La muratura armata antisismica è uno dei sistemi costruttivi più semplici con cui possiamo realizzare un edificio a prova di terremoto.

In effetti il sistema in sé si compone di tre elementi semplici, ben conosciuti nel nostro Paese e applicati fin dai primi anni del ’900. Essi sono: i blocchi in laterizio, il legante (malta) e le barre in acciaio.

Attualmente esiste una sorta di confusione generica sul termine muratura armata, in quanto, con esso si tendono ad identificare anche tutte quelle pareti realizzate con la tecnica della muratura rinforzata con calcestruzzo meglio nota, in ambito europeo, con la dicitura masonry concrete fill.

Al contrario, la muratura armata antisismica è una tecnologia che propriamente è sinonimo di laterizio armato, ovvero la classica muratura portante a cui è stato aggiunto un’adeguata armatura di rinforzo con il fine di aumentarne le caratteristiche meccaniche e di duttilità.

Se pensiamo bene al sistema vero e proprio, scopriamo che, nel tem­po, la muratura armata è stata perfezionata, in termini di materiali e di tecnologie, seguendo la logica dello sviluppo edilizio. L’aggiunta, infatti, di barre di rinforzo verticali e orizzontali in una data parete ha permesso di realizzare un muro concettualmente semplice, ma con una resistenza maggiore rispetto alla classica muratura portante.

Fig.1_Confronto figurativo tra una muratura portante in laterizio e una muratura armata. Si nota come in quest’ultima ci sia uno scheletro di armatura di rinforzo atta a migliorarne il comportamento sotto azioni taglianti e flettenti_©Progettazione in zona sismica: muratura armata – Maggioli Editore

Nella Figura 1 viene riportato chiaramente lo sviluppo tecnologico della muratura armata antisismica. Partendo da un pannello classico in laterizio portante (riportato a sinistra), si inseriscono barre in acciaio ad aderenza migliorata nei punti estremi della parete e barre orizzontali annegate direttamente nel legante ad interassi prestabiliti.

Questo accorgimento tecnico, permette di aumentare notevolmente la resistenza dell’elemento. Vediamo come.

Se pensiamo idealmente di spingere alla sommità il muro nel piano, notiamo come esso sia interessato da due tipi di sollecitazioni:

• sollecitazione flettente. Essa è causata dalla comparsa di un momento flettente nella sezione di base dell’elemento generato, difatti, dal prodotto della forza orizzontale e il braccio della forza, ovvero, alterezza del muro;
• sollecitazione tagliante. Essa si genera per trasposizione della forza sull’elemento strutturale e si ridistribuisce nella parete provocando fessurazioni molto pericolose in zona sismica.

Fig.2_Principali modi di collasso di una parete in muratura: sollecitazione a pressoflessione e sollecitazione a taglio. Si noti come la disposizione delle armature di rinforzo segua il criterio proprio del singolo meccanismo di collasso_©Progettazione in zona sismica: muratura armata – Maggioli Editore

Ciò che sta alla base della muratura armata è proprio la spiccata dote di supportare le sollecitazioni precedentemente elencate, attraverso l’inserimento di un apposito rinforzo in acciaio. Infatti, come già accennato, il comportamento strutturale viene modificato con l’inserimento di apposita armatura di rinforzo indipendente, in modo tale che ogni singola sollecitazione sia propriamente gestita secondo quanto segue:

• armatura verticale. Le barre verticali fanno sì che il comportamento del muro si avvicini a quello di una classica parete in calcestruzzo armato. Si conferisce, pertanto, una maggiore resistenza a flessione grazie proprio alla presenza delle barre di armatura poste nella zona a trazione. In termini pratici, posizionare una barra di armatura nell’estremo in trazione fa sì che il momento resistente alla base della parete aumenti notevolmente;

• armatura orizzontale. Le barre orizzontali poste in una parete di muratura armata hanno il medesimo compito delle staffe su un elemento in calcestruzzo armato: lo sforzo di taglio viene totalmente assorbito da questo staffaggio che ha propriamente il compito di ridurre il comportamento fragile dell’elemento.

Ovviamente il sistema di armatura di rinforzo esposto in precedenza, risulta essere efficace solamente se le altre caratteristiche della muratura siano idonee e quindi rispettose dei parametri minimi prescritte dalle norme.

