Il legno è un materiale che fa da sempre parte della tradizione edilizia mondiale. Basti pensare che il primo concetto di casa (diverso dalle grotte) è nato nell’età neolitica e includeva l’utilizzo di questo spettacolare materiale. La diffusione delle macchine a controllo numerico ha permesso lo sviluppo di nuovi sistemi costruttivi che vanno ad affiancarsi a quelli tradizionali, evolvendo il modo in cui le travi in legno vengono prodotte e impiegate.
Il Legno Massiccio: Tradizione e Specificità
Il legno massiccio è “l’antico” materiale da costruzione e si ricava dalla semplice scortecciatura e sezionatura di tronchi di legno. Sono costituite da un tronco pieno, scortecciato e squadrato. Un tipo specifico è l'uso trieste, sostanzialmente un tronco scortecciato che mantiene la sezione tondeggiante ed è di forma conica.
Caratteristiche e Preci del Legno Massiccio
Le caratteristiche morfologiche del legno massello, spesso considerate difetti del legno, sono le qualità che gli conferiscono il meritato titolo di “materiale unico e privilegiato”. Si tratta di piccole crepe o fessure, nodi e variazioni di colore che garantiscono l’autenticità di questa materia prima. Il legno massello si ricava dal centro dell’albero, cioè dalla parte più resistente e massiccia del tronco. Sinonimo di bellezza, pregio e solidità, il legno massello impreziosisce gli ambienti in cui esso si trova; legno puro al 100% in armonia con la natura.
Inoltre possiede una molteplicità di pregi che lo definiscono “legno per eccellenza”: è elastico, resistente, durevole e isolante. Durante la sua lavorazione, esso non subisce alcuna alterazione strutturale, ma viene solamente segato, essiccato e piallato, preservando, quindi, le caratteristiche tipiche del legno vivo e naturale. Come tutti i materiali a base di legno, anche il massello viene particolarmente apprezzato per la sua igroscopicità, cioè la capacità di assorbire l’umidità, di immagazzinarla e di rilasciarla nuovamente nell’aria, creando così un clima abitativo equilibrato e sano.
Limiti e Modificazioni nel Tempo
Di contro, il legno massiccio può presentare imperfezioni dovute a nodi, tende a creparsi e a subire cali di sezione e torsioni. Questo legno vivo e naturale, con il tempo, subisce delle modificazioni: colore più scuro (particolarmente per legni chiari), curvature, torsioni, assestamento della struttura e comparsa di fessurazioni. Se inserito in un muro, nel tempo si potrebbe avere un antiestetico e antiperformante distacco (come avviene nelle travi massicce) dovuto al restringimento della trave.
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Il Legno Lamellare: Innovazione e Performance
Oggi parliamo di travi lamellari e vediamo assieme cosa sono, quali sono le loro caratteristiche e perchè preferirle alle classiche travi massicce.
Definizione e Processo Produttivo
Partiamo con il dire che le travi lamellari si definiscono “GL”, ovvero “glued laminated”, in italiano “a lamelle incollate”. Il legno lamellare è un materiale composito, costituito da più tavole incollate a caldo e sotto pressione. Le lamelle sono delle tavole di spessore 40mm, perfettamente essiccate, piallate e refilate che vengono incollate assieme per formare, appunto, la trave lamellare della sezione desiderata. Solitamente si utilizzano travi in abete ma, su richiesta, sono disponibili anche in larice o a micro-lamelle in faggio per lavori particolari.
Qualità e Classificazione delle Travi Lamellari
Esistono diverse qualità di travi lamellari, dove per qualità si intende il grado di resistenza, portata, della trave. Quelli che si usano solitamente sono i GL24H, dove “24” indica la resistenza della trave (alla flessione) ed è definita dalla Normativa Europea di riferimento. Esistono, però, anche delle classi superiori (28, 30 e 32), che indicano travi che, a parità di sezione, hanno una portata maggiore e che quindi resistono maggiormente alle sollecitazioni. Come detto solitamente si utilizza il GL24H, mentre le classi superiori vengono usate saltuariamente e solitamente per lavori particolari.
