Il solaio è la parte di una struttura che consente di realizzare più piani in un edificio. Funge, da un lato, da copertura per il piano sottostante e, dall’altro, da piano di appoggio per il piano soprastante. Da un punto di vista tecnico, un solaio in legno è considerato una struttura bidimensionale, in quanto presenta due dimensioni prevalenti rispetto alla terza e si estende orizzontalmente tra due punti di appoggio. La funzione principale del solaio è quindi quella di trasferire i carichi fissi e i sovraccarichi variabili alla struttura portante. Per molti anni i solai in legno, grazie alla loro leggerezza, hanno rappresentato una valida alternativa costruttiva alle coperture a volta, le quali a causa del loro peso richiedevano grandi spessori murari.
Tipologie e Composizione dei Solai in Legno
Il solaio in legno viene realizzato con la disposizione di travi di diverse sezioni e interposte a intervalli regolari, che formano l’orditura principale e travetti perpendicolari di dimensione minore che, invece, costituiscono l’orditura secondaria. In base all’organizzazione delle travi, i solai in legno si suddividono in:
- Solaio in legno 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 in legno 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 in legno 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 in legno 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.
Le Travi e i Travetti in Legno Massello: Struttura e Scanalature
Le travi in legno massello sono da sempre impiegate in architettura per la costruzione di edifici, parti di essi o strutture ingegneristiche come ad esempio i ponti. Ottenute dalla lavorazione dalle varie parti della sezione del tronco dell’albero, si utilizzano soprattutto per la realizzazione di strutture portanti come solai, scale e tetti. Il legno di Abete è inoltre molto apprezzato per la sua adattabilità a diversi stili di arredamento. L'aspetto naturale del legno di Abete massello, con la sua tonalità chiara e le venature naturali, conferisce un aspetto caldo e accogliente a qualsiasi ambiente.
Le travi in legno massello sono disponibili in diverse configurazioni strutturali, progettate per adattarsi a specifiche esigenze costruttive e architettoniche. Tra le tipologie più diffuse si includono elementi con sezioni rettangolari o quadrate, spesso lavorati con profili sagomati o scanalature per facilitare l’assemblaggio. Alcuni modelli presentano alloggiamenti preformati per supporti secondari, utilizzati comunemente nelle sottostrutture portanti. Il materiale principale impiegato è il legno massiccio, selezionato per la sua stabilità dimensionale e resistenza meccanica. Tra le essenze più citate figura il Garapa, noto per la densità elevata e la buona resistenza agli agenti atmosferici, spesso impiegato in applicazioni esterne o in ambienti umidi.
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Le specifiche tecniche indicano dimensioni standardizzate, con lunghezze che variano frequentemente tra 2 e 6 metri e sezioni trasversali comprese tra 100x100 mm e 200x200 mm, adatte sia a solai che a strutture portanti visibili. Alcune travi sono progettate per integrarsi con sistemi modulari, grazie a inserti o incastri meccanici preformati. La resistenza meccanica è conforme ai requisiti tipici per applicazioni statiche, con carichi ammissibili calcolabili in base alla luce di appoggio e al tipo di vincolo.
Le travi in legno massello possono essere suddivise principalmente in due tipi:
- Travi in legno massiccio fuori cuore: ovvero travature che non presentano all’interno della sezione la parte midollare del tronco. Queste travi sono meno resistenti, quindi impiegate per realizzare strutture soggette a carichi contenuti come ad esempio per l’orditura secondaria di un tetto. Alla vista si presentano solitamente regolari e senza fessurazioni rilevanti.
- Le travi in legno massello con cuore o con cuore spaccato: si dicono tali in quanto conservano tutto o porzione del midollo all’interno della sezione del tronco. Hanno grande resistenza ai carichi e sono quindi utilizzate per costruire strutture portanti. Si distinguono dalle travi fuori cuore per la tendenza a formare importanti fessurazioni che, nonostante le apparenze, non compromettono la resistenza strutturale.
Fessurazioni nel legno massello: In qualsiasi caso le fessurazioni non costituiscono motivo di mancanza di qualità del legname. Tutte le travi in legno tendono a fessurarsi durante la fase di essiccazione a causa della naturale perdita della linfa interna o di eventuali trattamenti in autoclave per accelerare la stagionatura.
Il Garapa è tra le essenze più utilizzate per applicazioni esterne grazie alla sua densità elevata e alla naturale resistenza all’acqua e agli agenti atmosferici. Le vecchie travi in legno recuperato possono essere riutilizzate in contesti strutturali, a condizione che siano state ispezionate e certificate per resistenza meccanica.
Legno Massello vs. Legno Lamellare nei Solai: Vantaggi e Applicazioni
In passato, spesso si faceva ricorso a tronchi di alberi come abeti o larici per la realizzazione dei solai in legno. Tuttavia, nei 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. 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.