È chiaro come la muratura in questione sviluppi un comportamento consono solamente se il blocco di laterizio presenti una buona resistenza a compressione. Questa caratteristica, unita alle peculiarità del legante, permette di realizzare un elemento performante da impiegare in zona sismica.

Ovviamente quando parliamo di zona sismica parliamo anche (ma ultimamente soprattutto) di duttilità. A tal proposito, la muratura in sé risulta avere un comportamento duttile conferitogli da un insieme di caratteristiche, le cui principali sono:

• l’elevata resistenza del blocco di laterizio;
• l’elevata capacità di deformazione del legante.

Quali connessioni sono realizzabili in muratura armata antisismica?

Il sistema muratura armata e più in generale della muratura ordinaria, prevede un efficiente sistema di ammorsamento tra pareti ortogonali.

Al contrario di altre tecnologie oggigiorno di moda, la sovrapposizione sfalsata dei blocchi unita all’armatura d’angolo conferisce all’involucro un’ottima rigidezza torsionale grazie alla quale l’edificio può assorbire le sollecitazioni provocate dall’eccentricità accidentale del sisma.

Le principali connessioni, che si presentano durante la realizzazione di una struttura in muratura armata antisismica, sono sostanzialmente di due tipi: connessione d’angolo e connessione a T (Figura 3).

Fig.3_Esempio di struttura in muratura armata con individuazione delle principali connessioni tra pareti_©Progettazione in zona sismica: muratura armata – Maggioli Editore

Nella Figura 4 è stato riportato uno dei possibili schemi di realizzazione della muratura armata antisismica d’angolo. Esso si basa sulla tecnica proposta dal sistema Biotaurus© del Gruppo Stabila. Come è possibile notare dallo schema proposto, la posa è abbastanza intuitiva ed agevole. La realizzazione viene eseguita per “cicli” i quali si compongono di vari “corsi”, ovvero gli strati che servono per sviluppare in altezza la parete. Un ciclo completo consta di quattro corsi. Il primo ciclo è quello che coincide con la partenza e con la predisposizione delle barre in acciaio verticali fino ad arrivare al quinto corso in cui si ritrova la disposizione iniziale.

Fig.4_Schema di connessione d’angolo per il sistema costruttivo Biotaurus© (copyright Gruppo Stabila) – Progettazione in zona sismica: muratura armata – Maggioli Editore

Le connessioni a T sono una naturale estensione del giunto ad angolo visto in precedenza. Infatti è possibile constatare come la posa dei blocchi e dell’acciaio di rinforzo segua lo schema del giunto ad angolo (Figura 5).

Fig.5_Schema di connessione a T per il sistema costruttivo Biotaurus© (copyright Gruppo Stabila) – Progettazione in zona sismica: muratura armata – Maggioli Editore

È interessante porre l’attenzione sull’effettiva rigidezza che un giunto (ad angolo oppure a T) può conferire a livello strutturale. Infatti è dimostrabile anche a livello pratico come la posa dei blocchi e dell’acciaio di rinforzo segua lo schema base del giunto ad angolo.

È interessante porre l’attenzione sull’effettiva rigidezza che un giunto può conferire a livello strutturale: l’ammorsamento degli angoli unito ad un collegamento solidale con l’impalcato conferisce alla struttura il comportamento ideale in zona sismica prescritto al paragrafo 4.5.4 delle NTC 2018.

Come avvengono le connessioni tra muratura armata, fondazioni e solai?

Le connessioni con le fondazioni e con il solaio sono quelle classiche che riguardano anche la muratura ordinaria.

Tuttavia la presenza delle barre di rinforzo verticali impone di collegare tale armatura alle fondazioni attraverso la tecnica della ripresa oppure attraverso la tecnica delle barre post-installate. Quest’ultimo metodo, nella maggior parte dei casi, risulta molto più agevole per posizionare le barre e permette, inoltre, di ridurre drasticamente i problemi della sicurezza legati al fatto di effettuare lavorazioni in adiacenza a barre in acciaio verticali alte non meno di 3 m.

Per quanto concerne, invece, il collegamento al solaio, le barre vengono trattate come i pilastri, quindi con ripiega verso il cordolo che si ricorda deve essere rigido per permettere un’efficace trasmissione della precompressione superiore.

Indicazioni generali vengono fornite nel paragrafo 4.5.4 delle NTC 2018.

