LEZIONE 8. ARCHITETTURA TECNICA II Docente: Prof. Ing. Santi Maria Cascone ANNO ACCADEMICO

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1 LEZIONE 8

2 I PRODOTTI IN LEGNO E A BASE DI LEGNO

3 IL TAGLIO DEL LEGNO E possibile ottenere delle travi in legno massiccio a 4 fili a partire dalla sezione circolare del tronco in tre modi differenti: Con taglio a cuore vivo o con cuore Con taglio a cuore spaccato Con taglio fuori cuore

4 IL TAGLIO DEL LEGNO E possibile ottenere delle travi in legno massiccio a 4 fili a partire dalla sezione circolare del tronco in tre modi differenti: Conserva maggiormente gli equilibri tensionali, ma possono diventare molto rilevanti le fessure radiali in fase di essiccatura Determina meno sprigionamento di tensioni del precedente ma resta comunque a rischio di instabilità e di fessurazione radiale con possibilità di imbarcamento Offre maggiori garanzie contro le fessurazioni da ritiro ma in compenso è possibile un fenomeno di imbarcamento più marcato

5 IL TAGLIO DEL LEGNO FORMA OTTIMALE DEL TRONCO: rettangolare con un rapporto tra base e altezza b/h=0,71. Le fessurazioni radiali da ritiro sono tipiche del legno massiccio: - Se rientrano nei limiti normativi non costituiscono problematiche strutturali ma solo estetiche - Si manifestano in genere nella fase post-taglio, durante la stagionatura

6 IL LEGNO, PRODOTTO DA COSTRUZIONE Le tipologie di prodotto previste dalle NTC 2008 al cap sono: Legno massiccio Legno strutturale con giunti a dita Legno lamellare incollato Pannelli a base di legno Altri prodotti derivati dal legno per uso strutturale

7 LEGNO MASSICCIO Definizione da NTC 2008: Il legno massiccio per uso strutturale è un prodotto naturale, selezionato e classificato in dimensioni d uso secondo la resistenza, elemento per elemento, sulla base delle normative applicabili. In commercio elementi di questo tipo vengono anche definiti con terminologie consuete come segati o 4 fili. La produzione di elementi strutturali di legno massiccio a sezione rettangolare: 1. deve risultare conforme alla norma europea UNI EN deve rispettare quanto specificato al punto A del cap.11.1 delle NTC deve recare la marcatura CE Il legno massiccio può essere suddiviso in più sottocategorie: Legno tondo Travi uso Trieste (UT) Travi uso Fiume (UF) Legname squadrato, includente listelli/morali, tavole e tavoloni

8 LEGNO MASSICCIO Legno tondo E quello che si avvicina maggiormente alla forma naturale del tronco Richiede, rispetto alle altre tipologie, il minor numero di lavorazioni. LAVORAZIONI PREVISTE: scortecciatura e asportazione del cambio fino al raggiungimento dell alburno + eventuale rettificazione del tronco tramite tornitura. SPECIE LEGNOSE UTILIZZATE: conifere e latifoglie. CARATTERISTICHE: l integrità delle fibre garantisce al legno tondo una buona resistenza e una buona rigidezza. IMPIEGO IN EDILIZIA: limitato.

9 LEGNO MASSICCIO Travi uso Trieste (UT) Si tratta di travi squadrate coniche con smussi grezzi o puliti Non possono essere in genere posate se il tasso di umidità è >20% e le sue dimensioni commerciali variano da 8x8 cm a 55x55 cm per le sezioni e da 1m a 14m per la lunghezza LAVORAZIONI PREVISTE: squadratura con macchine fresatrici e pialle in modo continuo e seguendo la conicità del tronco. SPECIE LEGNOSE UTILIZZATE: abete rosso, abete bianco, douglasia, pino ed eventualmente larice. CARATTERISTICHE: 1. hanno migliori prestazioni a flessione delle travi UF in quanto conservano la sezione conica, garantendo l integrità della fibra e degli anelli di accrescimento con l unica eccezione della zona periferica di smusso. 2. Le fessurazioni da ritiro hanno un andamento abbastanza simmetrico rispetto all asse della sezione e pertanto influiscono relativamente poco sulle caratteristiche meccaniche della trave. 3. E ammessa una curvatura della trave purché sia solo in un piano e con freccia 2% della lunghezza. IMPIEGO IN EDILIZIA: coperture dei tetti sia nel settore delle ristrutturazioni che nel settore delle nuove costruzioni.

