Oggi esploreremo le travi lamellari, analizzando cosa sono, le loro caratteristiche distintive e i motivi per cui vengono spesso preferite alle tradizionali travi massicce. 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.
Cos'è il Legno Lamellare?
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.
Le travi lamellari sono definite come "GL", abbreviazione di "glued laminated", che in italiano significa "a lamelle incollate". É costituito, essenzialmente, da legno naturale di cui mantiene i pregi (come elevato rapporto tra resistenza meccanica e peso, lenta combustione in caso di incendio) e 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.
Fasi della Produzione del Legno Lamellare
Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm. Le lamelle sono delle tavole di spessore 40mm, perfettamente essiccate, piallate e refilate. 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. Vengono adoperate tavole già classificate per uso strutturale e possono essere uniti tra loro elementi di diverse essenze legnose.
In questo processo, i difetti congeniti della trave come fenditure, torsioni, curvature, e nodi cadenti vengono eliminati prima dell'incollaggio permettendo alla trave di avere una qualità e una resa estetica crescente col tempo. 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.
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Quali sono i vantaggi del legno lamellare?
I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale. Questo perché le travi lamellari mostrano, attraverso la loro lavorazione, migliori caratteristiche rispetto al legno massello, per l'assenza di torsioni a lungo termine, e perché la tendenza alle fessurazioni risulta ridotta al minimo.
- Resistenza e rigidità: Le travi lamellari mostrano una maggiore resistenza ed una rigidità più elevata rispetto al normale legno da costruzione. Dal punto di vista prestazionale, una trave bilama ha una capacità portante simile a quella di una trave lamellare.
- Stabilità dimensionale: Una trave lamellare non presenta 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. 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. Con la produzione di travi lamellari, le lamelle, già prima dell'incollaggio, vengono essiccate in modo tecnico fino a raggiungere un'umidità del legno del 12 % e successivamente piallate.
- Versatilità: La sua versatilità lo rende ideale per molti tipi di costruzioni. È possibile produrre elementi di forma e dimensione volute, senza i limiti derivanti dalla dimensione dell'albero. Si possono avere anche travi curve o a boomerang.
- 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).
- Resistenza al fuoco: Pur essendo realizzate con un materiale combustibile, le strutture in legno lamellare possono avere una resistenza al fuoco pari o superiore a quella di strutture in acciaio o in calcestruzzo armato. Infatti, nel legno lamellare la combustione avviene lentamente grazie al buon isolamento termico realizzato dallo strato superficiale carbonizzato.
- 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, vantaggi accresciuti dalla maggiore elasticità del materiale e dagli elementi di giunzione utilizzati.
- Basso impatto ambientale: Dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo, il legno lamellare è facilmente riciclabile.
- Durabilità: 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 produzione del legno lamellare
Perché Preferire una Trave Lamellare a una Trave Massiccia?
La trave lamellare è qualitativamente e staticamente superiore a una trave massiccia di pari sezione. Di contro, il legno massiccio può presentare imperfezioni dovute a nodi, tende a creparsi e a subire cali di sezione e torsioni. 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 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.
Tipologie e Classificazione delle Travi Lamellari
Il legno lamellare può essere distinto in diverse tipologie a seconda del legno di derivazione delle lamelle. In linea generale, quelle maggiormente utilizzate sono le conifere:
- abete rosso e bianco;
- frassino;
- larice;
- faggio;
- pino.
Le lamelle sono tavole di legno con uno spessore di circa 40 mm, che vengono accuratamente essiccate, piallate e refilate. Le classi più comuni sono le GL24H, dove il numero "24" indica la resistenza della trave alla flessione, come definito dalla normativa europea di riferimento.
Classi di Resistenza
Nella normativa europea sono definite le diverse classi di resistenza. Quelli che si usano solitamente sono i GL24H, dove:
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- "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.
- "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 anche travi GL24C, dove "C" sta per "combined" (combinato), il che significa che per realizzare la trave sono state utilizzate lamelle di classi (portata) differenti, ma la cui media risulta 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
La normativa europea che definisce la classificazione delle travi stabilisce 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: a vista o industriali.
- Le travi lamellari di qualità "a vista" non devono presentare macchie o nodi scappati al di sopra 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.
Come potete vedere le travi lamellari non sono tutte uguali e, da un punto di vista puramente estetico, differiscono molto da fornitore a fornitore.
Applicazioni del Legno Lamellare
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.
In particolare, le travi lamellari in legno di abete rosso sono adatte per realizzare: tetti, pergole, carport e manufatti per esterno.
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Dimensioni e Lavorazioni
Non c’è un limite di sezione o lunghezza, si possono avere anche travi curve o a boomerang. Le travi lamellari possono raggiungere lunghezze fino a 18 metri e dimensioni fino a 240 x 1.240 mm. Il nostro moderno impianto di centro taglio ci permette di lavorare i componenti con precisione e accuratezza millimetrica. Per elaborare le richieste, abbiamo bisogno innanzitutto di un file BVN o BVX. Il trasferimento dei dati da IFC, SAT, DXF o DWG a un file BVN e BVX è disponibile su richiesta.
Le dimensioni disponibili per le travi includono:
| Dimensioni (cm) | Lunghezza barra intera (mt) |
|---|---|
| 8x12 | 13,50 |
| 8x16 | 13,50 |
| 10x14 | 13,50 |
| 10x16 | Su richiesta |
| 10x20 | Su richiesta |
| 12x12 | 13,50 |
| 12x16 | 13,50 |
| 12x20 | 13,50 |
| 12x24 | Su richiesta |
| 14x20 | 13,50 |
| 14x24 | 13,50 |
| 16x16 | 13,50 |
| 16x20 | 13,50 |
| 16x24 | 13,50 |
| 16x28 | Su richiesta |
| 16x32 | 13,50 |
| 16x36 | Su richiesta |
| 16x40 | Su richiesta |
| 20x20 | Su richiesta |
| 20x24 | 13,50 |
| 20x28 | Su richiesta |
| 20x32 | Su richiesta |
| 20x36 | Su richiesta |
| 20x40 | 13,50 |
| 20x44 | Su richiesta |
| 20x48 | Su richiesta |
| 20x52 | Su richiesta |
| 20x60 | Su richiesta |
| 24x36 | Su richiesta |
Per qualsiasi sezione o lunghezza non disponibile si può effettuare richiesta. Effettuiamo anche taglio a misura su distinta e dimensionamenti. Garantiamo una serie di servizi come relazioni statiche, lavorazioni a controllo numerico per tasche, incastri, sagome di testa, fresature, fori e scassi. Inoltre, proponiamo anche diversi varianti per il design delle tue future strutture: non solo legno lamellare abete GL24h impregnato color legno standard o bianco, ma anche spazzolato e con finiture per esterno.
Calcolo Strutturale in Legno Lamellare
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.
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 verificate 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;
- kmod è il coefficiente correttivo che tiene conto dell’effetto, sui parametri di resistenza, sia della durata del carico sia dell’umidità della struttura;
- γM è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al materiale.
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. Ti suggerisco di affidarti a strumenti specifici costantemente aggiornati, come il software calcolo strutturale legno, con cui puoi modellare coperture, porticati ed altri componenti in legno presenti in una struttura mista in cemento armato o in muratura.