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Immagine di copertina: particolare di un giunto a T su pannelli in muratura armata antisismica (©copyright Casagrande Costruzioni Edili)

Le immagini ed il testo sono tratte dal volume:

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Catene murarie e incatenamenti delle strutture in muratura sono stati “riscoperti” in occasione dei sopralluoghi degli ingegneri e dei tecnici della Protezione civile a seguito del terremoto del 24 agosto 2016 in Centro Italia (vedi in proposito la documentazione fotografica dei danni strutturali agli edifici realizzata dagli esperti di ISI) e, ancora prima, del sisma dell’aprile 2009 in Abruzzo. In questo articolo, l’ingegner Stefano Valentini affronta il tema specifico.

Per quanto riguarda le strutture in muratura uno degli interventi più utilizzati è quello dell’incatenamento che consiste in un sistema di presidio e consolidamento dell’edificio in muratura costituito da catene e tiranti in grado di ricostituire e restituire un comportamento scatolare e monolitico della scatola muraria.

Gli incatenamenti sono efficaci sia per le pareti murarie poste in contiguità , sia per le pareti murarie contrapposte, sia per le pareti murarie sottoposte all’azione di elementi spingenti come, ad esempio,  volte non mutuamente contrastate o sufficientemente equilibrate da masse murarie. Sono cioè in grado di fare interagire mutuamente le murature e di fornire una risposta “globale” nei confronti delle azioni orizzontali contenendo l’entità degli spostamenti e delle rotazioni delle pareti stesse e consentendo la mitigazione della vulnerabilità per innesco di possibili meccanismi cinematici di ribaltamento per rotazione.

Gli incatenamenti sono efficaci per contenere le spinte non contrastate degli elementi voltati (archi e volte) e degli elementi spingenti (travi inclinate, capriate prive di tiranti e/o catene), in assenza di cordoli perimetrali, in caso di cedimenti differenziali delle fondazioni, per migliorare il comportamento scatolare e per limitare gli spostamenti relativi di differenti parti strutturali.
Infine possono essere utilizzati come presidio provvisorio di consolidamento per contrastare dissesti e cinematismi che investono il fabbricato.

Gli incatenamenti costituiscono un sistema di rinforzo ampiamente sperimentato ed applicato in organismi murari di tutti i tipi, anche in quelli molto antichi.

I tipi di incatenamenti degli edifici

Esistono diversi tipi di incatenamenti che vengono utilizzati nella pratica corrente; tra questi ci sono
le catene metalliche, costituite generalmente da barre tonde o da piatti e dai relativi sistemi di ancoraggio alle testate delle pareti murarie, i tiranti in acciaio ad alto limite elastico, come ad esempio le barre post-tese in acciaio speciale per c.a.p., trefoli, cavi in acciaio armonico e i relativi sistemi di ancoraggio, le travi in legno o metalliche che costituiscono gli elementi portanti degli orizzontamenti di piano e dei solai.

Per quanto riguarda gli interventi di collegamento di solai in legno alle pareti in muratura, si può in generale considerare i solai come elementi strutturali atti a conseguire il richiesto mutuo incatenamento delle pareti murarie, se questi rispettano determinate regole.
Con tale tecnica si utilizzano le travi costituenti gli elementi portanti degli orizzontamenti di piano e i relativi sistemi di ancoraggio alle pareti murarie vincolandole, per mezzo della posa in opera di chiavarde, capichiave o ancoraggi di ammorsamento, alle murature portanti sia parallele che ortogonali all’orditura. Si contribuisce in tale modo a solidarizzare l’impianto murario portante verticale complessivo costituito dai muri perimetrali e di spina su cui sono impostati gli orizzontamenti.

Negli ultimi anni tale tecnica è stata sviluppata anche con l’ausilio di tecnologie e materiali innovativi con l’utilizzo di ancoraggi realizzati in materiali compositi come fibre in carbonio e fibre metalliche ad elevata resistenza meccanica, adeguatamente posati con matrici epossidiche alle travi lignee e risvoltati con formazione di testa di contrasto sulla superficie esterna della parete muraria.
La possibilità di utilizzare i solai  come elementi utili anche a svolgere la funzione di incatenamento delle pareti murarie, deve essere ovviamente valutata attentamente soprattutto in funzione della qualità muraria delle pareti di ancoraggio, dello stato conservativo delle stesse travi portanti e dell’effettiva rigidezza di piano dei solai.

