Il recupero del patrimonio edilizio esistente rappresenta un tema cruciale su cui gli operatori della filiera dell’edilizia stanno concentrando una crescente attenzione, dal risanamento di travi in legno a interventi strutturali sugli edifici. Alle ragioni di convenienza economica, va aggiunta inoltre una rinnovata sensibilità complessiva nei confronti di un impiego più razionale delle risorse, delle prestazioni energetiche e della sicurezza degli edifici. Mentre qualche decennio fa si procedeva direttamente alla sostituzione della trave stessa, oggi, quando è possibile, si preferisce intervenire con un’operazione di rinforzo della stessa, specialmente nei casi in cui si abbia a che fare con strutture antiche e di pregio.
Nella tua abitazione sono presenti delle travi in condizioni non più ottimali perché sottoposte ad eccessivi carichi di flessione? Per sapere se le travi della tua casa possono essere salvate con un’opera di consolidamento, contatta un tecnico specializzato in questo tipo di interventi.
Perché Rinforzare o Riparare una Trave in Legno?
Rinforzare una trave è quasi sempre una necessità. Rinforzare una trave significa nella maggior parte dei casi risolvere un problema strutturale. In altri, significa aggiungere un tassello al quadro della prevenzione, soprattutto in prospettiva antisismica.
Le ragioni principali per cui si rende necessario un intervento di rinforzo o riparazione possono essere diverse:
- Usura: Il fisiologico trascorrere del tempo può compromettere l’integrità di alcuni elementi, travi incluse. Questa dinamica riguarda soprattutto i materiali meno durevoli, come il legno.
- Aumento dei carichi: Innalzamenti e modificazioni simili richiedono un intervento di rinforzo delle travi.
- Rinforzo antisismico: Le travi possono essere rinforzare in una prospettiva preventiva, ovvero per ridurre i danni causati da un eventuale terremoto.
- Lesioni: Eventi di varia natura, non ultimo i sismi, possono causare lesioni alle travi.
Tecniche di Consolidamento e Rinforzo per Travi in Legno
Gli interventi di rinforzo delle travi fanno riferimento ad approcci variegati. Questi vengono adottati in base all’effettivo stato dell’elemento e al materiale di cui è composto. Le travi in legno si prestano a svariati interventi di rinforzo. Come vedi, sono molti gli interventi che si possono effettuare per rinforzare le travi in legno prima di prendere la decisione di sostituirle.
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Consolidamento con Resine Epossidiche
Il consolidamento di travi in legno con resine è una soluzione rapida e poco invasiva. In commercio esistono delle resine specifiche per questo tipo di interventi. Si tratta di una soluzione rapida e poco invasiva, spesso impiegata per sigillare fessurazioni e migliorare la coesione del materiale.
Rinforzo con Fibre di Carbonio (FRP)
Il carbonio è un materiale particolarmente indicato per il rinforzo delle travi in legno. Per questo scopo, solitamente, vengono impiegate delle lamelle in carbonio immerse in una matrice polimerica. Queste lamelle offrono prestazioni superiori a quelle dell’acciaio impiegato per questo tipo di interventi e possono essere applicate sia su travi primarie che secondarie. Il rinforzo in FRP viene in genere applicato nei punti di debolezza della trave, ovvero in quelle porzioni in cui la capacità di resistenza è surclassata dalle forze che la sollecitano. Inoltre i tempi del lavoro si accorciano notevolmente. Ovviamente, prima di procedere con l’applicazione delle FRP è necessario “ripulire” la trave, ovvero rimuovere le parti ammalorate, se necessario spazzolare i ferri.
Cerchiatura delle Travi in Legno
La cerchiatura delle travi in legno è un altro intervento che può essere messo in atto per la consolidazione delle stesse. Questa operazione avviene per mezzo di fascette di acciaio che servono per rendere più solida la struttura della trave, eliminando eventuali fessure. Anche in questo caso, la cerchiatura può essere effettuata in concomitanza con altri interventi, come l’applicazione di resine epossidiche.
