Strutture in legno - Davinson

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Strutture in legno

INTERVENTO PRIMA DELL'AVVENTO DEI COMPOSITI
Il posizionamento dei rinforzi FRP
In funzione della forma, dell'accessibilità, del grado estetico che si vuol ottenere, della rettilineità o meno della trave stessa, i rinforzi possono essere: lamelle interne a scomparsa, lamelle esterne, o, nel caso di forte irregolarità rettilinea con tondini in carbonio a scomparsa
LAMELLE A SCOMPARSA
Posizione laterale interna
Posizione intradosso verticali
Posizione mista laterali+ verticali
LAMELLE A VISTA
Posizione laterale esterna
BARRE PER TRAVI IRREGOLARI
Il legno esso stesso è un materiale "composito" naturale, in quanto composto da una matrice (la lignina) in cui sono disposte le fbre che conferiscono alta resistenza alla trazione (microfibrille); queste ultime sono disposte, in larga maggioranza, parallelamente all'asse del tronco ed è quindi in questa direzione che si sviluppa la massima resistenza alla trazione.

Ci sono situazioni che consiglierebbero la sostituzione della trave in legno ammalorata ma, per motivi diversi, non è possibile...... vuoi perché il pregio della trave originale determina la volontà di conservarla, vuoi perché il costo di sostituzione è molto elevato considerando le strutture complementari da dover rimuovere e ricollocare.

I sistemi per sopperire alla diminuzione di affidabilità di una trave in legno, sino a pochi anni fa erano i più svariati, ma sempre invasivi e deturpanti per l’estetica.  Il più usato era di posizionare in aderenza alla trave in legno una o più longherine in acciaio per sostenere i carichi.

Nella migliore delle ipotesi veniva posizionata una trave in acciaio formata da una lamiera piegata ad “U” con dimensioni leggermente superiori a quelle della trave in legno e riempimento dell’interstizio con una colata di resina epossidica, il tutto non senza aver inserito a distanze calcolate barre filettate che attraversavano lamiera e trave lignea, debitamente imbullonate. Nulla da eccepire dal punto di vista statico ma molto da dire sulla deturpazione estetica.

L’avvento delle tecniche FRP e FRCM consentono il raggiungimento di obbiettivi eccellenti con una scarsissima invasività. In particolare vorremmo evidenziare le fibre di carbonio ed i loro compositi, leggerissimi con caratteristiche meccaniche eccezionali e perfettamente collaboranti con il legno , anch'esso materiale "composito"..
Le tecniche di intervento su travi in legno con l’uso di composti in carbonio si determinano con i seguenti principali parametri:

1) Obbiettivo dell’intervento
2) Travi a “vista” o nascoste
3) Gravità delle problematiche della trave
4) Aspetto geometrico della trave

1) Obbiettivo dell’intervento
I progettisti sono a conoscenza che migliorare le prestazioni  di una trave in legno non è cosa facile, aumentare del 20- 30 % la resistenza a flessione è un ottimo risultato. Di fronte ad una carenza delle strutture lignee, è necessario stabilire gli obbiettivi che l’intervento si prefigge di raggiungere ed ovvero se è quello di un miglioramento prestazionale oppure un vero e proprio intervento che coinvolge tutte le strutture portanti del fabbricato.
Ovviamente oltre ad esserci una differenza nei costi di realizzazione, anche la progettazione dell’intervento è diversa: mentre nel primo caso occorre una verifica dell’apporto statico dell’intervento, nella seconda ipotesi si tratta di una vera e propria progettazione con i relativi dimensionamenti e posizionamenti dei composti in carbonio.

2) Travi a “vista” o “nascoste”
La possibilità che le travi siamo parte di un solaio a vista o che siano orditura di un sottotetto, influenzano il tipo di intervento da eseguire.
Nel caso siamo a vista, la buona arte richiede
l’intervento “invisibile”, si procederà quindi a inserire le  lamelle di rinforzo in carbonio (o le barre di carbonio) in tagli o scanalature prodotte nella trave che poi saranno stuccate con pasta di legno e resina sino ad essere perfettamente integrate nella trave stessa e impercettibili alla vista.
Nel caso di un sottotetto, il rinforzo può essere applicato in qualsiasi posizione in piena libertà ed evitando di produrre tagli o scanalature riducendo i costi di lavorazione.

3) Gravità delle problematiche della trave
Ogni trave è una storia a sé, può essere solamente inflessa per aumento dei carichi, per vetustà, per ammaloramento … o può essere lesionata o spezzata.
Il tipo di problematica determina la quantità di carbonio da inserire (che equivale alla superficie in mmq in sezione dell’elemento in carbonio da inserire) ed il suo posizionamento nella sezione della trave.

4) Aspetto geometrico della trave
Le travi in legno potrebbero essere perfettamente squadrate ma anche molto irregolari (tipo trieste ad ascia) ed, a volte, non è possibile inserire gli elementi in carbonio (come le lamelle) che hanno una rettilineità poco duttile. In questo caso si può optare per barre di carbonio che meglio si adattano alle asimmetrie.

Posizionamento di lamelle e barre di carbonio
Come già anticipato le lamelle e le barre possono essere posizionate internamente al profilo delle travi o esternamente.
A seguire alcuni esempi di posizionamento.
Le lamelle, in caso di gravi insufficienze statiche, possono essere raddoppiate o anche triplicate per aumentare la superficie utile di carbonio.
Le barre possono essere raddoppiate o disposte con interasse più fitto.

Tecnica applicativa

nel caso a “vista”
Nella trave viene creata una fessura di circa 3 mm (se si tratta di una sola lamella d 1,4 mm), ben pulita e primerizzata con impregnante epossidico; la lamella dovrà essere pulita con solvente e cosparsa di adesivo epossidico in pasta. La lamella impregnata di adesivo sarà inserita nella fessura e stuccata. La stuccatura con segatura di legno ed adesivo, completerà il lavoro.

Nel caso “nascosta”
La parte destinata a riceve la lamella dovrà essere piallata, applicare uno strato di adesivo epossidico con racla dentata e posizionare la lamella. Finitura con prottetivo verniciante.
La fasciatura con tessuto agli estremi completeranno il rinforzo “a taglio”

Nb.: L’incollaggio è la parte dominante dell’intervento. Infatti solamento una solida collaborazione tra il legno ed il carbonio consentirà il raggiungimento dei valori calcolati.

... qualche lavoro eseguito..
Trave primaria a Filettole (Pi)
Palazzo Lonati - Villanterio (PV)
Rniforzo dell'appoggio di una trave deteriorata
Museo Bardini (Firenze)
Sostituzione di parte di trave e rinforzo via Crispi (Pi)
Rinforzo orditura primaria - S.Giovanni alla Vena (Pi)
 
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