Solaio con Travi in Legno Lamellare e Tavelle: Guida Completa

Il solaio è la parte di un edificio che divide un piano dall’altro, facendo da copertura per il piano sottostante e da base per quello soprastante. Da un punto di vista tecnico può essere definito come una struttura bidimensionale piana con la funzione di sopportare i carichi presenti su di essa e trasferirli alle strutture su cui si appoggiano. I solai possono essere suddivisi principalmente in 4 tipologie: in latero-cemento, in legno, in acciaio e a soletta piena realizzati in c.a.

I solai in legno hanno un fascino che non passa mai inosservato: sono caldi, autentici e capaci di dare carattere a un appartamento su due piani in mansarda o a un edificio storico. Ma proprio perché sono elementi strutturali vivi e naturali, hanno bisogno di attenzioni, con diagnosi e interventi mirati.

I solai in legno sono apprezzati non solo per il loro aspetto estetico, ma anche per una serie di pregi funzionali e pratici che li rendono una scelta attraente nella progettazione di edifici. Tra i vantaggi si annoverano la leggerezza strutturale e la flessibilità, la sostenibilità ambientale, il risparmio energetico, l’elevata prefabbricazione e l’elevato rapporto fra la resistenza (a flessione) e la massa volumica.

Il Solaio in Legno Lamellare: Innovazione e Vantaggi

Il solaio in legno è un componente strutturale essenziale all’interno di un edificio che separa un piano dall’altro. I solai vengono progettati per sostenere e ripartire le azioni su di essi agenti. L’utilizzo del legno lamellare rappresenta una soluzione moderna e altamente efficiente per la progettazione di solai in legno.

Gli elementi per solai in legno lamellare MM profideck sono costituiti da elementi in legno lamellare massiccio, incollati in modo impermeabile. Sono molto più leggeri dei solai in calcestruzzo, dimensionalmente stabili e creano il clima interno piacevole tipico del legno. Grazie alla precisa prefabbricazione industriale, gli elementi per solai possono essere caricati immediatamente dopo l’installazione e le operazioni successive possono essere eseguite rapidamente. Gli elementi per solaio in legno lamellare MM profideck, come tutti i prodotti per l’edilizia in legno Mayr-Melnhof Holz, sono certificati PEFC.

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Cos'è il Legno Lamellare e Come Viene Prodotto

Il legno lamellare è un materiale strutturale molto solido e resistente prodotto industrialmente incollando tavole di legno per uso strutturale ed adoperato soprattutto per le coperture di grandi luci. Si tratta di un materiale composito, costituito essenzialmente da legno naturale, di cui mantiene i pregi, ma è anche un prodotto nuovo, realizzato su scala industriale, che attraverso un procedimento tecnologico di incollaggio a pressione riduce i difetti propri del legno massiccio.

Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in assicelle (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. È possibile produrre elementi di forma e dimensione volute, senza i limiti derivanti dalla dimensione dell’albero, ottimizzando in questo modo le prestazioni meccaniche della trave. Il limite in lunghezza di una trave in legno lamellare è dato principalmente dalla possibilità di trasporto e messa in opera della stessa.

Vantaggi del Legno Lamellare

I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale. Di seguito una sintesi delle sue caratteristiche principali:

Caratteristica	Descrizione
Durabilità	Alcuni solai realizzati durante l’epoca medioevale, oggi sono ancora intatti.
Elasticità	Viene impiegato in tantissimi campi, da quello domestico a quello industriale e pubblico.
Resistenza alle scosse	Alto coefficiente di resistenza delle assi alle scosse.
Versatilità	Grazie alla loro curvatura, le travi possono essere impiegate per la realizzazione di ponti, archi e simili.
Assorbimento sonoro	Capacità di assorbire i suoni.
Ventilazione	Ottima ventilazione dell’ambiente evitando il formarsi di condensa.
Resistenza al fuoco	Alta resistenza al fuoco, grazie a vernici specifiche.
Resistenza a acqua e gelate	Alta resistenza ad acqua e gelate.