10 LEGNO MASSICCIO Travi uso Trieste (UT) Travi uso Trieste (UT)

11 LEGNO MASSICCIO Travi uso Fiume (UF) Si tratta di travi squadrate a facce parallele con smussi grezzi o puliti Non possono essere in genere posate se il tasso di umidità è >20% e le sue dimensioni commerciali variano da 8x8 cm a 50x50 cm per le sezioni e da 1m a 14m per la lunghezza LAVORAZIONI PREVISTE: squadratura con macchine fresatrici e pialle in modo continuo e con sezione costante per l intero tronco. SPECIE LEGNOSE UTILIZZATE: abete rosso, abete bianco, douglasia, pino ed eventualmente larice e a richiesta castagno e rovere. CARATTERISTICHE: 1. Le fessurazioni da ritiro hanno un andamento abbastanza simmetrico rispetto all asse della sezione e pertanto influiscono relativamente poco sulle caratteristiche meccaniche della trave. 2. E ammessa una curvatura della trave purché sia solo in un piano e con freccia 2% della lunghezza.

12 LEGNO MASSICCIO Travi uso Fiume (UF) IMPIEGO IN EDILIZIA: essendo una tipologia che molto si avvicina a quelle utilizzate nell architettura storica (trave in legno massiccio poco lavorata) viene impiegata nel settore delle ristrutturazioni e del restauro. Dopo essere state sostituite dalle travi in legno lamellare, oggi vengono nuovamente apprezzate per le loro qualità estetiche e, a seguito di sperimentazioni, per le loro qualità prestazionali. Molti limiti nel loro uso sono imputabili al vuoto in normativa circa il loro impiego Travi uso Fiume (UF) Travi uso Fiume (UF) migliorata Trave uso Fiume che manifesta delle fessurazioni da ritiro, parallele all asse della trave, dopo alcuni mesi dalla posa in opera

13 LEGNO MASSICCIO Legname squadrato Chiamati anche segati, i prodotti che gli appartengono presentano spigoli a 90 e una piallatura più o meno grezza. Misure standard sono: larghezza= 6,8,10,12,14 cm; altezza=10,12,14,16,18,20,24 cm LAVORAZIONI PREVISTE: sono limitate e vanno dalla segagione e stagionatura naturale alla segagione con essiccatura artificiale e piallatura finale. SPECIE LEGNOSE UTILIZZATE: abete rosso, abete bianco, pino, larice, douglasie e, su richiesta, rovere, faggio, castagno, frassino e robinia CARATTERISTICHE: vanno classificati in «a vista» o «a macchina» al fine di assegnare al materiale una classe di resistenza attraverso la definizione di un profilo resistente. (Circolare n.617 del febbraio 2009; la normativa di riferimento europea è la UNI EN 338:2004)

14 LEGNO MASSICCIO Legname squadrato Legname squadrato - tavole Legname squadrato - listelli

15 LEGNO MASSICCIO Legname squadrato IMPIEGO IN EDILIZIA: 1. Si impiega nelle coperture sotto forma di tavole per la formazione dei piani di posa e sotto forma di listelli per la realizzazione delle sedi di appoggio del manto.

16 LEGNO MASSICCIO Legname squadrato IMPIEGO IN EDILIZIA: 2. Si impiega per involucri edilizi performanti dogature/listellature orizzontali o verticali con sezione più o meno regolare vengono utilizzate come «pelle di sacrificio» al fine di proteggere l involucro sottostante e garantire la ventilazione della parete. La listellatura verticale, in particolare, evita il ristagno dell acqua

17 LEGNO MASSICCIO Legname squadrato IMPIEGO IN EDILIZIA: 3. Il legno sotto forma di listello assolve spesso anche il compito di orditura primaria o secondaria per il fissaggio meccanico dei rivestimenti di finitura. Facciata ventilata con doghe di legno orizzontali e viti a vista per il fissaggio della sottostruttura verticale

18 LEGNO MASSICCIO Legname squadrato IMPIEGO IN EDILIZIA: 4. Il legname squadrato può essere utilizzato come schermatura solare, evitando la penetrazione della radiazione termica all interno dell edificio. Generalmente in legno è la struttura supportata da un altra in metallo Schermature solari orizzontali in legno di larice: parete ( ) e dettaglio ( )

19 LEGNO MASSICCIO Legname squadrato IMPIEGO IN EDILIZIA: 4. ma in legno può anche essere la struttura di supporto ad un altra in metallo