Pertanto, prima della posa in opera degli incatenamenti, dovrà valutarsi attentamente la qualità dei paramenti murari, soprattutto in corrispondenza delle zone di attestamento dei presidi di contrasto, poiché proprio in queste zone si determinano elevate azioni locali di compressione e punzonamento,
Solitamente è bene fare attenzione in caso ci si trovi di fronte a murature con tessitura in pietre di piccole dimensioni, informi e con scadente qualità della malta di allettamento.
È necessario cioè valutare l’opportunità di procedere, prima della posa in opera degli incatenamenti, all’esecuzione di opere di preconsolidamento locale come, ad esempio migliorando in generale la qualità della muratura.

Articolo dell’ing. Stefano Valentini

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A seguito dei recenti tragici eventi provocati dal terremoto in Centro Italia, torna di stringente attualità il dibattito sulla resistenza delle strutture edilizie alle sollecitazioni del sisma e alle prestazioni antisismiche dei diversi materiali: acciaio, calcestruzzo, muratura e legno. E proprio sul legno si concentra questo articolo, scritto dall’ing. Pierpaolo Cicchiello, attuale presidente della Commissione Strutture dell’Ordine degli Ingegneri di Monza e della Brianza. Il contributo, scritto dopo il terremoto che colpì l’Abruzzo nel 2009 è ancora attuale e fornisce degli utili spunti di riflessione sulle performance antisismiche dell’edilizia in legno.

II terremoto in Abruzzo ha evidenziato, tragicamente, una realtà trascurata, ossia che buona parte del territorio italiano presenta un rilevante rischio sismico. Questo comporta che, quando si costruisce, si debbano applicare criteri di sicurezza e utilizzare metodi costruttivi che siano effettivamente all’avanguardia. La tecnica e le tecnologie costruttive moderne offrono soluzioni che permettono di gestire e ridurre il rischio sismico entro livelli di sicurezza ritenuti, allo stato attuale delle cose e per le scelte del legislatore, accettabili.

La sicurezza delle costruzioni in relazione agli eventi sismici è ambito di ricerca e studio da diversi decenni nel mondo intero. In questi ultimi decenni particolarmente significativi sono stati i risultati ottenuti nell’ambito delle strutture in legno, da sempre diffuse in zone note per Ia frequenza dei fenomeni sismici come Nord America e Giappone.
È ormai riconosciuto come edifici in legno, correttamente progettati, se realizzati con moderne tecniche costruttive quali il sistema della costruzione intelaiata e la tecnologia X-Lam, possano garantire livelli elevati di performance sismica.

Perché adottare il legno in zona sismica?

Per consentire, nell’ambito di questo articolo, una visione d’insieme, ci limiteremo a esporre gli aspetti salienti che possono indurre ad adottare una soluzione costruttiva di questo genere per un edificio da erigere in zona a elevata intensità sismica.

1. Il legno è, tra i materiali da costruzione, il più leggero. Le sollecitazioni su una costruzione in caso di sisma sono, come noto, proporzionali anche alle masse della costruzione stessa. La massa del legno e circa ¼ di quella del calcestruzzo: questo comporta che, ceteris paribus, le costruzioni in legno siano sottoposte a un input sismico ridotto.
2. Per le sue caratteristiche meccaniche, il legno, naturalmente elastico, sopporta facilmente le deformazioni. Durante un sisma, la minor rigidezza e quindi la maggiore deformabilità dell’edificio permettono di assorbire meglio le sollecitazioni di natura sismica.
3. Il legno offre, in rapporto alla massa, un comportamento meccanico favorevole. La sua resistenza meccanica unitaria risulta fra le migliori in assoluto, il che si traduce nel fatto che le strutture in legno sono in grado di fronteggiare anche sollecitazioni importanti.

Le moderne costruzioni in legno vengono realizzate o per mezzo di telai in legno ricoperti di pannelli OSB (Oriented Strand Board) in caso di struttura intelaiata, oppure con l’utilizzo di elementi piani, quali pareti e solette, di pannelli X-LAM(costituito da legno massiccio a strati incrociati). Le costruzioni caratterizzate da elementi piani hanno maggiore resistenza sotto sisma rispetto a edifici con elementi monodimensionali (quali le strutture a pilastri), dal momento che rigidezza e resistenza della struttura risultano distribuite e non concentrate (leggi anche Sistema X LAM: moderna tecnica di costruzione in legno).