La lettera “H”, che sta per “homogeneous” (omogeneo), indica che le lamelle utilizzate per realizzare quella trave hanno tutte la stessa portata (nel nostro esempio 24). Esistono infatti anche travi GL24C (es.) dove “C” sta per “combined”, (combinato) ovvero per realizzare la trave sono state utilizzate lamelle di classi (portata) differenti ma la cui media da comunque 24. La qualità delle lamelle viene valutata in base ai nodi, spaccature, fenditure, difetti. Meno difetti presenta la lamella, maggiore sarà la sua portata.
Qualità Estetica: "Vista" o "Industriale"
La normativa europea che definisce la classificazione delle travi, fissa unicamente lo standard qualitativo per quanto riguarda la resistenza/portata che devono avere. Non valuta l’estetica della trave (che è intrinseca nella qualità) a meno che i difetti di quest’ultima non ne compromettano la portata. Ciò nonostante esistono due tipologie di travi lamellari: vista o industriali.
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Le travi lamellari qualità “vista” non devono presentare macchie, nodi scappati al disopra di un determinato diametro. Sono tollerate lievi fenditure, ma solo di pochi millimetri (non devono inficiarne la resistenza). Le travi lamellari qualità “industriale”, invece, devono semplicemente soddisfare i requisiti di legge relativamente alla portata.
Perché Preferire una Trave Lamellare
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, fenditure tipiche di una trave massiccia. Dal punto di vista prestazionale, una trave bilama ha una capacità portante simile a quella di una trave lamellare. La selezione del legno alla base delle travi giuntate a pettine e l’essicazione uniforme riducono al minimo le fessurazioni ed evitano i difetti tipici del legno massello. La trave lamellare è stabile nel tempo, facile da lavorare e posare in opera. Non c’è un limite di sezione o lunghezza, si possono avere anche travi curve o a boomerang.
Dal punto di vista estetico, il legno lamellare risulta laminato sia in lunghezza che in altezza. I solai in legno contemporanei, si fa un uso esclusivo del legno lamellare che offre il vantaggio di coprire luci maggiori rispetto a quanto fosse possibile con le tecniche tradizionali. L’utilizzo del legno lamellare rappresenta una soluzione moderna e altamente efficiente per la progettazione di solai in legno.
Qualità dei Fornitori
Noi commercializziamo e lavoriamo unicamente travi lamellari di produzione austriaca e qualità “a vista”. Il nostro fornitore, Weinberger, è un’azienda storica, sul mercato da oltre 160 anni, sinonimo, non solo di qualità, ma anche di innovazione e rispetto ambientale. Le loro travi lamellari sono in abete rosso di provenienza alpina, le lamelle sono a fibra fine in modo da garantire un’ottima qualità “vista”. Una qualità elevata che riescono a mantenere costante tutto l’anno. Le travi lamellari da noi utilizzate sono incollate con colle poliuretaniche prive di formaldeide e con un umidità media del 12%. 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. Come potete vedere le travi lamellari non sono tutte uguali e, da un punto di vista puramente estetico, differiscono molto da fornitore a fornitore.
Tipologie di Travi Composite Oltre il Lamellare
Ma passiamo alle travi composite. Questo gruppo risulta essere molto più popolato rispetto a quello del massiccio.
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- Lamellare: è quello ad oggi commercialmente più utilizzato. Si tratta di tavole essiccate (chiamate lamelle) giuntante di testa con un incastro a pettine e colla, mentre sono incollate e pressate in altezza. Essendo un materiale artificiale ha svariate dimensioni, sia quadrangolari che rettangolari ma può anche avere forme speciali come curvo e boomerang.
- KHV: è legno spigolato essiccato e giuntato di testa con incastro a pettine.
- Microlamellare: è composto da sottilissimi fogli di legno pressati e incollati fra loro (ha un aspetto simile al plywood).
Accanto ai classici collegamenti a intaglio per le travi, si sono sviluppate unioni meccaniche con elementi metallici o collanti adesivi. Grosso Legnoarchitetture ha la possibilità di fornire tutte le tipologie citate.