20 LEGNO MASSICCIO Legno strutturale con giunti a dita Conosciuto con l acronimo del marchio registrato KVH (KONSTRUKTIONS VOLL HOLZ), è costituito da legno massiccio naturale squadrato e piallato, che viene giuntato di testa, cioè sulla sezione trasversale. Risolve il problema della lunghezza disponibile in commercio, legata inevitabilmente all altezza del tronco. Il giunto può essere, a seconda della direzione della fresatura, di tipo: - verticale più semplice ed economico da realizzare, è il più diffuso - orizzontale praticato a 90 rispetto al precedente Misure standard sono: lunghezza= 13 m, larghezza= mm, altezza= mm, umidità relativa del legno 15±3% max. LAVORAZIONI PREVISTE: Appositi utensili praticano su entrambe le teste delle travi da giuntare una fresatura molto precisa(positivo/negativo). La tenuta delle parti è basata su due principi: - effetto cuneo: le due parti dell incastro si compenetrano con estrema aderenza tali da essere indivisibili - incollaggio e successiva compressione delle parti stesse SPECIE LEGNOSE UTILIZZATE: abete rosso, abete bianco, pino, larice.

21 LEGNO MASSICCIO Legno strutturale con giunti a dita Giunto a pettine di tipo orizzontale Giunto a pettine di tipo verticale

22 LEGNO MASSICCIO Legno strutturale con giunti a dita CARATTERISTICHE: gli elementi così composti presentano elevata indeformabilità e caratteristiche di resistenza elevate. IMPIEGO IN EDILIZIA: il legno strutturale con giunti a dita trova applicazione nel settore edilizio delle costruzioni in legno - per impieghi strutturali a vista - per usi portanti quando è richiesta elevata indeformabilità e caratteristiche di resistenza elevate - per sistemi a telaio - con adeguati limiti dimensionali, per l esecuzione di pilastri e travi principali e secondarie per l orditura di una copertura o di un solaio - per solai in legno

23 LEGNO MASSICCIO Legno bilama e trilama Le travi bilama e trilama, note anche come travi duo o trio, sono costituite da due o tre lamelle di legno e non più, incollate tra loro in senso verticale. Dal punto di vista morfologico e prestazionale, si collocano a metà strada tra le travi con giunti a pettine e il legno lamellare sono costituite normalmente dall unione di travi KVH giuntate a pettine e poi incollate sulla lunghezza. Sono prodotte solo con giunto verticale. Misure standard sono: lunghezza= 13,5 m, larghezza= mm, altezza= mm, umidità relativa del legno= 15% max. LAVORAZIONI PREVISTE: le tavole che costituiscono l assortimento vengono segate, essiccate, classificate in base alla resistenza, giuntate, piallate ed infine incollate. SPECIE LEGNOSE UTILIZZATE: abete rosso, abete bianco, pino e larice. CARATTERISTICHE: le travi bilama e trilama sono molto stabili, con ridotta tendenza alla fessurazione in quanto costituite da travi giuntate a pettine quindi già di elevata qualità e controllo.

24 LEGNO MASSICCIO Legno bilama e trilama Trave bilama o duo Trave trilama o trio

25 LEGNO LAMELLARE INCOLLATO Il legno lamellare è generalmente realizzato con essenze legnose di conifera quali abete rosso, abete bianco, pino e larice. Alcune aziende usano legni più pregiati di latifoglia, come il rovere, il faggio, il frassino, la quercia, la robinia e il castagno. La qualità prestazionale è determinata in linea di massima da tre fattori: La qualità delle lamelle La corretta esecuzione del giunto a dita La posizione delle lamelle all interno del giunto La dimensione standard dello spessore delle lamelle varia da 32 mm a 40 mm, sino ad un massimo di 45 mm Le dimensioni delle travi standard in legno lamellare sono: -larghezza= cm -altezze= fino a 128 cm -lunghezze=6-24 m (generalmente non superano i 13,5 m per questioni di trasporto)

26 LEGNO LAMELLARE INCOLLATO Il legno lamellare ha spesso sostituito il laterocemento nella costruzione dei tetti; i motivi sono da ricercare: - nella velocità di posa - nella possibilità di sfruttare le valenze espressive del legno lasciato a vista - nella risoluzione agevolata dei ponti termici e dei valori di trasmittanza termica previsti per normativa. Edificio il cemento armato con copertura in legno lamellare (tetto pretagliato)

