LEGNO

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151 INQUADRAMENTO SOLAIO PIANO 1°

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153 INQUADRAMENTO SOLAIO PIANO 1°

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Descrizione tavola:
INQUADRAMENTO DELLA COPERTURA BIFALDA (2° LIVELLO)

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Descrizione tavola:
INQUADRAMENTO DELLA COPERTURA MONOFALDA (3° LIVELLO)

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La cupola nella Hall
della Fiera di Rimini

eseguite prove sperimentali sia su ha avuto una notevole ripresa negli ul-
giunti soggetti ad azione assiale che timi trent’anni sia per la diffusione della
su giunti soggetti a momento flettente. tecnologia del lamellare incollato, sia
per una sempre maggiore attenzione
Strutture miste verso la struttura di legno a vista nelle
Un terzo tema di studio riguarda le coperture di edifici di civile abitazione.
strutture miste di legno e calcestruzzo. Anche nelle ristrutturazioni di edifici
Al riguardo sono state condotte speri- esistenti c’è una maggiore sensibilità
mentazioni su diversi tipi di connessione al recupero dei solai di legno, mediante
tra la soletta di calcestruzzo e la trave opportuni interventi di rinforzo, piuttosto
di legno. Per alcune tipologie di con- che procedere alla loro sostituzione
nessione è stato studiato anche il com- con nuovi solai in latero-cemento.
portamento differito nel tempo dovuto La tecnologia del legno lamellare incollato
sia alla viscosità dei materiali sia al ha consentito la produzione di un ma-
comportamento meccanico assorbitivo teriale con caratteristiche meccaniche
del legno (deformazioni differite dovute e geometriche sensibilmente più omo-
alle variazioni di umidità ambientale). genee rispetto al legno massiccio, in
In parallelo alle prove sperimentali è quanto la maggior parte dei difetti evi-
stata sviluppata una procedura nume- denti, come nodi, cipollature, fessure
rica per elementi finiti in grado di si- ecc. sono eliminati durante il processo
mulare il comportamento effettivo di di fabbricazione. Inoltre, con tale mate-
travi miste di legno e calcestruzzo; riale è possibile produrre elementi strut-
questa procedura consente di tener turali con forme diverse e in grado di
conto sia dei fenomeni legati al com- coprire spazi di notevole luce. Attual-
portamento di breve termine sia dei mente, infatti, molti edifici sportivi, sale
fenomeni differiti. riunioni, chiese, edifici commerciali, ecc.
sono costruiti usando questo materiale.
Il legno, materiale nuovo Lo sviluppo di tale tecnologia è stato
L’impiego del legno per la realizzazione accompagnato da un notevole studio
di strutture o parti di strutture di edifici sui materiali componenti (legno e colla)
civili, quasi completamente abbando- e sulle caratteristiche meccaniche di
nato verso la metà del secolo scorso, questo nuovo materiale composito.

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LA COSTRUZIONE DEGLI EDIFICI DI LEGNO

Non altrettanto sforzo è stato dedicato giunzione legno-acciaio-legno a più Piastre di acciaio
allo studio del comportamento dei bulloni realizzate per trasferire sia a scomparsa per la giunzione
giunti eseguiti con elementi metallici sforzo assiale che momento flettente. di travi lamellari
(bulloni, perni), nonostante essi giochino In parallelo è stato anche sviluppato
un ruolo determinante nel comporta- un modello numerico in grado di si-
mento strutturale. mulare il comportamento dell’unione e
Infatti, i giunti di estremità delle travi di di consentire, quindi, di evidenziare il
grande luce sono chiamati a trasferire ruolo dei principali parametri in gioco
agli appoggi sollecitazioni di entità (tensione di rifollamento del legno, ri-
inimmaginabili per le strutture in legno gidezza del contatto legno-bullone,
massiccio, per ciò è necessario cono- tensione di snervamento del bullone,
scere in dettaglio i meccanismi di col- geometria dell’unione, tolleranze di
lasso dell’unione, al fine di evitare mal- fabbricazione, ecc.).
funzionamenti della struttura o addirittura In quest’ambito è stato, anche, condotto
collassi parziali o totali della stessa. uno studio sperimentale mirato alla
definizione di un giunto di continuità
La dimensione degli elementi di strutture a nervature incrociate avente
da unire caratteristiche di deformabilità equi-
La necessità di coprire grandi luci con valenti a quelle di un classico giunto a
travi ad asse rettilineo o curvilineo porta perni, ma che comportasse notevoli
frequentemente all’impiego di strutture agevolazioni nella fase di assemblaggio
composte ottenute mediante giunzioni in opera. La necessità di raggiungere
di più elementi (travi reticolari, travi ad
anima piena, grigliati piani o a volta,
portali, ecc.) in quanto, per problemi
legati alla movimentazione in cantiere
e /o al trasporto su strada che impon-
gono dimensioni limitate, non è possibile
realizzarle in un unico pezzo. I giunti di
continuità delle travature e dei grigliati,
come pure i giunti trave-piedritto dei
portali devono essere in grado di tra-
smettere, oltre a sforzo normale a taglio,
anche il momento flettente.
Le notevoli dimensioni degli elementi
da unire implicano sollecitazioni rilevanti
nell’unione per cui è necessario, in
genere, ricorrere all’utilizzo di giunzioni
con numerosi bulloni. La capacità por-
tante di un’unione a più bulloni è infe-
riore alla somma della capacità por-
tante di ogni singolo bullone e questo
effetto diventa sempre più marcato al
crescere del numero di bulloni. Le
varie normative forniscono dei coeffi-
cienti di efficacia che però non sono
molto in sintonia fra loro; questo è so-
prattutto dovuto al fatto che le ricerche
presenti in letteratura sull’argomento
non sono esaurienti. Al fine di contribuire
a sanare queste mancanze è stato
condotto uno studio sperimentale sul
comportamento di diverse tipologie di

