Le Sezioni Nominali delle Travi in Legno Lamellare: La Guida Completa che Devi Assolutamente Leggere!

Le travi lamellari sono un materiale di elevata qualità, particolarmente apprezzate per le numerose possibilità di impiego e caratteristiche. Oggi esploreremo cosa sono, quali sono le loro peculiarità e perché preferirle alle classiche travi massicce, con un focus particolare sulle loro sezioni nominali e classi di resistenza.

Che cos'è il Legno Lamellare?

Partiamo con il dire che le travi lamellari si definiscono “GL”, ovvero “glued laminated”, in italiano “a lamelle incollate”. Con il termine "travi lamellari" si intendono pezzi per costruzioni in legno, prodotti da assi di abete rosso essiccate in modo tecnico, nelle quali sono stati tagliati i difetti che ne avrebbero compromesso la compattezza, quali ad esempio i nodi, le sacche di resina e le inclusioni di cortecce grandi. Il legno lamellare è un materiale composito che si produce con diverse assi di legno, dette lamelle. 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 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. 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. Non è quindi un legno che nasce spontaneamente in natura, ma viene realizzato dall’uomo a partire da essenze di legno aventi uno spessore compreso fra 3 e 4 cm ed una larghezza limitata a circa 25 cm.

Il Processo Produttivo

La produzione delle travi lamellari inizia con la riduzione del tronco in assicelle, ovvero lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm, per prevenire eccessive deformazioni causate dal fenomeno del ritiro. Gli impianti per la produzione del lamellare dispongono di forni di essiccazione: il legname è messo nelle celle di essiccazione e portato al grado di umidità necessario alla lavorazione richiesta. Le lamelle, già prima dell'incollaggio, vengono essiccate in modo tecnico fino a raggiungere un'umidità del legno del 12 % e successivamente piallate.

Per la produzione delle lamelle si utilizzano soprattutto le conifere: abete rosso, abete bianco, pino e larice, ma possono essere impiegate anche le latifoglie, come il faggio, il frassino o il rovere. La scelta del legno di partenza, oltre a garantire certe caratteristiche tecniche, deve rispettare la natura e contribuire a ridurre il costo del prodotto. Di conseguenza, in Europa viene utilizzato prevalentemente l’abete rosso, seguito dal larice, sebbene quest'ultimo sia molto più costoso. Le lamelle sono delle tavole di spessore 40 mm, perfettamente essiccate, piallate e refilate, che vengono incollate assieme per formare la trave lamellare della sezione desiderata.

Le lamelle subiscono un primo controllo visivo, oppure con scanner speciali per i componenti di legno, che ne identifica i difetti. Un operatore o lo scanner li evidenzia e invia la lamella a una macchina troncatrice che elimina la parte difettosa. 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. I lamellari duo e trio hanno le lamelle esterne incollate con gli anelli annuali di accrescimento contrapposti fra loro.

Per l'incollaggio delle travi lamellari e degli elementi per solaio in legno lamellare si utilizza una colla di resina melamminico-ureica o colle poliuretaniche prive di formaldeide. L'incollaggio è impermeabile e resistente agli agenti atmosferici e forma delle giunzioni di colla chiare che non diventano scure.

Vantaggi del Legno Lamellare rispetto al Massello

Il normale legname da costruzione montato è sottoposto ad un forte processo di essiccazione: esso infatti si torce, si deforma e si ritira. Ad esempio, una sezione di 24 cm si ritira di 10 - 20 mm con un'essiccazione del 30 % su un'umidità del legno del 10 %. Tutto ciò può causare anche fessurazioni. Il ritiro del legno da costruzione troppo bagnato, quando già montato, è la causa più comune di anermeticità delle pareti esterne e della conseguente comparsa di danni dovuti all'umidità.

Le travi lamellari, grazie alla loro lavorazione, mostrano migliori caratteristiche rispetto al legno massello, per l'assenza di torsioni a lungo termine e perché la tendenza alle fessurazioni risulta ridotta al minimo. La trave lamellare è qualitativamente e staticamente maggiore e migliore di una trave massiccia di pari sezione. Una trave lamellare non avrà spaccature, al massimo qualche piccola fenditura, né nel breve né nel lungo periodo. Non ci saranno cali, torsioni, curvature o fenditure tipiche di una trave massiccia e, se inserita in un muro, nel tempo non si avrà un antiestetico e antiperformante distacco, come avviene nelle travi massicce, dovuto al restringimento della trave. La trave lamellare è stabile nel tempo, facile da lavorare e posare in opera. Inoltre, non c’è un limite di sezione o lunghezza, e si possono avere anche travi curve o a boomerang.