27 PANNELLI A BASE DI LEGNO Le NTC 08 articolano i pannelli a base di legno in 5 tipologie: - compensato, UNI EN pannelli di scaglie orientate (OSB), UNI EN pannello di particelle (truciolare), UNI EN pannelli di fibre, alta densità, UNI EN pannelli di fibre, media densità (MDF), UNI EN 622 Gli utilizzi dei pannelli a base di legno sono previsti dalla norma UNI 13986:2005 e sono: Per interno come componenti strutturali in ambiente secco Per interno (o esterno protetto) come componenti in ambiente umido Per esterno come componenti strutturali Per interno come componenti non strutturali in ambiente secco Per interni (o esterni protetti) come componenti non strutturali in ambiente umido Per esterno come componenti non strutturali Come assito strutturale su travetti di pavimenti in ambiente secco o umido o esterno Come assito strutturale su travetti di tetti in ambiente secco o umido o esterno Come rivestimento strutturale di montanti di pareti su perni in ambiente secco o umido o esterno La stessa normativa impone la marcatura obbligatoria dei pannelli.

28 PANNELLI A BASE DI LEGNO La qualità dei pannelli e le rispettive performance strutturali dipendono da tre fattori: La dimensione, l orientamento e la specie dei singoli elementi La consistenza del pannello in relazione alla massa fornita dai singoli granuli in funzione della percentuale di collante (minore sarà la granulometria dei singoli elementi, maggiore sarà il grado di uniformità del pannello, a discapito della resistenza) Il tipo di adesivo e le modalità di incollaggio e formatura del pannello Generalmente i pannelli sono realizzati con strati dispari in modo da avere una struttura bilanciata nei confronti delle possibili deformazioni. Importante è la definizione del luogo d impiego e le prestazioni meccaniche; di rilevante peso è sempre la presenza o meno di umidità.

29 PANNELLI A BASE DI LEGNO Compensato La composizione minima è quella costituita da tre strati (piallacci) disposti in modo ortogonale tra loro in modo da «compensare» le tensioni rendendo simmetrico il pannello. Normalmente lo spessore degli strati risulta uguale per rendere più uniforme il comportamento del pannello. In commercio sono presenti 3 categorie di compensato che variano in base al tipo di incollaggio utilizzato; esse sono: - Classe 1 - per uso in ambiente secco adesivi ureici (UF) - Classe 2 - per uso in ambienti umidi adesivi ureici rinforzati (MUF) di colore trasparente - Classe 3 - per uso in ambiente esterno adesivi fenolici o melaminici Misure standard sono: spessore= mm; larghezza= cm; lunghezza= cm SPECIE LEGNOSE UTILIZZATE: il legno più impiegato è il pioppo, lavorabile, flessibile e leggero, nonché ottimo «filtro biologico» per le aree soggette a degrado IMPIEGO IN EDILIZIA: limitato in Italia a causa del costo elevato e della poco visibilità del prodotto sul mercato.

30 PANNELLI A BASE DI LEGNO Compensato Pannello in compensato

31 PANNELLI A BASE DI LEGNO Pannelli di scaglie orientate (OSB) Il pannello OSB (Oriented Strand Board) è un pannello a scaglie di legno (strand) orientate e incollate tra loro con una resina sintetica che sono successivamente pressate in diversi strati. Presenta un ottima rapidità di posa, un costo ridotto e un buon risultato strutturale, ma anche un maggiore impatto sull ambiente a causa dell utilizzo di colla e del complesso ciclo di vita. In commercio sono presenti 4 categorie di OSB in funzione della resistenza meccanica e dell umidità del luogo di impiego del prodotto: - OSB 1, non strutturale - OSB 2, pannelli strutturali a uso luogo asciutto - OSB 3, pannelli strutturali a uso luogo umido (collante melaminico) - OSB 4, pannelli strutturali a uso luogo umido e per carichi pesanti (collante poliuretanico) Misure standard sono: spessore dei pannelli=9-22 mm; larghezza= cm; altezza= cm SPECIE LEGNOSE UTILIZZATE: legno di conifera (abete, pino) e legno di latifoglia.

32 PANNELLI A BASE DI LEGNO Pannelli di scaglie orientate (OSB) CARATTERISTICHE: presenta una buona resistenza alle sollecitazioni orizzontali di vento e sisma, ma anche una buona capacità di distribuzione delle azioni concentrate su strutture orizzontali. La densità è piuttosto elevata ed è pari a Kg/m 3. IMPIEGO IN EDILIZIA: viene impiegato per la sua particolare tessitura oppure: - come elemento di controventatura delle strutture a telaio verticale - come solaio - come elemento di irrigidimento nelle coperture - come manto sottotegola Pannelli di scaglie orientate (OSB)