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Unioni imbullonate una sempre maggiore efficienza strut- mente preferibile rispetto a quello delle
di travi di legno turale, associata a costi competitivi di unioni bullonate.
realizzazione, e l’attenzione a soluzioni In quest’ambito si inserisce un secondo
di valore estetico-architettonico deter- tema di ricerca mirato ad approfondire
minano una continua evoluzione dei gli aspetti principali di questa tipologia
sistemi di collegamento delle strutture di giunzione con l’obiettivo di affinare
di legno lamellare. o migliorare le formulazioni di utilizzo
Negli ultimi anni si è sviluppato un pratico proposte dalle normative vigenti.
crescente interesse nei confronti della A tale scopo sono state eseguite nu-
possibilità di realizzare i collegamenti merose prove sperimentali su giunti
delle strutture di legno lamellare utiliz- soggetti a sola azione assiale e su
zando barre o piastre di acciaio, ubicate giunti soggetti a solo momento flettente.
in fori interni alle sezioni da collegare, In parallelo si sta sviluppando uno stu-
solidarizzate al legno mediante resine dio di simulazione numerica che con-
epossidiche. sente da un lato di guidare le prove
I vantaggi dal punto di vista strutturale concentrando l’attenzione sugli aspetti
nell’uso di questa tipologia di connes- più significativi e dall’altro lato di esten-
sione sono dati principalmente dal dere i risultati delle prove ad una casi-
fatto che con un corretto dimensiona- stica di giunzioni più ampia.
mento dell’unione si può ottenere una
ridistribuzione degli sforzi lungo la

lunghezza di aderenza, evitando la

concentrazione degli stessi in corri-
spondenza dei perni o dei bulloni, ed
una elevata rigidezza del collegamento.
Gli elementi in acciaio inoltre risultano
naturalmente protetti, grazie al legno
e alla resina, dal pericolo della corro-
sione senza poi sottovalutare il fatto
che l’aspetto estetico risulta sicura-

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LA COSTRUZIONE DEGLI EDIFICI DI LEGNO

Adesivi strutturali epossidici bicomponenti

Le resine epossidiche sono polimeri di questa soglia inizia un lento ram-
termoindurenti che contengono l’anello mollimento, perdendo in parte la loro
epossidico a tre atomi qui riportato. aderenza.
A differenza di altri prodotti, questa A questo proposito è necessario alzare
categoria di resine è la più diffusa es- quella soglia inserendo le resine epos-
senso in grado di realizzare materiali sidiche all’interno delle cavità lignee e
compositi avanzati, talvolta molto diversi delle connessioni, facendo attenzione
tra loro, come legno e acciaio. a proteggere le giunzioni con elementi
Le resine epossidiche sono prodotti che assicurino un buon isolamento ter-
viscosi a temperatura ambiente, per- mico.
tanto sono miscelate con diluenti per I produttori di protesi metalliche desti-
abbassarne la densità che si oppone nate alle connessioni offrono assistenza
allo scorrimento all’interno delle cavità nella progettazione di:
lignee, ai livelli utili desiderati per l’im- 1. giunti di continuità monodirezionali,
pregnazione delle fibre del legno. travi con giunti a gomito, o a ginoc-
Tali resine aderiscono molto bene anche chio;
alla maggior parte dei metalli, ai ma- 2. giunti a “tre-vie” per la costruzione
teriali plastici, al vetro, alla ceramica, di coperture spingenti, con cordolo
al calcestruzzo; per questo motivo armato;
sono molto apprezzate ed utilizzate in 3. solai collaboranti di legno-cemento;
edilizia, soprattutto non si alterano a 4. recupero conservativo di coperture,
temperature fredde, a patto di utilizzarle solai, capriate datate, ma di rilevante
sopra lo zero termico. pregio artistico e architettonico.
Le resine, miscelate con le ammine
alifatiche e aromatiche assumono sta- Alcuni esempi di utilizzo
bilità chimica, polimerizzano senza li- di resine epossidiche
berare prodotti secondari di reazione bicomponenti.
e, a indurimento avvenuto, si presen- Massima attenzione deve
tano come un adesivo solido al 100%, essere posta nella pulizia
senza inclusioni gassose, quindi senza delle cavità e delle protesi
quei vuoti o porosità che ne ridurreb- metalliche che devono essere
bero le forze leganti. spalmate di resine prima
Inoltre sono stabili e immodificabili, dell’inserimento.
non subiscono dilatazioni o ritiri che Inoltre le resine epossidiche
sono i veri responsabili delle tensioni devono essere protette
interne alle linee di incollaggio. dalle alte temperature.
Le resine epossidiche bicomponenti, Pertanto, nel progettare
dopo l’essiccazione e l’indurimento di- le connessioni, è opportuno
ventano insensibili all’umidità e resistono prestare particolare attenzione
ottimamente sia solventi, sia ai prodotti alla geometria dell’unione,
normalmente utilizzati nelle costruzioni. alle tensioni di snervamento
Sono normalmente stabili al calore fino delle barre, al tipo di resina
agli 80 gradi centigradi, ma al di sopra ecc. in modo da garantire
una buona duttilità