Il pannello solaio in legno lamellare è prefabbricato e si utilizza per solai e tetti, ha ottime caratteristiche strutturali, ed è già pronto per il montaggio. Per il calcolo di un solaio in legno le operazioni che vengono compiute sono volte a verificare che gli elementi predimensionati siano sufficienti a sostenere i carichi applicati.

Caratteristiche e Tipologie dei Solai in Legno

Un solaio con travi in legno normalmente è composto dalle travi principali, dai travetti e da un tavolato che distribuisce i carichi. Le travi a volte vengono lasciate a vista per valorizzare il soffitto di una stanza. A seconda dell’epoca costruttiva puoi trovare solai completamente in legno oppure solai in legno e cemento, con una soletta che aumenta rigidezza e stabilità.

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Spessore e Portata

Lo spessore complessivo di un solaio in legno varia in genere tra 20 e 35 cm, considerando travi, tavolato e strati di finitura. Le dimensioni delle travi in legno per i solai dipendono dalla luce da coprire: più è ampia, maggiore deve essere l’altezza della trave. La sezione dei solai in legno è il rapporto tra altezza e larghezza delle travi ed è un parametro fondamentale per valutare la portanza e, quindi, quanto peso può reggere il solaio.

Anche il tavolato ha un ruolo strutturale: nei solai più datati influenza la rigidezza del piano e la capacità di distribuire i carichi. La portata di un solaio non è un valore fisso: dipende dal tipo di legno, dalla sezione delle travi, dalla distanza tra gli appoggi e dallo stato di conservazione. I solai di un edificio moderno sono progettati per reggere carichi intorno ai 200 kg/m², ma negli edifici storici può essere più bassa, soprattutto se noti deformazioni, scricchiolii anomali o fessurazioni.

Tipologie di Solai in Legno in Base all'Orditura

La struttura portante di un solaio è caratterizzata da un’orditura principale composta principalmente da travi lignee, che possono assumere diverse sezioni, come circolari o rettangolari. In base all’organizzazione delle travi, i solai in legno si suddividono in:

• Solaio a orditura semplice: Un solaio di questo tipo dispone unicamente di un’orditura principale, la quale è composta da travetti con sezione quadrata. Questa configurazione strutturale ricorda il design tipico del solaio alla veneziana ed è particolarmente adatta per ambienti che sono lunghi e stretti. La continuità del solaio viene garantita dalla disposizione di un tavolato di collegamento tra le varie travi principali.
• Solaio a doppia orditura: Questo tipo di struttura è costituito da due componenti portanti fondamentali: le travi principali, collocate ad intervalli regolari e i travetti disposti perpendicolarmente ad esse. La combinazione di queste due parti forma una struttura solida e affidabile che offre la capacità di coprire ambienti di dimensioni considerevoli, rendendola una scelta popolare nella progettazione e costruzione di edifici di varie tipologie. Le travi principali sono posizionate ad un interasse di 2/4 metri, ordendo le stesse secondo la dimensione minore dell’ambiente.
• Solaio a tripla orditura: È una soluzione prescelta per ambienti di ampie dimensioni o con carichi significativi. L’orditura principale è solitamente costituita da travi rinforzate con saette, contraffissi o tiranti. Alcuni solai possono anche impiegare travi di grandi dimensioni.
• Solaio a cassettoni: In questa configurazione l’orditura secondaria è costituita da travi simili in dimensioni e spessore a quelle utilizzate per l’orditura primaria. Le due serie di travi sono collegate tra loro mediante dispositivi metallici che formano un graticcio bidirezionale. Questo graticcio è progettato per distribuire uniformemente i carichi su tutti i lati della struttura. Questo tipo di soluzione è particolarmente adatto per ambienti con una pianta quadrata o con lati di lunghezza molto simile, in quanto contribuisce a garantire una distribuzione equa dei carichi sulla superficie del solaio.

