Strutture in legno: norme tecniche per la realizzazione

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1 Strutture in legno: norme tecniche per la realizzazione Dott. For. Marco Luchetti Responsabile Ufficio Normativa Area Legno 1

2 Italia come territorio sismico Scosse del maggio 2012 magnitudo momento profondità km massimo danno fra Modena e Ferrara accelerazione massima misurata: 0.26g I danni al costruito e al tessuto socio economico Principalmente su: patrimonio storico culturale ; costruzioni ad uso produttivo; edifici rurali Stima di Confindustria : centinaia di M di danni agli impianti industriali Stima di Coldiretti : 200 M di perdita per il settore agricolo; forme di parmigiano danneggiate Stima di Confesercenti :50 70% delle attività commerciali danneggiate (nei centri) 2

3 Italia come territorio sismico Cattedrale di S. Paolo (1929), Mirabello Cattedrale SS. Filippo e Giacomo (XV s.), Finale E. 3

4 Italia come territorio sismico Torre dei Modenesi (XV s.), Finale Emilia. a) prima; b) dopo la scossa delle 4:03; c) dopo la scossa delle 15:18 4

5 Italia come territorio sismico Rocca Estense (1402), Finale Emilia. sin.) prima; des.) dopo la scossa delle 4:03. 5

6 Italia come territorio sismico Palazzo del Comune (XV s.), Poggio Renatico. sin.) prima; des.) dopo la scossa delle 4:03 6

7 Italia come territorio sismico Produzione di ceramiche, Sant Agostino, vicino Roversetto 7

8 Italia come territorio sismico Edificio industriale prefabbricato, Sant Agostino, vicino Roversetto: rottura dei vincoli laterali 8

9 Italia come territorio sismico Collasso globale di un edificio per perdita di verticalità dei pilastri 9

10 Italia come territorio sismico Gli edifici in legno, in generale, si comportano bene nei confronti di azioni sismiche perché presentano masse ridotte se confrontati con edifici analoghi ma realizzati con materiali cosiddetti pesanti. Le preoccupazioni del progettista e del costruttore, indipendentemente dalla pericolosità sismica del sito, erano e sono legate soprattutto alla intrinseca leggerezza delle strutture lignee. 10

11 Italia come territorio sismico Il vecchio adagio dei carpentieri con riferimento a tali strutture: non è difficile farle stare su, il problema è farle stare giù, con chiaro riferimento alle azioni indotte dal vento. Ciò implica però che tutti gli elementi strutturali debbano essere vincolati tra loro, con collegamenti che quasi sempre hanno buone capacità di resistenza e, soprattutto, di deformazione anche oltre il limite elastico 11

12 Italia come territorio sismico EN Le zone dissipative devono essere localizzate in corrispondenza dei nodi e delle connessioni, mentre si deve assumere per le membrature di legno un comportamento elastico. 12

13 Italia come territorio sismico Progettare nel rispetto della pubblica incolumità, non significa sovradimensionare gli elementi della strutturali, bensì non concepire una struttura avente una maglia labile 13

14 Situazione Normativa Proposta di revisione NTC Par Aggiornamento dei vari riferimenti normativi Aggiornamento sui requisiti di produzione del legno massiccio Aggiornamento dei requisiti di produzione del legno strutturale con giunti a dita (duo/trio KVH) Aggiornamento sui requisiti di produzione del legno lamellare (ad es. richiesta di classificazione a macchina per tavole con classi superiori a C 30) Sospensione e revoca degli attestati di qualificazione in caso di inadempienze Precisato meglio l Attore che deve fornire la documentazione accompagnatoria e il manuali di posa in opera Precisati e resi cogenti i controlli da parte della DL 14

15 Controlli di produzione Legno come materiale prefabbricato Attribuire ad ogni singolo segato valori di resistenza, moduli elastici e massa volumica al fine di fornire allo strutturista valori caratteristici (classe di resistenza normalmente armonizzata con quella proposta dalla UNI EN 338) Par. 4.4 NTC (versione attuale e proposta di revisione) Tutto il legno per impieghi strutturali deve essere classificato secondo la resistenza, prima della sua messa in opera 15