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Come predisporre gli apparati

nelle connessioni lignee
Il successo delle connessioni è sempre
legato alla pulizia degli elementi di
giunzione e alle parti da commettere.
Tali sedi devono essere protette da in-
filtrazioni d’acqua, ed eventualmente
asciugate prima dell’iniezione dell’ade-
sivo. Gli elementi metallici di armatura
dei giunti, siano essi barre di acciaio
o piastre di connessione, devono essere
opportunamente sgrassati e puliti da
impurità, soprattutto dagli ossidi che
vanno eliminati con sabbiatura.
In secondo luogo le protesi metalliche
devono essere spalmate di resina prima
di introdurle nelle sedi predisposte
nelle travi di legno.

Nella costruzione di graticci
vengono utilizzati giunti metallici a croce

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I MURI DI LEGNO
STRUTTURALE

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LA COSTRUZIONE DEGLI EDIFICI DI LEGNO

I muri strutturali di Xlam

Le case a struttura di legno stanno ri- derano tutta l’Italia a rischio sismico. E
trovando l’importanza che hanno avuto poiché l’azione del terremoto è diret-
nel passato. I motivi che spingono i tamente proporzionale al peso dei ma-
costruttori e gli impresari a rivolgersi nufatti è immediato intuire che la scelta
al legno sono molteplici, uno su tutti: il del progettista nell’utilizzare strutture
legno è ormai un’opportunità per le leggere va a tutto vantaggio della si-
imprese edili e non un nemico del ce- curezza.
mento armato da combattere ad ogni L’idea di costruire compensati strutturali,
costo. Del resto nell’opinione pubblica impiegando tavole da due, tre, fino a
è maggiormente crescente la sensibilità quattro centimetri di spessore, deriva
verso le tematiche ambientali, la rici- indubbiamente dall’osservazione del-
clabilità del materiale, i vantaggi di iso- l’ottimo comportamento del cugino più
lamento termico che evocano doti di stretto: il legno lamellare incollato per la
risparmio di denaro che dura per tutto costruzione delle grandi strutture. Nella
il suo ciclo di vita. fabbricazione delle travi lamellari le fibre
Infine l’utilizzo del legno nelle costruzioni delle tavole giuntate a pettine sono
consente la realizzazione di opere in rivolte in un’unica direzione, mentre nel
cui l’incidenza del peso proprio è van- compensato di tavole (lo dice la parola)
taggiosa, soprattutto per le strutture ogni strato è incollato con le fibre incro-
accessorie; un dettaglio fondamentale, ciate a 90 gradi (fig. 1 e 2)
dal momento che le normative consi- Sono opportune, a questo punto, alcune

Gianni Cecchinato editore,
fotografato di fianco
ad un pannello di grandi
dimensioni: 16 metri per 3,15

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Libro Legno Rib_Layout 1 23/09/15 12:30 Pagina 183 Caricamento e macchina
1 per la produzione di pannelli Xlam
Sequenza di produzione
delle lamelle.
Lamelle giuntate
nella lunghezza
del piano macchina
di formazione del pannello