All’interno di queste strutture è possibile trovare elementi secondari aggiuntivi che hanno il compito di riempire gli spazi tra le travi principali. Questi elementi possono includere tavole in legno (tavolato o assito), tavolato con giunti allineati, tavolato con giunti sfalsati, un incannucciato su cui poggia un massetto, o elementi lignei ottenuti dalla segagione dei tronchi, noti come panconcelli. In alternativa, si possono utilizzare elementi in laterizio, come pianelle in cotto o tavelle, oppure ancora elementi in laterizio con voltine di mattoni forati. In alcuni casi, le lastre di pietra possono essere posizionate alle estremità del solaio, soggette a flessione.

Solai in Legno di Grande Luce e l'Appoggio

I solai in legno venivano utilizzati in passato anche in caso di solai di grande luce o carico; le tecniche più diffuse erano travi composte con superfici di contatto a saetta e biette di forzamento, inserimento di grossi chiodi che “legano” le due parti della trave per impedirne la separazione, travi armate con un contraffisso e due tiranti, creando una sorta di “capriata rovescia”, travi armate con due contraffissi e tre tiranti, oppure travi armate con saettoni in legno.

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L’appoggio delle travi di un solaio sul muro è un punto critico, perché si hanno elevate concentrazioni di sforzo. Per distribuire meglio il carico si usano alcuni corsi di mattoni (per muri in pietrame) oppure una tavola di legno duro o una lastra di pietra. Per evitare lesioni e frantumazione della muratura si frappone tra travicelli e/o travi principali e muro un elemento detto dormiente che ha una mera funzione di distribuzione del peso su una superficie più ampia. Per migliorare l’appoggio delle travi incrementando la profondità di penetrazione nel muro e riducendo la luce netta venivano spesso adoperate mensole in legno.

In presenza di aperture di porte e finestre e per facilitare il passaggio di canne fumarie, i solai possono avere orditure anche molto complesse. In questo caso si può far ricorso ad un travetto “bilancino”: un elemento ligneo che sostiene il travetto interrotto e lo collega ai due adiacenti.

Calcolo e Aspetti Normativi dei Solai in Legno

L’analisi dei carichi di un solaio rappresenta una tappa di primaria importanza nell’ambito della progettazione e dell’ingegneria strutturale. Tale procedura richiede una valutazione precisa della distribuzione dei pesi e delle azioni che agiscono sulla struttura. Il suo ruolo fondamentale è assicurare che il solaio sia in grado di sopportare i carichi e le sollecitazioni a cui è sottoposto senza mettere a rischio la sua integrità strutturale.

Le operazioni che vengono condotte per il calcolo includono:

1. Predimensionamento degli elementi strutturali: in funzione dello schema strutturale del solaio, del tipo di legno scelto e dell’interasse fra gli elementi che si è scelto (trave, travetto, tavolato).
2. Analisi dei carichi: cioè la valutazione di pesi agenti sul solaio.
3. Analisi strutturale: volta alla valutazione delle sollecitazioni indotte dai carichi agenti sul solaio.
4. Verifica degli elementi strutturali: operazione volta a dimostrare che la capacità strutturale sia maggiore della domanda e dunque che il solaio sia capace di sostenere i carichi applicati.

Nel caso di solai in legno le verifiche che vengono eseguite sono per la trave principale, per il travetto e per il tavolato, e riguardano la flessione semplice retta, la verifica a taglio e la deformazione. Le verifiche agli stati limiti di esercizio (SLE) divengono determinanti nella progettazione di tali elementi strutturali, effettuate in termini di spostamenti e deformazioni. Si fa generalmente riferimento al calcolo degli spostamenti verticali per effetto dei carichi gravitazionali (permanente e variabili), sia a breve che a lungo termine, nonché alla valutazione nei confronti delle vibrazioni. Nota: per flauge si intende il fenomeno che induce deformazioni progressive a parità di carico oltre quelle elastiche istantanee. Nel legno è particolarmente evidente tanto che le deformazioni iniziali, in funzione anche di umidità e temperatura, possono quadruplicarsi nel tempo.