33 PANNELLI A BASE DI LEGNO Pannelli di particelle (truciolare) in edilizia il loro impiego è assolutamente marginale e trascurabile Pannelli di fibre, alta densità pannelli ad alta densità ( kg/m 3 ). Sono classificati, a seconda del processo produttivo che implica differenti % di umidità delle fibre da lavorare, in: - pannelli per via umida - pannelli per via secca Misure standard sono: spessore= 3-8 mm; larghezza= 125 cm; lunghezza=250 cm IMPIEGO IN EDILIZIA: gli impieghi sono limitati; raramente sono impiegati per sistema a telaio o come strato interno per conferire massa alla parete o nei solai. Pannelli di fibre, media densità Sono ottenuti per via secca; in edilizia il loro impiego è assolutamente marginale e trascurabile

34 ALTRI PRODOTTI DERIVATI DAL LEGNO A USO STRUTTURALE Vi sono dei prodotti a uso strutturale derivati dal legno per cui non è vigente una norma strutturata vengono seguite le procedure di qualificazione come previsto dal par Non è esplicitato nessun prodotto particolare. Consideriamo allora i prodotti: Più importanti e innovativi presenti sul mercato internazionale del legno Non facenti parte del regime della EN13986 Cross Laminated Timber (XLAM) Laminated Veneer Lumber (LVL)

35 ALTRI PRODOTTI DERIVATI DAL LEGNO A USO STRUTTURALE Laminated Veneer Lumber (LVL) Appartiene alla famiglia degli stratificati di piallacci ed è costituito da strati di sfogliato sovrapposti con fibra parallela e incollati tra loro. E possibile raggiungere larghezze di 250 cm e lunghezze di 23 m variabili a seconda dei produttori. LAVORAZIONI PREVISTE: la lavorazione prevede la produzione di fogli sottili dello spessore di 3,2 mm che si riducono a 3 mm dopo la fase di pressatura. Dopo un accurata selezione dei fogli, questi ultimi vengono tagliati in strisce successive ed incollate fra loro e nuovamente pressate a caldo. SPECIE LEGNOSE UTILIZZATE: normalmente si usa legno di conifera (abete rosso) e più raramente latifoglie CARATTERISTICHE: le fibre parallele rendono il comportamento dell elemento finito molto simile a quello del tronco massiccio presente in natura e a una trave in legno massiccio. IMPIEGO IN EDILIZIA: prodotto ad uso strutturale, è poco usato nel mercato italiano e diffuso nel Nord Europa, negli Stati Uniti, nel Canada, nell Australia e nella Nuova Zelanda.

36 ALTRI PRODOTTI DERIVATI DAL LEGNO A USO STRUTTURALE Laminated Veneer Lumber (LVL) Laminated Veneer Lumber (LVL) Dettaglio di un collegamento tra due elementi in LVL

37 ALTRI PRODOTTI DERIVATI DAL LEGNO A USO STRUTTURALE Laminated Veneer Lumber (LVL) Vista di profilo Vista in superficie

38 ALTRI PRODOTTI DERIVATI DAL LEGNO A USO STRUTTURALE Laminated Veneer Lumber (LVL) - Caratteristiche strutturali molto superiori rispetto al legno lamellare - Ottima garanzia di stabilità - Assenza di aziende italiane che lo producano - Limitata rete di commercializzazione - Scarsa conoscenza da parte dei progettisti P R O C O N T R O Si predilige l XLAM

39 ALTRI PRODOTTI DERIVATI DAL LEGNO A USO STRUTTURALE Prodotti specifici per sistemi costruttivi alternativi Vi sono tre macrocategorie: 1. Prodotti che rientrano nel quadro edilizio generale in qualità di componenti facenti parte di alcuni sistemi costruttivi specifici. Modulo Steko

40 ALTRI PRODOTTI DERIVATI DAL LEGNO A USO STRUTTURALE Prodotti specifici per sistemi costruttivi alternativi Vi sono tre macrocategorie: 2. Prodotti con un impiego ad ampio spettro, in quanto collocabili anche in edifici con sistemi costruttivi diversi da quelli in legno. Legnolego Modulo VASS

41 ALTRI PRODOTTI DERIVATI DAL LEGNO A USO STRUTTURALE Prodotti specifici per sistemi costruttivi alternativi Vi sono tre macrocategorie: 3. Prodotti che si collocano a metà strada tra le due precedenti categorie, ovvero facenti parte di un sistema costruttivo completo (pareti+solai) o essere solo elementi di parete o di solaio. Si differenziano dai precedenti anche per la presenza di isolante. Stek