16 Controlli di produzione Legno come materiale prefabbricato Differenza quindi fondamentali con altri materiali da costruzione: Gli elementi in legno sono classificati e marcati attraverso un preciso controllo di produzione, il cui controllo qualitativo avviene su ogni singolo elemento Una trave in legno non è «creata» in cantiere 16

17 Situazione Normativa Norme Tecniche per le Costruzioni Le NTC ( 11.1 e 11.7) prescrivono determinati livelli minimi di sicurezza in termini di certificazione dei materiali attraverso : A. Norma armonizzata B. Qualificazione Nazionale (Produttore e Centro di Lavorazione) C. Benestare Tecnico Europeo o Certificato di Idoneità Tecnica all impiego I materiali ad uso strutturale devono essere: Identificati a cura del produttore o centro di lavorazione (vedi Circ. Espl ) Qualificati secondo la responsabilità del fornitore Accettati dal Direttore Lavori mediante acquisizione e verifica della documentazione accompagnatoria 17

18 I controlli in accettazione La documentazione accompagnatoria Al fine di definire razionali controlli sui materiali in ingresso è indispesabile che il DL conosca i principi dedicati al sistema di controllo della produzione La presenza di una opportuna documentazione accompagnatoria (par delle NTC) risulta essere condizione necessaria e sufficiente per definire la conformità di un prodotto alla specificazione Tecnica applicabile. 18

19 Il Direttore Lavori è responsabile del controllo della veridicità della documentazione accompagnatoria Inoltre compito del Direttore Lavori: Far sì che il materiale legnoso sia custodito adeguatamente fino al montaggio Supervisionare le lavorazioni che vengono eseguite in cantiere Supervisionare le operazioni di montaggio al fine di garantire la corrispondenza tra quanto realizzato e quanto previsto nel progetto I controlli in accettazione La documentazione accompagnatoria 19

20 I controlli in accettazione Metodi di controllo per i materiali in ingresso in cantiere Legno massiccio Obbligo marcatura CE secondo EN Ha senso disporre prove a rottura sugli elementi fornito per verificare la correttezza della documentazione accompagnatoria? La derivazione dei valori caratteristici avviene attraverso un complesso iter statistico definito in accordo a norme di riferimento (EN 384). Singole prove di carico e la successiva comparazione dei valori ottenuti con la tipologia di legno fornita non hanno valore statistico e comunque i risultati ottenuti non possono essere estesi ad altri elementi forniti nella stessa commessa. L operazione che il DL può eseguire è ripetere la classificazione eseguita dal produttore 20

21 I controlli in accettazione Metodi di controllo per i materiali in ingresso in cantiere Legno Lamellare Qualificazione ministeriale (p.tp B par. 11.1) oppure marcatura CE secondo EN La normativa nazionale e comunitaria prevedono prove distruttive sui giunti e sui piani di incollaggio da effettuare in stabilimento. Il produttore è tenuto a tenere apposito registro contenente di tali prove di controllo interno della produzione 21

22 I controlli in accettazione Metodi di controllo per i materiali in ingresso in cantiere Legno Lamellare Qualificazione ministeriale (p.tp B par. 11.1) oppure marcatura CE secondo EN La tracciabilità del prodotto è garantita dalla Dichiarazione di conformità che riporta un riferimento alle prove eseguite in stabilimento 22

23 I controlli in accettazione Metodi di controllo per i materiali in ingresso in cantiere Legno Lamellare Qualificazione ministeriale (p.tp B par. 11.1) oppure marcatura CE secondo EN Non ha quindi senso ripetere tali prove di laboratorio qualora esista adeguata documentazione delle prove effettuate durante il processo produttivo, se questo è avvenuto sotto la sorveglianza di un Organismo di Certificazione. 23

24 I controlli in accettazione Metodi di controllo per i materiali in ingresso in cantiere Legno Lamellare Qualificazione ministeriale (p.tp B par. 11.1) oppure marcatura CE secondo EN Le lamelle generalmente dovrebbero avere il midollo rivolto verso lo stesso lato (classe di servizio 1 e 2). Per legno lamellare in classe di servizio (1 2) 3 le lamelle esterne alla sezione trasversale dovrebbero avere il lato del midollo rivolto verso l esterno. 24