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La leggerezza strutturale e flessibilità del legno, in particolare del legno lamellare, contribuisce a ridurre il carico complessivo sull’edificio, il che può essere particolarmente vantaggioso in costruzioni con limitazioni di carico o in ristrutturazioni. Le travi lamellari sono un materiale di elevata qualità, particolarmente apprezzate per le numerose possibilità di impiego e caratteristiche. Con il termine "travi lamellari" si intendono pezzi per costruzioni in legno, prodotti da assi di abete rosso essicate 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 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. 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. Mostrano una maggiore resistenza ed 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.
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. Con le costruzioni di legno è possibile soddisfare anche le classi di protezione antincendio più elevate. 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.
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. 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.
La classe di resistenza standard di molti prodotti in legno lamellare è la GL 24c. Questa classe di resistenza è creabile idealmente con il materiale grezzo disponibile ed è da considerare dunque come la classificazione più economica e più gradevole alla vista. Su richiesta è disponibile con sovrapprezzo anche la classe di resistenza GL 24h. Per componenti con requisiti di resistenza più elevati si offrono su richiesta e per determinate sezioni trasversali anche le classi di resistenza GL 28c (a partire da 140/320 mm) e GL 30h (a partire da una larghezza di 120 mm). Per l'incollaggio delle travi lamellari e degli elementi per solaio in legno lamellare si utilizza una colla di resina melamminico-ureica. L'incollaggio è impermeabile e resistente agli agenti atmosferici e forma delle giunzioni di colla chiare che non diventano scure.
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| Caratteristica | Legno Massello | Legno Lamellare |
|---|---|---|
| Origine | Ottenuto direttamente dalle varie parti della sezione del tronco dell'albero. | Prodotto da assi di abete rosso (o altri legni) essiccate e incollate in pressione, con eliminazione dei difetti. |
| Dimensioni e Lunghezze | Ridotte nel tempo a causa della diminuzione di tronchi grandi. Lunghezze tipiche 2-6 metri, sezioni 100x100mm - 200x200mm. | Permette di raggiungere lunghezze fino a 18 metri e dimensioni fino a 240 x 1.240 mm, coprendo luci maggiori. |
| Stabilità e Fessurazioni | Tendenza a fessurarsi durante l'essiccazione (perdita linfa), soprattutto "con cuore". Sottoposto a forte processo di essiccazione: si torce, si deforma e si ritira. Fessurazioni naturali non sempre compromettono resistenza. | Assenza di torsioni a lungo termine e tendenza alle fessurazioni ridotta al minimo grazie all'essiccazione tecnica delle lamelle prima dell'incollaggio. |
| Resistenza e Rigidità | Buona resistenza per travi "con cuore", meno per quelle "fuori cuore". Capacità di carico può variare. | Maggiore resistenza e rigidità più elevata rispetto al normale legno da costruzione. Elasticità e capacità di carico costanti anche su grandi lunghezze. |
| Lavorazione | Facilmente lavorabile e sagomabile (es. per scanalature). | Produzione industrializzata con incollaggio di lamelle stagionate. Lavorabile con precisione millimetrica grazie a centri di taglio moderni. |
| Comportamento al Fuoco | Combustibile, ma la parte esterna carbonizzata protegge l'interno. | Elevata resistenza al fuoco; solo la parte esterna viene carbonizzata, mantenendo intatta la struttura interna. Permette di soddisfare classi di protezione antincendio più elevate. |
| Vantaggi Specifici | Fascino della tradizione, aspetto naturale. Ideale per progetti fai-da-te. Riutilizzabile se certificato. | Leggerezza strutturale e flessibilità, vantaggi sismici, elevato grado di prefabbricazione, tempi di costruzione ridotti. Ideale per grandi strutture. Disponibile in diverse classi di resistenza (es. GL 24c, GL 28c). |
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Protezione e Durabilità del Legno Strutturale
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.
Progettazione e Calcolo 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.
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. Dunque, le operazioni che vengono condotte sono:
- 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 (presente se il solaio è a doppia orditura), tavolato.
- Effettuato il predimensionamento si potrà passare all’analisi dei carichi, cioè alla valutazione di pesi agenti sul solaio.
- Effettuata l’analisi dei carichi si passa all’analisi strutturale volta alla valutazione delle sollecitazioni indotte dai carichi agenti sul solaio.
- Note le sollecitazioni si potrà passare alla fase di 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: flessione semplice retta e verifica taglio + deformazione;
- per il travetto: flessione semplice retta e verifica taglio + deformazione;
- per il tavolato: flessione semplice retta e verifica taglio + deformazione.
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Normative e Conformità
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; 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.
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. Molti prodotti della categoria sono realizzati in conformità allo standard BS EN ISO 9001:2015, relativo ai sistemi di gestione della qualità. Questa certificazione attesta un controllo costante dei processi produttivi e della tracciabilità del materiale.
Le travi spigolate di abete e larice in legno massiccio ad uso strutturale prodotte sono conformi a quanto previsto nella direttiva comunitaria 89/106 CEE Materiali da costruzione e relative modificazioni, ed all’allegato ZA della norma di prodotto armonizzata UNI EN 14081-1. Grazie alla formazione dei dipendenti, conseguente alla marcatura CE che prevede il controllo del processo di fabbrica, si seguono con cura i vari passaggi nelle fasi di lavorazione e classificazione del legname.