La struttura in legno, come abbiamo ora mostrato, non è formata da un corpo monolitico, ma è costituita da elementi diversi, quali pareti e solai, che vengono collegati tra loro con delle unioni meccaniche, i giunti. Questi, se ben progettate e realizzati, possono sia favorire la deformabilità della costruzione che contribuire alla dissipazione isteretica dell’energia sviluppata per il sisma.
In sostanza il grado di efficienza sismica offerto da una struttura in legno dipende primariamente dalle connessioni e dalla loro corretta concezione e progettazione.

A tal riguardo risulta di notevole interesse il progetto Sofie (leggi anche Il comportamento degli edifici in legno in caso di sisma), sviluppato presso il CNR-lVALSA (Istituto per la valorizzazione del legno e delle specie arboree). Nel 2006 un primo edificio di tre piani affrontò con disinvoltura l’esperimento presso il NIED di Tsukuba (National Institute for Earth Science and Disaster Prevention, Istituto nazionale di ricerca sulla prevenzione dei disastri), superando indenne la simulazione applicata fino a 7,2 sulla scala Richter, con meraviglia degli stessi giapponesi. Nel 2007 una struttura di legno che si sviluppa per 7 piani, per un’altezza di 24 metri, costruito con pannelli X-LAM, é stata sottoposta alla simulazione su pedana vibrante del terremoto di Kobe, caratterizzato da una magnitudo 7,2 Richter, che provocò la morte di oltre seimila persone. Per la precisione, il programma di prove ha previsto l’applicazione in successione di due accelerogrammi sismici. Il primo è stato il terremoto Niigata-Chuetsu-Oki del luglio 2007, con una magnitudo 6,8 Richter e una PGA (Peak Ground Acceleration, accelerazione di picco al suolo) pari a 1 g. Il secondo è stato il terremoto Hanshin-Awaji del 1995, noto come terremoto di Kobe, con una magnitudo 7,2 sulla scala Richter e una PGA 0,82 g.

In occasione del sisma di massima intensità ipotizzabile, le NTC prevedono che l’edificio possa danneggiarsi anche seriamente. In tale eventualità, Ia struttura in legno è, per sua natura, adatta a essere riparata attraverso la sostituzione di parti e connessioni danneggiate, rendendo economicamente vantaggioso recuperare Ia sua valenza strutturale.

II sistema a telaio (struttura intelaiata)

Diffuso in Nord America e Canada, il sistema a telaio prevede il ricorso a una struttura di elementi piani in legno, il telaio, uniti con chiodatura a pannelli strutturali in truciolari OSB (Oriented Strand Board). Così facendo si crea un elemento piano da utilizzare alla bisogna come parete o solaio, completato poi con isolante e strati di finitura. Questo tipo di costruzione, secondo le previsioni dei codici normativi più moderni, viene trattata con favore in caso di azioni sismiche.

X-LAM, pannelli di legno massiccio a strati incrociati

L’ X-LAM, noto anche come Cross Laminated Timber o panneIlo multistrato di legno massiccio, fa la sua comparsa nella seconda meta degli anni Novanta, mentre Ia prima omologazione risale al 1998. Esso si ottiene incollando diversi strati di tavole di legno incrociati, di spessore medio di 2 cm disposti ortogonalmente tra di loro, per uno spessore totale variabile dai 5 ai 30 cm, da utilizzare come pareti e solai per edifici. Essi sono realizzati dall’incollaggio di strati incrociati di tavole, dando origine così ad un materiale avente i pregi di lastre e piastre, ossia in grado di assorbire sollecitazioni in diverse direzioni. L’elevato grado di prefabbricazione rende tale tecnica costruttiva veloce, sicura, economica: anche aperture per porte e finestre vengono realizzate in ditta. Il vantaggio essenziale del loro uso è rappresentato dalla stabilità dimensionale, mentre le caratteristiche di rigidezza li rendono adatti nell’edilizia antisismica e per la realizzazione di edifici multipiano.

Il progetto SOFIE

Nel 2007, i pannelli X-LAM sono stati i protagonisti di una estesa ricerca presso il CNR-IVALSA: il test antisismico SOFIE. Come sopra anticipato, un edificio di 24 metri di altezza, realizzato con questi pannelli, è stato sottoposto alla simulazione del terremoto di Kobe, presso il NIED di Tsukuba in Giappone, su di una tavola vibrante tra le più grandi al mondo, con una misura di 15×20 m.