Benefici Tecnici, Architettonici e Ambientali

I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico che ecologico e strutturale. Le travi lamellari mostrano una maggiore resistenza e una rigidità più elevata rispetto al normale legno da costruzione, raggiungendo lunghezze fino a 18 metri e dimensioni fino a 240 x 1.240 mm. Questi pregi tecnici portano anche vantaggi architettonici e di forma, permettendo al legno lamellare di accompagnarsi in modo eccellente con altri materiali, quali pietra naturale, calcestruzzo, acciaio o vetro.

Tra le proprietà principali si annoverano:

Resistenza e Flessibilità: Elevata 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).
Isolamento: Capacità isolante molto alta.
Durabilità: 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. Il peso inferiore delle costruzioni in legno reca enormi vantaggi in zone sismiche, accresciuti dalla maggiore elasticità del materiale e dagli elementi di giunzione utilizzati. Il cemento armato è rigido e quando qualcosa si rompe tende a cedere rapidamente.
Resistenza al Fuoco: Nonostante il legno sia annoverato tra i materiali da costruzione infiammabili, in virtù delle sue proprietà, in caso d’incendio esso presenta un comportamento relativamente vantaggioso. Le strutture in legno lamellare hanno una resistenza al fuoco superiore a quella delle strutture in acciaio o in calcestruzzo armato. Infatti, il legno, utilizzato come elemento costruttivo compatto, mostra un'elevata resistenza al fuoco, giacché solo la parte esterna viene carbonizzata, mentre la sua struttura interna si mantiene intatta. Grazie al buon isolamento termico realizzato dallo strato superficiale carbonizzato, la combustione avviene lentamente: a un aumento molto lento della temperatura corrisponde una variazione quasi trascurabile della resistenza meccanica delle fibre di legno della sezione non carbonizzata. La struttura cede o crolla solo quando la parte della sezione non ancora carbonizzata è talmente diminuita da non riuscire più ad assolvere alla sua funzione portante. Con le costruzioni di legno è possibile soddisfare anche le classi di protezione antincendio più elevate.
Efficienza Costruttiva: Grazie all’elevato grado di prefabbricazione dei componenti in legno, delle costruzioni di tetti e telai, è possibile realizzare in pochi giorni un progetto di costruzione. Sul cantiere sono necessari elevatori molto più leggeri rispetto a quelli che servirebbero per il cemento armato. La movimentazione ed il collegamento di componenti nelle costruzioni in legno sono effettuabili molto rapidamente e non necessitano di tempi di essiccazione o indurimento. Con le odierne lavorazioni con centro taglio si è nell’ambito dell’High-Tech, laddove la precisione è di gran lunga superiore rispetto a quella del cemento armato.
Impatto Ambientale: Basso impatto ambientale, dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo; facilmente riciclabile.

Per quanto riguarda la durabilità, i funghi che distruggono il legno necessitano di umidità per crescere, un'umidità che può essere esclusa con un montaggio delle travi lamellari a regola d'arte sotto i tetti o negli ambienti interni. Se si protegge per bene il legno dall’azione degli agenti atmosferici attraverso misure costruttive (tettoie, copertina in lamiera di finestre, ecc.), questo può conservarsi in maniera praticamente illimitata. È importante soprattutto che in nessun’area della costruzione possa formarsi umidità o condensa. La protezione costruttiva del legno è la misura più efficace con cui è possibile prolungare notevolmente la durata di vita di una costruzione in legno. Se ciò non è possibile sono necessarie misure chimiche appropriate, al fine di influenzare la durata di vita. Con protezione chimica del legno s’intende sostanzialmente un trattamento della superficie per mezzo di vernice o vernice trasparente, che protegge il legno dalle radiazioni UV e da eventuale umidità.

Sezioni Nominali e Classi di Resistenza

Una normale trave in legno massello ha una sezione quadrata, circolare o rettangolare, ma con scarsa differenza tra altezza e base. Una trave lamellare, invece, generalmente ha sezioni rettangolari il cui rapporto tra base e altezza è molto sbilanciato verso l’altezza. Il vantaggio di avere una sezione più alta che larga sta nel fatto che influisce maggiormente sul valore di resistenza della trave. Questo aspetto è fondamentale nella definizione delle sezioni nominali ottimali.