25 I controlli in accettazione Metodi di controllo per i materiali in ingresso in cantiere XLAM Cross laminated timber Benestare Tecnico Europeo o Certificato di Idoneità Tecnica (p.to C del cap. 11.1) Normativa italiana e Europea riportano definizioni differenti di XLAM: pren 16351: prodotto costituito da almeno tre strati incollati disposti ortogonalmente tra di loro costituiti da tavole classificate secondo la resistenza o da pannelli a base di legno LG CIT: prodotto ottenuto per solo incollaggio, sotto adeguata pressione di tavole di legno massiccio classificate, a vista o a macchina, secondo la resistenza e disposte a strati (almeno 3) inclinati a 90 fra di loro in modo da ottenere pannelli adatti all uso strutturale nelle sole classi di servizio 1 e 2 (UNI EN ). La disposizione degli strati risulta sempre simmetrica rispetto al piano medio del pannello. 25

26 I controlli in accettazione Metodi di controllo per i materiali in ingresso in cantiere XLAM Cross Laminated Timber Benestare Tecnico Europeo o Certificato di Idoneità Tecnica (p.to C del cap. 11.1) La normativa nazionale e comunitaria prevedono prove distruttive sui giunti e sui piani di incollaggio da effettuare in stabilimento. Il produttore è tenuto a tenere apposito registro contenente di tali prove di controllo interno della produzione 26

27 I controlli in accettazione Metodi di controllo per i materiali in ingresso in cantiere XLAM Cross Laminated Timber Benestare Tecnico Europeo o Certificato di Idoneità Tecnica (p.to C del cap. 11.1) Non ha quindi senso ripetere tali prove di laboratorio qualora esista adeguata documentazione delle prove effettuate durante il processo produttivo, se questo è avvenuto alla sorveglianza di un Organismo di Certificazione 27

28 Dubbi circa la veridicità della documentazione accompagnatoria Prove «complementari» Esclusivamente nei casi in cui non siano soddisfatti i controlli di accettazione, oppure sorgano dubbi sulla qualità e rispondenza dei prodotti a quanto dichiarato, oppure non si abbiano a disposizione le prove condotte in stabilimento, si potrà procedere ad una valutazione delle caratteristiche prestazionali degli elementi attraverso una serie di prove distruttive e non distruttive 28

29 Dubbi circa la veridicità della documentazione accompagnatoria Prove «complementari» Legno massiccio: compatibilmente con i volumi della fornitura, potrà essere fatto riferimento ai criteri di accettazione così come indicato all interno della UNI EN 384. Rimane comunque discrezione del Direttore Lavori procedere a rifiutare parte o tutto il materiale in ingresso in cantiere. 29

30 Dubbi circa la veridicità della documentazione accompagnatoria Prove «complementari» Assortimenti giuntati: qualora non si riesca a acquisire sufficienti informazioni relative al controllo di produzione in fabbrica, il Direttore Lavori potrà richiedere specifiche prove secondo i seguenti metodi di prova: Prove sui giunti a dita ( finger joint ) in conformità alla UNI EN 408 Prove di delaminazione per classe di servizio 3 secondo la UNI EN 391 Prove a taglio per classe di servizio 1 e 2, in conformità alla UNI EN

31 Dubbi circa la veridicità della documentazione accompagnatoria Prove «complementari» In aggiunta, relativamente ad elementi strutturali di grandi dimensioni, si potrà far riferimento ai criteri disposti dalla UNI EN 380 («Strutture di legno. Metodi di prova. Principi generali per le prove con carico statico») 31

32 UNI TR «Linee Guida per i controlli di accettazione in cantiere» Il rapporto tecnico (in iter istruttorio presso UNI) fornisce indicazioni per il controllo della conformità in ingresso al cantiere del legno massiccio e dei prodotti a base di legno. All interno del documento sono infatti riportate casistiche di riferimento per la Direzione Lavori per i controlli di accettazione. 32

33 Alcuni esempi Controlli sul progetto Esempio evidente di mancanza di controllo Progetto non corretto per esposizione del materiale 33

34 Alcuni esempi Controlli sul materiale in ingresso Giunto a dita lamella esterna La normativa prescrive specifiche distanze tra nodo e giunto a dita (mancanza di controlli in fase di produzione) 34