Le conclusioni cui si è giunti dopo la diffusa sperimentazione è che la costruzione realizzata con i pannelli X-LAM, uniti con connessioni meccaniche specificamente progettate, rappresenta una tecnica costruttiva efficace per la sicurezza in caso di sisma.
La ricerca condotta ha dimostrato l’affidabilità e Ia sicurezza del legno come materiale per l’edilizia, oltre al valore aggiunto che assicura in termini di comfort abitativo, risparmio energetico e rispetto dell’ambiente.

L’Italia è un paese a forte rischio sismico e la sua storia è caratterizzata da numerosi terremoti disastrosi. Ricerche come queste forniscono dei chiari segnali al mercato e alla società: le caratteristiche di flessibilità, resistenza, duttilità e leggerezza proprie del legno ne rendono appropriato l’impiego nelle aree classificate ad alto rischio sismico.

Si sottolinea che, con le Norme tecniche per le costruzioni, sia per gli edifici realizzati a piè d’opera che per gli edifici prefabbricati, non è più possibile in Italia, come avveniva in passato, costruire un edificio di legno senza un progetto strutturale completo e senza necessità di effettuare un deposito all’ufficio del Genio Civile; a lavori ultimati, l’edificio deve essere infine collaudato. Se fossero ritenute utili, le eventuali prove di carico sono da eseguire in base alle indicazioni della UNI EN 380 Strutture di legno – Metodi di prova – Principi generali per le prove di carico statico. In conclusione, in ottica di bioedilizia, giova sottolineare che il legno utilizzato, abete rosso della Val di Fiemme proveniente da foreste certificate per la gestione sostenibile, è un materiale naturale ed ecocompatibile.

Articolo di Pierpaolo Cicchiello, Ingegnere strutturista e collaboratore di Politecnico di Milano

A grandi passi, presso la facoltà di Ingegneria dell’Università di Trento, si stanno ultimando le fasi per il perfezionamento e la successiva commercializzazione (prevista già per l’autunno 2016) di un nuovo sistema costruttivo ibrido acciaio-legno modulare e prefabbricato per la realizzazione di solai ultraleggeri e resistenti da utilizzare anche nell’ambito dell’edilizia residenziale pubblica.

Sono stati completati proprio in questi giorni le prove di carico, tenute al Laboratorio Prove Materiali e Strutture dell’Università di Trento. L’obiettivo è di ottenere un prodotto flessibile, ad alto contenuto tecnologico, ecosostenibile e dai costi accessibili che l’ing. Cristiano Loss, assegnista di ricerca che lavora al Dipartimento di Ingegneria civile, ambientale e meccanica (DICAM) dell’Università di Trento, descrive così: «In questo sistema costruttivo innovativo ibrido acciaio-legno modulare e prefabbricato vengono proposti solai ultraleggeri e resistenti per la realizzazione di nuovi edifici sostenibili. Vengono sviluppate alcune soluzioni di collegamento per la realizzazione e la posa in opera di solai composti acciaio-legno, una prima assoluta che va ad aggiungersi ai già noti sistemi composti per l’edilizia residenziale».

La ricerca e la definizione dei collegamenti, continua Loss, è stata supportata da analisi numeriche e da prove sperimentali con test eseguiti su componenti di solaio adeguatamente dimensionati. Le indagini hanno consentito di definire e ottimizzare il sistema composto, migliorando lo sfruttamento dei materiali e dei collegamenti. Lo studio ha inoltre consentito di proporre un prototipo di solaio altamente ingegnerizzato. Il sistema è attualmente in evoluzione.

Le prove a cui sono stati sottoposti i nuovi solai ibridi acciaio e legno hanno simulato diverse tipologie di sollecitazioni, ivi comprese quelle sismiche e gli eventi atmosferici violenti e imprevedibili, sempre più considerati nell’agenda degli ingegneri strutturisti a causa dei cambiamenti climatici in atto nel nostro Paese.

Un momento delle prove effettuate sui solai ibridi acciaio e legno presso il Laboratorio Prove Materiali e Strutture dell’Università di Trento

Ma non solo. Come spiega Loss, che ha condotto la ricerca sotto la supervisione dei professori Maurizio Piazza e Riccardo Zandonini, il nuovo sistema costruttivo è particolarmente adatto per essere applicato nel settore dell’housing sociale.