Pannelli lamellari e listellari | Falegnameria | Fai da te | L'Enciclopedia dell'hobbista ep.5

Nella normativa europea sono definite le diverse classi di resistenza del legno lamellare. Queste classi indicano il grado di resistenza, o portata, della trave. La classe di resistenza standard dei prodotti è spesso la GL 24c. Questa classe è creabile idealmente con il materiale grezzo disponibile ed è da considerare la classificazione più economica e più gradevole alla vista. Esistono però anche delle classi superiori, che indicano travi che, a parità di sezione, hanno una portata maggiore e che quindi resistono maggiormente alle sollecitazioni.

Le classi di resistenza sono identificate da una sigla come GL24H o GL24C:

Leggi anche: Applicazioni Travi Lamellari

"GL" sta per "glued laminated" (a lamelle incollate).
Il numero (es. "24") indica la resistenza della trave alla flessione, definita dalla Normativa Europea di riferimento. Esistono anche classi superiori come 28, 30 e 32.
"H" sta per "homogeneous" (omogeneo), indicando che le lamelle utilizzate per realizzare quella trave hanno tutte la stessa portata.
"C" sta per "combined" (combinato), ovvero per realizzare la trave sono state utilizzate lamelle di classi di portata differenti, ma la cui media dà comunque il valore nominale (es. 24). La qualità delle lamelle viene valutata in base ai nodi, spaccature, fenditure e difetti: meno difetti presenta la lamella, maggiore sarà la sua portata.

La Norma UNI EN 386:2003 fissa i requisiti prestazionali e minimi di produzione per la realizzazione del prodotto legno lamellare. Tale norma fornisce anche indicazioni sulla disposizione delle lamelle all'interno del pacco. Le lamelle devono generalmente avere il midollo rivolto verso lo stesso lato. Per il glulam da utilizzare nella classe di servizio 3, le lamelle estreme su ogni bordo devono avere il lato del midollo rivolto verso l’esterno. La Norma UNI EN 1194 prevede di utilizzare lamelle aventi la classe di resistenza C24 in esterno, combinate con lamelle C16 per la parte interna della trave.

Classi di Resistenza del Legno Lamellare

Classe di Resistenza	Tipo	Descrizione	Requisiti Aggiuntivi
GL 24c	Combinata	Classe di resistenza standard, più economica e gradevole alla vista. Utilizza lamelle di classi differenti.
GL 24h	Omogenea	Disponibile su richiesta con sovrapprezzo. Utilizza lamelle con la stessa portata.
GL 28c	Combinata	Per componenti con requisiti di resistenza più elevati.	A partire da 140/320 mm di sezione trasversale.
GL 30h	Omogenea	Per componenti con requisiti di resistenza più elevati.	A partire da una larghezza di 120 mm.
GL 32h	Omogenea	Classe superiore, per lavori particolari con elevate sollecitazioni.

Qualità Estetica e Strutturale

La normativa europea che definisce la classificazione delle travi fissa unicamente lo standard qualitativo per quanto riguarda la resistenza e la portata che devono avere. Non valuta l’estetica della trave, a meno che i difetti di quest’ultima non ne compromettano la portata. Ciò nonostante, esistono due tipologie di travi lamellari: vista o industriali.

Le travi lamellari qualità “vista” non devono presentare macchie o nodi scappati al di sopra di un determinato diametro. Sono tollerate lievi fenditure, ma solo di pochi millimetri, e non devono inficiarne la resistenza. Le lamelle sono a fibra fine in modo da garantire un’ottima qualità “vista”.
Le travi lamellari qualità “industriale”, invece, devono semplicemente soddisfare i requisiti di legge relativamente alla portata.

Da un punto di vista puramente estetico, le travi lamellari possono differire molto da fornitore a fornitore. Tutto il processo di lavorazione, dalla selezione del tronco fino alla trave finita, è regolato e controllato da sofisticati sistemi computerizzati che sorvegliano la qualità del materiale dall’origine fino al prodotto finito.

Calcolo e Verifiche Strutturali

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. In una trave lamellare le sollecitazioni a flessione sono nulle in mezzaria e massime in periferia, come evidenziato dal grafico delle tensioni.

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; per sezioni in legno massiccio o lamellare incollato sottoposti a flessione o a trazione parallela alla fibratura che presentino rispettivamente un'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.

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. Nella 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.

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.

Il lamellare è molto utilizzato nelle costruzioni in alternativa al cemento armato e metalli vari. Ad esempio, alle foci del fiume Todino, in provincia di Teramo, è stato costruito un ponte pedonale e ciclabile esclusivamente con travi e tavole in legno lamellare.

tags: #sezioni #nominali #travi #legno #lamellare