Altre Soluzioni di Rinforzo
Oltre alle tecniche sopra menzionate, esistono altre opzioni per il rinforzo delle travi in legno:
- Aggiunta di piastre di acciaio: Una soluzione consiste nell’installazione di piastre in acciaio allo scopo di aumentare la sezione della trave.
- Aggiunta di nuove travi: In alcuni casi, può essere necessario affiancare o integrare la struttura esistente con nuove travi per distribuire meglio i carichi.
Ripristino di Parti Degrade delle Travi, in Particolare gli Appoggi
Quando le estremità delle travi lignee risultano gravemente deteriorate, è possibile rigenerare l'appoggio con tecniche puntuali in situ. 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.
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Ricostruzione dell'Appoggio con Profilati d'Acciaio
L’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 dell'Appoggio con Protesi in Legno o Malta Epossidica
Una soluzione comporta la costruzione dell’esatta parte mancante con una protesi di legno; la seconda il rifacimento con una malta epossidica gettata all’interno di una cassaforma. La prima fase di intervento 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.
Aspetti Cruciali nella Progettazione e Posa in Opera
Il consolidamento e rinforzo di elementi lignei mediante l’applicazione di lamine in materiali quali acciaio o composti fibrorinforzati (FRP) necessita di particolare attenzione sia nelle fasi di progetto che di posa in opera.
- Prevenzione del degrado biologico: Innanzitutto si devono porre in opera sistemi di rinforzo che non inducano col tempo degrado del legno di tipo biologico. L’intervento effettuato deve consentire lo scambio di umidità con l’ambiente esterno, evitando dannosi accumuli di condensa, che può portare ad un rapido degrado biologico dell’elemento ligneo.
- Problematiche delle connessioni rigide: Il collegamento rigido con piastre metalliche in direzione trasversale alla direzione di fibratura può essere problematico anche a causa del comportamento igroscopico del legno, venendosi a determinare uno stato di coazione e la fenditura del materiale che non è libero di deformarsi a causa della presenza dell’elemento metallico, che viene a configurarsi come un vincolo rigido.
- Metodi di solidarizzazione: Per solidarizzare il materiale di rinforzo (piastre metalliche o FRP) al legno si possono adottare connessioni metalliche o connessioni incollate (in genere mediante utilizzo di adesivi a base epossidica). Si deve però tener conto che è difficile ottenere una buona aderenza tra piastre d’acciaio lisce e la colla e che in generale possono insorgere tensioni di trazione perpendicolari alla linea di colla, i cui valori possono attingere livelli tali da provocare il distacco prematuro della lamina.
Normative e Calcolo Strutturale
Si può quindi procedere al calcolo con le regole di calcolo per le strutture composte a connessione cedevole (si veda l’appendice B dell’Eurocodice 5), ipotizzando per entrambi i materiali un comportamento elastico-lineare. Per quanto riguarda i profili resistenti degli elementi strutturali di legno si deve far riferimento alle norme UNI EN 338, UNI 11035 e UNI 11119, alle quali si rimanda per approfondimenti.
Per quanto riguarda la valutazione delle caratteristiche meccaniche di elementi in opera si può far riferimento in particolare alla norma UNI 11119:2004. Beni culturali - Manufatti lignei - Strutture portanti degli edifici - Ispezione in situ per la diagnosi degli elementi in opera. La norma stabilisce procedure e requisiti per la diagnosi dello stato di conservazione e la stima della resistenza e della rigidezza di elementi lignei in opera nelle strutture portanti di edifici compresi nell’ambito dei beni culturali, attraverso l’esecuzione di ispezioni in situ e l’impiego di tecniche e metodologie di prova non distruttive. Tale norma precisa le deroghe ammissibili allo scopo di rendere applicabile agli elementi strutturali lignei in opera il metodo della classificazione secondo la resistenza, anche quando le condizioni operative sono significativamente diverse da quelle riscontrabili nella normale classificazione dei segati a piè d'opera. Ad esempio la UNI 11035 (parti 1 e 2) descrive una metodologia di classificazione applicabile anche a elementi strutturali in opera, purché siano soddisfatte tuttavia una serie di condizioni che non sempre è possibile riscontrare (in particolare la visibilità e accessibilità dell'elemento devono essere estese ad almeno 3 lati e ad una delle due testate).
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