Normativa di Riferimento: Eurocodice 5

Nell’ambito della progettazione di solai in legno è fondamentale comprendere appieno gli aspetti normativi, con particolare attenzione all’Eurocodice 5, rappresentato dalla norma UNI EN 1995-1-1. Questa regolamentazione fornisce un quadro completo per la progettazione delle strutture in legno, incorporando regole generali insieme a direttive specifiche per gli edifici.

L’Eurocodice 5 si applica a una vasta gamma di strutture, tra cui legno massiccio, legno segato, legno piallato o sotto forma di pali, legno lamellare incollato, prodotti strutturali a base di legno (come LVL) e pannelli a base di legno, uniti mediante adesivi o collegamenti meccanici.

La scelta dei criteri di verifica in fase di progettazione è un aspetto di fondamentale importanza. Questa selezione non solo mira a soddisfare requisiti funzionali e di comfort, ma rappresenta anche un elemento chiave nella valutazione economica complessiva del progetto. La chiarezza di questi parametri si rivela fondamentale sia dal punto di vista ingegneristico che economico. In effetti, la valutazione dei costi complessivi della struttura è profondamente influenzata dalla selezione di tali parametri. Il progettista, in conformità con la normativa vigente, collabora con il committente per definire le prestazioni richieste al solaio per l’intera durata della sua vita utile. Questa definizione deve tener conto non solo delle esigenze funzionali ma anche delle implicazioni economiche delle scelte effettuate.

In secondo luogo, è essenziale considerare l’analisi delle vibrazioni dei solai in legno. A causa della loro ridotta massa e rigidezza, possono essere suscettibili di fenomeni di risonanza o di accelerazioni che compromettono il comfort degli utenti. Questo rende necessari adeguamenti in loco che, spesso, sono complessi da realizzare o comportano costi significativi.

Consolidamento, Rinforzo e Isolamento Acustico dei Solai in Legno Esistenti

Il legno è un materiale straordinario, ma sensibile: teme l’umidità, gli insetti e si può espandere o restringere. Per questo, prima di qualsiasi intervento, devi far eseguire una diagnosi accurata per verificare lo stato delle travi e del tavolato. Quando un solaio mostra segni di cedimento o non è adeguato alle esigenze di peso di un appartamento moderno, puoi intervenire con un consolidamento o un rinforzo. Il primo ripristina la capacità originaria, mentre il rinforzo la aumenta.

Tecniche di Rinforzo e Consolidamento

Una delle soluzioni più efficaci è utilizzare una soletta collaborante legno-calcestruzzo, realizzata con una soletta in cemento unita al tavolato esistente con dei connettori metallici. È un intervento che migliora la rigidezza, il comportamento dinamico e la capacità portante, mantenendo però la leggerezza del solaio esistente. Altre tecniche prevedono la sostituzione delle travi rovinate, l’inserimento di travi aggiuntive o l’irrigidimento del tavolato con pannelli strutturali.

Il rinforzo dei solai in legno con putrelle è una soluzione tradizionale ma ancora molto efficace in cui le putrelle vengono affiancate alle travi esistenti o inserite tra di esse, creando una struttura mista legno-acciaio molto resistente. È un intervento robusto, ideale se vuoi mantenere il solaio a vista e allo stesso tempo rinforzarlo per ottenere prestazioni superiori. Oltre al rinforzo con le putrelle puoi utilizzare delle travi in legno lamellare, che sono perfette se vuoi mantenere l’estetica esistente e migliorare la stabilità, delle piastre metalliche laterali oppure dei rinforzi con fibre di carbonio, discreti e molto performanti.

