Caratteristiche degli elementi strutturali di legno massiccio
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Vantaggi e caratteristiche del legno massello per usi strutturali
Ancor oggi è possibile usare il legno massello per realizzare i solai o la struttura portante delle coperture di piccoli edifici come le villette o le palazzine dei centri storici, sia nel caso di ristrutturazione, che di nuova costruzione.
Contrariamente a quel che si pensa generalmente, il legno massiccio è un materiale da costruzione eccellente, dotato di numerosi pregi: è affidabile, facilmente lavorabile, ecosostenibile e, se protetto dalla pioggia battente e dall'esposizione a un'umidità eccessiva, dura secoli.
Possiede inoltre una discreta resistenza al fuoco e una forte anisotropia, cioè una correlazione molto elevata tra la massa volumica legno (o la densità) e la sua resistenza meccanica lungo una sola direzione preferenziale, identificabile con quella delle fibre.
Copertura con travi in legno massiccio, by Vender Legnami
Per gli usi strutturali si impiegano soprattutto il legno di conifera, anche se anticamente negli edifici di pregio erano comuni anche il castagno, il rovere massello (quercia) o il legno massello di noce.
Al giorno d'oggi si tende invece a preferire il massello di abete bianco, abete rosso o larice, anche se sono comunque reperibili elementi di castagno o legno rovere naturale.
Criteri di classificazione tecnica del legno da costruzioni
Esistono più tipi di legno massello, ciascuno dei quali con caratteristiche variabili in base alla sua destinazione d'uso.
In generale, il legname per edilizia viene classificato secondo quattro caratteristiche principali:
- l'essenza legnosa;
- la forma dell'elemento;
- la presenza di difetti come fenditure, nodi, cipollature o deviazioni delle fibre;
- la resistenza meccanica, soprattutto a flessione e compressione.
Tronchi d'albero, la materia prima delle travi di legno massiccio
Sono queste infatti le caratteristiche legno massello più importanti dal punto di vista costruttivo, regolate e codificate da una serie di normative molto ampia e articolata.
Ad esempio, la resistenza meccanica di esercizio del legno massiccio, una caratteristica ovviamente fondamentale per dimensionare correttamente gli elementi strutturali, è definita in base alla specie legnosa, alle condizioni ambientali in cui il legname è posto in opera e alla durata del carico.
Il legno per usi strutturali deve avere pochissimi difetti
La resistenza è infatti correlata sia all'umidità relativa dell'aria, sia alla durata del carico: naturalmente, per gli usi strutturali occorre considerare solo la resistenza ai carichi permanenti, cioè con durata superiore a 10 anni.
La resistenza meccanica del legno di abete bianco
É perciò difficile fornire dei valori univoci di resistenza meccanica del legno massiccio.
Tuttavia, considerando ad esempio il legno abete bianco, i carichi di rottura, ovviamente nettamente superiori alla resistenza perché nella progettazione strutturale si deve sempre considerare un adeguato margine di sicurezza, sono invece rispettivamente di:
- 84 N/mm2 per la rottura a trazione;
- 38 N/mm2 per la rottura a compressione assiale;
- 67 N/mm2 per la rottura a flessione;
- 5 N/mm2 per la rottura a taglio.
Il modulo di elasticità è infine di 14000 N/mm2.
Modelli di elementi in legno strutturale
Per la costruzione di solai, capriate e coperture si usano correntemente vari tipi travi in legno massello:
- gli elementi uso Fiume o uso Trieste per le travi maestre dei solai;
- gli arcarecci delle coperture e i vari componenti delle capriate (puntoni, catena, monaco e saettoni);
- i segati a quattro fili per i travicelli o gli arcarecci;
- i tavoloni per gli impalcati strutturali.
Ciascuno di questi possiede caratteristiche precise e standardizzate, descritte in particolare dalla Norma UNI 11035-3.
Travi uso Fiume
Si tratta di travi in legno massiccio a sezione quadrata o rettangolare, ottenute da un singolo tronco d'albero mediante scortecciatura preliminare e successiva squadratura meccanica, continua e parallela dalla base alla punta dell'elemento, con quattro smussature a 45° (una per ciascun angolo) a dimensioni costanti e predeterminate.
Su richiesta, alcune aziende come Vender Legnami Srl producono anche travi uso Fiume con bordi grezzi e non piallati, particolarmente indicati per gli interventi di restauro: l'uso di queste membrature è infatti comune soprattutto nel recupero degli edifici storici.
Naturalmente, le dimensioni travi legno massiccio uso Fiume sono variabili a seconda della luce e del carico da sopportare: il catalogo di Vender Legnami comprende ad esempio elementi con sezioni comprese tra cm 9x9 e 27x27.
Travi uso Trieste
Le travi uso Trieste si differenziano da quelle uso fiume soprattutto per la loro forma in senso longitudinale: la sezione delle travi uso Fiume rimane infatti costante per l'intera lunghezza dell'elemento.
Le travi uso Trieste, invece, hanno un profilo tronco-conico che asseconda la rastremazione naturale del tronco di partenza.
Naturalmente, anche gli spigoli delle travi uso Trieste vengono smussati secondo forme e dimensioni predeterminate, con tolleranze massime stabilite dalle norme.
Le dimensioni delle travi uso Trieste sono grosso modo le stesse di quelle uso Fiume: l'azienda Darta Legno è in grado di fornire travi con lunghezza compresa fra 3 e 13 metri e sezioni da cm 11x11 a cm 35x35.
Anche le applicazioni in edilizia sono le stesse delle travi uso Fiume.
Segati a quattro fili
I segati a quattro fili non presentano alcuno smusso in corrispondenza degli angoli, che si caratterizzano quindi per gli spigoli netti e accentuati.
Nelle strutture di legno massiccio vengono usati normalmente per i travetti dei solai o i travicelli e gli arcarecci delle coperture: i profili più diffusi, detti morali o moraletti a seconda delle dimensioni, hanno infatti una sezione quadrata con lato nominale compreso fra 8 e 12 cm.
Sono però comuni anche le smezzole, travi a sezione rettangolare di dimensioni contenute. Data Legno ne propone due versioni, con dimensioni nominali di cm 10x15 o 12x16.
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