35 Alcuni esempi Controlli sul materiale in ingresso Lamella esterna LL Nodi a baffo sulla lamella esterna: dimensioni non tollerate in normativa (classificazione a vista ) 35

36 Alcuni esempi Controlli sul materiale in ingresso Elemento massiccio non classificabile per uso strutturale Inclinazione della fibratura superiore a quella tollerata per le norme di classificazione con metodi a vista 36

37 Alcuni esempi Controlli sul materiale in ingresso Testate di travi in legno lamellare Presenza di fessure da ritiro sulle testate probabilmente dovute ad una non corretta essiccazione delle lamelle Fessura perpendicolare all orientamento della fibratura 37

38 Alcuni esempi Controlli sul materiale in ingresso Compensato di tavole (XLAM) Non corretta distribuzione dell adesivo; «delaminazione» di alcuni degli strati che compongono il pannello stesso 38

39 Alcuni esempi Controlli in corso d opera Errato posizionamento hold down 39

40 Alcuni esempi Controlli in corso d opera Mancato controllo: rispetto delle tolleranze di progetto Piastre metalliche 40

41 Alcuni esempi Controlli in corso d opera Errato posizionamento dei pannelli, quindi assenza di continuità nel piano 41

42 Alcuni esempi Controlli in corso d opera Mancata protezione del cantiere Il legno può bagnarsi, ma deve essere in grado di asciugarsi 42

43 Alcuni esempi Protezione in cantiere e del cantiere 43

44 Durabilità Se il legno si degrada non è colpa del legno ma del progettista: la scelta della specie legnosa in funzione dell'ambiente in cui l'elemento verrà messo in opera, l'eventuale trattamento preservante, idettaglicostruttivi, la protezione dall'umidità rendono il legno materiale eterno. Il legno non subisce alcun degrado e decadimento delle caratteristiche meccaniche semplicemente dovuto al passare del tempo. La durabilità si progetta! 44

45 Durabilità Qualche esempio: appoggi Contro l'attacco da funghi della carie l'unico intervento risolutivo è la rimozione della causa dell'umidità. Dopo aver bloccato il degrado e rimosse le cause andrà valutata la necessità di intervenire con interventi di consolidamento. 45

46 Durabilità Qualche esempio: appoggi Gli appoggi delle strutture di legno sono in generale le parti più delicate dal punto di vista del degrado biologico in quanto possono essere oggetto di trappole di umidità, cioè ristagno di acqua. 46

47 Durabilità Qualche esempio: appoggi A: discutibile; B: corretto; C: sbagliato. I pilastri devono essere convenientemente sollevati da terra per evitare che eventuale acqua possa essere assorbita; l ampiezza della piastra di base deve essere ridotta al minimo indispensabile per diminuire la superficie di contatto. La soluzione c forma bicchiere e determina «trappola di umidità» 47

48 Durabilità Qualche esempio: appoggi I fori di drenaggio alla base delle scarpe metalliche assicurano la ventilazione e il deflusso delle acque. Devono essere sufficientemente ampi da non potersi ostruire. 48

49 Durabilità Qualche esempio: protezioni Protezione delle sezioni di testa e dell estradosso Questi particolari costruttivi semplici ma efficaci conferiscono molti anni di durabilità alle strutture esposte altrimenti destinate a rapido degrado in pochi anni 49

50 Conclusioni la qualità del costruito (indipendentemente dal materiale utilizzato) dipende da molteplici fattori che vedono coinvolte competenze diverse in differenti settori, che vanno dalla progettazione strutturale, ai controlli di produzione, per finire alle verifiche della direzione dei lavori sul materiale in ingresso in cantiere e a quelle finali del collaudatore. È quindi necessario prendere coscienza che il concetto di pubblica incolumità dipende, a mio parere, da un concetto di filiera, a prescindere dal materiale utilizzato. Solo attraverso una crescita congiunta dei produttori, centri di lavorazione e professionisti si potranno prendere tutti gli accorgimenti necessari atti a scongiurare la perdita di vite umane ed evitare tragedie come successo nelle aree colpite dal sisma in Emilia e in Abruzzo Grazie per l attenzione... 50