Rinforzo dei Solai in Legno da Sotto

Il rinforzo dei solai in legno da sotto è un’ottima alternativa quando non puoi intervenire dall’alto, magari perché il pavimento è nuovo o perché l’appartamento è abitato e non può essere svuotato. Per rinforzare dal basso vengono applicati sull’intradosso del solaio dei profili metallici, dei piatti in acciaio o dei pannelli strutturali, che irrigidiscono l’orditura senza toccare il piano superiore. È un intervento rapido, poco invasivo e spesso risolutivo.

Solai in Legno Antichi: Conservazione e Restauri

I solai in legno antichi richiedono un approccio delicato e rispettoso per conservare l’esistente, evitando di sostituire quando possibile. Devi procedere con trattamenti antitarlo e pulizia delle superfici per capire dove agire. Per eventuali sostituzioni devono essere utilizzati legni della stessa essenza e rinforzi reversibili che non alterano l’aspetto originario. Quando il solaio è a vista, il recupero estetico deve diventare parte integrante di un progetto di ristrutturazione.

Isolamento Acustico dei Solai in Legno Esistenti

Il legno è leggero e trasmette facilmente vibrazioni e rumori da calpestio. Per migliorare il comfort puoi intervenire aggiungendo dei materassini fonoisolanti sotto il pavimento, dei pannelli in fibra di legno o lana minerale tra le travi o creare un controsoffitto con materiali fonoassorbenti. Un buon intervento di isolamento acustico dei solai in legno esistenti può cambiare lo percezione dello spazio, evitando che i rumori provenienti dall’alto vengano amplificati dalla struttura in legno.

Altre Tipologie di Solai

Solai in Ferro

I solai in ferro rappresentano la naturale evoluzione tecnologica dei solai in legno. Al posto delle travi portanti lignee, vengono poste delle travi portanti in acciaio (le cosiddette putrelle) in virtù delle seguenti caratteristiche: maggiore capacità portante, ridotta deformabilità, superiore durabilità nel tempo, incombustibilità. Esistono varie tipologie di solai in ferro a seconda dell’elemento posizionato tra le suole inferiore dei profilati metallici:

• Solai in ferro con voltine: Questi solai venivano utilizzati sin dagli inizi del 1800 e sono ancora oggi presenti negli edifici “storici”. Sono caratterizzati da profilati metallici che costituiscono l’orditura principale del solaio e da laterizi o mattoni posti tra le ali per realizzare l’orizzontamento.
• Solai in ferro con tavelloni: Questa tipologia di solai in ferro rappresenta una versione più “moderna” dei solai con voltine. Il riempimento tra le travi metalliche è garantito mediante dei laterizi piani detti “tavelle” o “tavelloni”. Questi solai sono spesso utilizzati per la ristrutturazione di edifici in muratura.
• Solai in ferro con lamiera grecata: Sono caratteristici degli edifici a struttura metallica e sono realizzati mediante un’orditura principale spesso accompagnata da un’orditura secondaria.
• Solai in ferro con impalcato di tavole di legno: Si tratta di un solaio con orditura di putrelle e impalcato di tavole di legno inchiodate su blocchetti di legno fissati con bulloni all’anima della putrella.

Solai con Struttura in Cemento Armato

I solai in cemento armato si diffusero molto rapidamente a partire dal primo decennio del ‘900 perché univano i pregi di rigidezza delle volte (senza scaricare azioni orizzontali sui muri) e di resistenza dei solai in acciaio; inoltre erano monolitici, molto resistenti al fuoco ed erano considerati “eterni”. Possono essere distinti in:

• Solai in cemento armato a soletta piena: Sono usati raramente e solo nel caso di manufatti con notevoli sovraccarichi accidentali o grosse luci.
• Solai in cemento armato alveolari (o alveolati): Sono costituiti da lastre prefabbricate in cemento armato vibrato e precompresso (con precompressione a fili aderenti) larghe in genere 120 cm. I solai alveolari sono apprezzati per le loro caratteristiche di risparmio di materiale, fonoassorbenza, isolamento termico e resistenza al fuoco.

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