La Testata della Trave in Legno: Protezione e Dettagli Costruttivi
Occorre prima di tutto chiarire se la muratura può portare umidità (cioè acqua o vapore acqueo) a contatto con il legno o meno. Nel caso in cui questo non sia possibile, o sia limitato alla fase di costruzione e messa in opera, allora il problema non è quello della protezione del legno e della garanzia della sua durabilità, ma “soltanto” quello di avere una costruzione corretta dal punto di vista costruttivo e strutturale, che garantisca la trasmissione delle forze dalla muratura alla trave di legno senza pregiudicare la trave di legno. I collegamenti meccanici fra travatura, dormiente e muratura sono tali da garantire la sicurezza strutturale.
Protezione dall'Umidità e Ventilazione
In caso contrario, cioè quando la muratura sia portatrice di umidità, occorre garantire che il legno non si trovi in contatto diretto con la muratura, in modo che non assorba questa umidità e non si trovi in condizioni critiche che ne possono causare un degrado biologico. A questo scopo, l’intercapedine fra legno e muratura non deve essere riempita con sughero o simile, dove l'apertura ha lo scopo di permettere la ventilazione del legno della travatura; per evitare la polvere o la sporcizia nell'intercapedine si può solo lavorare con retini o griglie che permettano la circolazione dell'aria.
Nel caso in cui questa ventilazione non fosse necessaria, è senz'altro possibile riempire lo spazio con sughero o simile: occorre un materiale elastico, che permetta il naturale ritiro e rigonfiamento del legno dovuto alle variazioni delle condizioni climatiche del locale in cui si trova la travatura. La trave è appoggiata sulla muratura in modo da non permettere l'assorbimento di acqua tramite la superficie di appoggio (l'appoggio avviene non direttamente sulla muratura, e l'eventuale dormiente di legno è pure separato dalla muratura da una membrana impermeabile).
Trattamenti e Considerazioni
La protezione ulteriore con del bitume è probabilmente poco adatta all'interno di un'abitazione. Inoltre un trattamento di questo tipo, come tutti i trattamenti di superficie, presenta un'efficacia limitata in caso di fessure del legno. Un trattamento di questo tipo in presenza di una sufficiente ventilazione della testata della trave può essere visto come barriera ulteriore contro l'assorbimento d'acqua da parte del legno; per contro, in presenza di una buona ventilazione (intercapedine e circolazione d'aria) non si vede la necessità di trattare con tale materiale tutta la testata della trave. Inoltre il rischio che il trattamento con il bitume si riveli, in caso di forte umidità e senza una sufficiente ventilazione, anche controproducente, esiste ed è concreto, specie se si tratta di una travatura con sezioni importanti. Dal nostro punto di vista, la scelta di "incapsulare" un elemento di legno, che si trova in un clima troppo umido, è per principio da evitare.
L'eventuale trattamento preventivo del legno nella zona immediatamente vicina alla muratura avviene tramite impregnatura della superficie, mantenendo la possibilità per il legno di traspirare (la vernice bituminosa non è adatta allo scopo). Ricordiamo che in questo modo si rispettano i principi della protezione costruttiva del legno (nessun contatto diretto con l'acqua e ventilazione del legno assicurata), che permettono di eliminare, di fatto, ogni rischio di degrado biologico.
COSTRUZIONI video 4 verifica travi in legno
Analisi e Verifica delle Travi in Legno Esistenti
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. Gli elementi costruttivi in legno sono spesso presenti in edifici esistenti: solai, coperture e architravi in legno in costruzioni esistenti in muratura, cemento armato o acciaio. Pertanto se ti occupi di analisi di vulnerabilità di costruzioni esistenti molto probabilmente dovrai eseguire indagini e prove anche su elementi strutturali esistenti in legno.
Livelli di Conoscenza e Fattore di Confidenza
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. 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. 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.
Tipi di Indagini e Prove
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.
Specifiche Tecniche delle Prove
- Estrazione di carotine: viene eseguita 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.
Tutte le prescrizioni della Normativa Tecnica NTC2018 e della Circolare 2019 riguardanti i Livelli di Conoscenza, le indagini e le prove per il legno strutturale esistente sono raccolte in unico documento PDF scaricabile gratuitamente. Puoi scaricare la versione gratuita dell’app compilando i campi qui sotto. Esegui la verifica di resistenza e deformabilità di elementi strutturali esistenti in legno massiccio o lamellare. All’interno dell’app potrai selezionare il livello di conoscenza raggiunto e in automatico saranno ridotti i parametri di resistenza mediante il fattore di confidenza FC.