2 Le colle per elementi costruttivi portanti
La sequenza di costruzione per ambienti interni ed esterni - norma EN 301
del pannello. sono colle PUR - Poliuretaniche
Le tavole bonificate dai difetti monocomponenti che:
(spaccature, nodi grandi, • reticolano in poche ore
sacche di resina, ecc.) • il processo è irreversibile
sono giuntate a pettine • non emanano inquinanti
e quindi classificate a vista • non contengono formaldeide
o a macchina. • sono resistenti all’acqua
Il valore di classificazione • sono resistenti ai solventi
della lamella (esempio: C 24)
è anche il valore di
classificazione del pannello

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Libro Legno Rib_Layout 1 23/09/15 12:30 Pagina 184

LA COSTRUZIONE DEGLI EDIFICI DI LEGNO

osservazioni preliminari su un prodotto Pannello chiodato Pannelli Xlam con tavole
relativamente nuovo: unite con cavicchi,
1. I pannelli prodotti a macchina sono senza colla.
di enormi dimensioni, le tavole giuntate La freccia indica
e piallate (vedi fig.2) lo dimostrano, e l’inserimento di una
possono arrivare alla rispettabile di- membrana antivento
mensione di 16m x 3,15m. Xlam curvo
2. la funzione portante del pannello, in di produzione austriaca
base alla sua utilizzazione assume il
compito di lastra in senso orizzontale
per il solaio e di piastra per la parete
in senso verticale
3. I collegamenti sono da considerare
come cerniere che assicurano la tra-
smissione delle forze da un elemento
all’altro
4. Il pannello è materiale omogeneo
che lavora sia a trazione che a com-
pressione
5. Il pannello ha capacità portante
nelle due direzioni principali del piano
6. In seguito alla ripartizione trasversale
dei carichi, riesce ad assorbire carichi
concentrati in ogni punto del piano.
7. Ha stabilità quasi perfetta nel piano,
dove le variazioni dimensionali sono
dell’ordine dello 0,1%
Questi in sintesi i valori di un prodotto
che ha assunto la massima espansione
di utilizzo soprattutto per le sue carat-
teristiche di solidità.
Dobbiamo aggiungere che sono in
classe di servizio 1 (uno) i pannelli
con umidità del materiale in equilibrio
con l’ambiente circostante alla tempe-
ratura di 20°C con umidità relativa del-
l’ambiente stesso che non superi il
65%, se non per poche settimane al-
l’anno. Sono in classe di servizio 2
(due) i pannelli con umidità del mate-
riale in equilibrio con l’ambiente circo-
stante alla temperatura di 20°C con
umidità relativa dell’ambiente stesso
che non superi l’85%, se non per
poche settimane all’anno. Sono di clas-
se di servizio 3 i pannelli che non cor-
rispondono alla classe di servizio 2.
Nei confronti delle sollecitazioni sismi-
che i pannelli Xlam offrono ottima resi-
stenza, poiché il materiale è omogeneo
sia che lavori a trazione sia che lavori
a compressione.

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Libro Legno Rib_Layout 1 23/09/15 12:30 Pagina 185

Sopra: nella maggior
parte dei casi avremo il
modello di trave inflessa

Dal volume di Andrea Bernasconi per Promolegno: Nel caso di elementi
gli elevati livelli di resistenza dei pannelli rispetto alle intensità squadrati, ma anche
delle azioni statiche nelle due direzioni del piano e nel fuori piano, nel caso di elementi
implicano un ottimo comportamento statico della struttura sagomati a sviluppo
e il soddisfacimento delle verifiche allo stato limite ultimo verticale la fibra è sempre
e allo stato limite di esercizio. La schematizzazione statica in direzione degli sforzi
dell’elemento è quella di una griglia di travi inflesse, di compressione (carichi)
che possono presentare caratteristiche meccaniche diverse La parete verticale
nelle due direzioni del piano. lavora a lastra.
Tutti i nodi sono
considerati cerniere

Il comportamento sismico Il pannello Xlam è un elemento di superficie che può assumere
della struttura Xlam, (ma anche le funzioni strutturali. Le lamelle degli strati dispari devono essere
della struttura a telaio), costituita da disposte nel lato lungo. Verifica a flessione: la distribuzione
pareti e solai rigidi, è di tipo scatolare: delle sollecitazioni a flessione deve tenere conto della struttura
la forza sismica orizzontale a strati del pannello e delle differenti caratteristiche meccaniche
si distribuisce tramite i solai rigidi dei singoli strati.
alle pareti in funzione della propria Il calcolo della rigidezza flessionale dovrà tenere conto della
rigidezza e da queste ai piani differenza del modulo di elasticità fra i diversi strati di tavole,
sottostanti fino in fondazione. pertanto è intuitivo trascurare gli strati disposti trasversalmente.
Risultano pertanto importanti
i collegamenti, sia a trazione
che a taglio, tra le diverse porzioni
di struttura per garantire la risposta
unitaria dell’edificio soggetto al sisma.

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