità relativa dell’aria del 65 ± 5%.
Per il legno lamellare incollato i valori caratteristici di resistenza, desunti da indagini sperimentali, sono riferiti a dimensioni standardizzate del campione di prova secondo le norme pertinenti. In particolare, per la determinazione della resistenza a flessione l’altezza della sezione trasversale del campione di prova è pari a 600 mm, mentre per la determinazione della resistenza a trazione parallela alla fibratura, il lato maggiore della sezione trasversale del provino è pari a 600 mm. Di conseguenza, per elementi di legno lamellare sottoposti a flessione o a trazione parallela alla fibratura che presentino rispettivamente una altezza o il lato maggiore della sezione trasversale inferiore a 600 mm, i valori caratteristici fm,k e ft,0,k, indicati nei profili resistenti, possono essere incrementati tramite il coefficiente moltiplicativo kh, così definito: essendo h, in millimetri, l’altezza della sezione trasversale dell’elemento inflesso oppure il lato maggiore della sezione trasversale dell’elemento sottoposto a trazione. Per il legno massiccio, i valori caratteristici di resistenza, desunti da indagini sperimentali, sono riferiti a dimensioni standardizzate del campione di prova secondo le norme pertinenti. In particolare, per la determinazione della resistenza a flessione l’altezza della sezione trasversale del campione di prova è pari a 150 mm, mentre per la determinazione della resistenza a trazione parallela alla fibratura, il lato maggiore della sezione trasversale del campione di prova è pari a 150 mm. Pertanto, per elementi di legno massiccio 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, i valori caratteristici fm,k e ft,0,k , indicati nei profili resistenti, possono essere incrementati tramite il coefficiente moltiplicativo kh, così definito: essendo h, in millimetri, l’altezza della sezione trasversale dell’elemento inflesso oppure il lato maggiore della sezione trasversale dell’elemento sottoposto a trazione.
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Adesivi e Collegamenti Meccanici
Gli adesivi per usi strutturali devono produrre unioni aventi resistenza e durabilità tali che l’integrità dell’incollaggio sia conservata, nella classe di servizio assegnata, durante tutta la vita prevista della struttura. Gli adesivi fenolici ed amminoplastici devono soddisfare le specifiche della norma UNI EN 301:2013. Adesivi poliuretanici e isocianatici devono soddisfare i requisiti della UNI EN 15425:2017. Gli adesivi di natura chimica diversa devono soddisfare le specifiche della medesima norma e, in aggiunta, dimostrare un comportamento allo scorrimento viscoso non peggiore di quello di un adesivo fenolico od amminoplastico così come specificato nella norma UNI EN 301:2013, tramite idonee prove comparative.
Gli adesivi utilizzati in cantiere (per i quali non sono rispettate le prescrizioni di cui alla norma UNI EN 301:2013) devono essere sottoposti a prove in conformità ad idoneo protocollo di prova, per dimostrare che la resistenza a taglio del giunto non sia minore di quella del legno, nelle medesime condizioni previste nel protocollo di prova. Tutti gli elementi di collegamento (metallici e non metallici quali spinotti, chiodi, viti, piastre, ecc.) devono essere idonei a garantire le prestazioni previste dalle presenti norme ed in particolare, in presenza di azioni sismiche, al § 7.7.5.2.
La Durabilità del Legno Strutturale
Al fine di garantire alla struttura adeguata durabilità, si devono considerare i seguenti fattori correlati: la classe di servizio prevista, la destinazione d’uso della struttura, le condizioni ambientali prevedibili, la composizione, le proprietà e le prestazioni dei materiali, la forma degli elementi strutturali ed i particolari costruttivi, la qualità dell’esecuzione ed il livello di controllo della stessa, le particolari misure di protezione, la manutenzione programmata durante la vita presunta. Si adotteranno, in fase di progetto, idonei provvedimenti volti alla protezione dei materiali. Per i materiali trattati con agenti preservanti contro attacchi di tipo biologico si dovrà fare riferimento ai principi generali della UNI EN 15228:2009. Il legno ed i materiali a base di legno devono possedere un’adeguata durabilità naturale per la classe di rischio prevista in servizio, oppure devono essere sottoposti ad un trattamento preservante in accordo alla UNI EN 15228:2009.
La norma UNI EN 350-1 fornisce indicazioni sui metodi per la determinazione della durabilità naturale e i principi di classificazione delle specie legnose basati sui risultati di prova. La stessa norma UNI EN 350 fornisce una classificazione della durabilità del legno massiccio nei confronti di funghi, coleotteri, termiti e organismi marini. La norma UNI EN 460 fornisce una guida alla scelta delle specie legnose in base alla loro durabilità naturale nelle classi di rischio così come definite all’interno della UNI EN 335. La norma UNI EN 335 fornisce una guida per l’applicazione del sistema delle classi di rischio secondo le definizioni fornite nella norma stessa. Le specifiche relative alle prestazioni dei preservanti per legno ed alla loro classificazione ed etichettatura sono indicate nelle norme UNI EN 599-1 e UNI EN 599-2.
Prove e Indagini su 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. 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. 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.
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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.
- 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.
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. La Circolare 2019 non specifica quali prove eseguire sul legno strutturale, ma prescrive genericamente l’esecuzione di controlli strumentali.
Metodologie di Prova Strumentale per il Legno Esistente
- Estrazione di carotine: viene eseguite 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.
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