Per quale motivo? «A fare la differenza rispetto al passato, racconta l’ing. Loss, è il mix di materiali impiegato nel nuovo tipo di struttura: acciaio, un materiale facilmente riciclabile, e legno di abete, un materiale naturale di grande qualità prodotto sul territorio trentino. Ma anche la grande flessibilità della struttura, che libera spazi sempre più ampi per la progettazione degli interni rendendo possibile, ad esempio, spostare le pareti interne assecondando le esigenze d’uso. Una caratteristica importante specialmente nell’edilizia sociale, dove nel tempo può capitare di dover adattare lo stesso appartamento per ospitare famiglie più o meno numerose».

Oltre alla ricerca c’è di più. Come accennato all’inizio di questo articolo, infatti, i solai ibridi acciaio e legno per l’abitare sociale saranno presto commercializzati. A sostenere le spese della ricerca in questi anni è stata Premetal, azienda di Rovereto che da anni si occupa di edilizia prefabbricata.

«Questa soluzione ibrida acciaio-legno, la prima mai realizzata in questo campo, consente di abbattere i costi della posa in opera e allo stesso tempo minimizza il rischio di infortuni o problemi di varia natura in cantiere», spiega il responsabile della Ricerca e Sviluppo dell’azienda, Andrea Poli che si augura di ottenere dalla messa in commercio di questo sistema costruttivo un ulteriore vantaggio competitivo rispetto ai concorrenti.

Con questa tecnologia, conclude Poli, abbiamo stimato di riuscire a consegnare un edificio di quattro piani in sei-otto mesi di cantiere.

Strutture in legno e legno lamellare

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La realizzazione di strutture in legno e legno lamellare è divenuta prassi corrente su tutto il territorio italiano. Finalmente il materiale più vecchio del mondo è, forse, riuscito a ritagliarsi la fetta di mercato che gli è assolutamente dovuta.In zona sismica,...

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Tempi di realizzazione: 14 settimane chiavi in mano, fondazioni escluse. Prezzo (di lancio) a partire da 1.450 euro/mq, variabile a seconda delle versioni, dei pacchetti opzionali e della località in cui è prevista la costruzione. Di cosa stiamo parlando? Al Fuorisalone, presso lo Showroom Elica di Via Pontaccio, 10 a Milano, domani verrà presentato in anteprima il sistema costruttivo M1 System, un sistema integrato di architettura precostruita configurabile su tablet o su PC, proprio come avviene ora per l’acquisto di un’automobile.

Presentiamo ai lettori alcune anticipazioni di questa novità che ibrida il settore delle costruzioni con quello del design grazie alla collaborazione di Mengucci Costruzioni, impresa marchigiana attiva nel centro Italia dal 1967, e lo studio di architettura Spacelab di Luca Silenzi e Zoè Chantall Monterubbiano.

Obiettivo dichiarato è quello di portare sul mercato immobiliare un manufatto industrializzato di classe energetica A+ configurabile, che cambia il modello di immobile unifamiliare

“Si è ripartiti dal foglio bianco”, dicono i protagonisti di questa innovazione, “provando ad immaginare qualcosa di radicalmente diverso per un settore produttivo che è immobile in troppi sensi”. Si tratta di un sistema di progettazione e costruzione modulare worldclass.

Ma cosa significa, esattamente, scegliere una casa configurabile?

“M1 integra per la prima volta in architettura il meglio di altri universi produttivi (automotive, industrial design, software & home automation, marketing expertise)”, proseguono i designer di Spacelab, “col risultato di un prodotto di eccellenza certificato e garantito: migliaia di ore di progettazione e coordinamento alle spalle per poter essere scelto e desiderato in pochi istanti”. 

Scelta la versione e le opzioni disponibili su tablet o computer, grazie a una App dedicata M1HomeConfigurator, una volta acquisiti i permessi burocratici, la fase di cantiere si riduce ad un semplice assemblaggio dei componenti.

Le combinazioni possibili tra allestimenti, materiali e tipologie di copertura sono oltre 6.000.

“M1 è perfetto come architettura sostitutiva per volumi energivori esistenti“, assicurano da Mengucci costruzioni, “il suo ottimo rapporto qualità-prezzo rende ragionevole l’ipotesi di demolizione e ricostruzione in caso di preesistenze non tutelate, col risultato di avere una casa all’avanguardia in Classe A+, impiantistica carbon-free e domotica avanzata di serie”.

Nella ricerca di soluzioni altamente performanti dal punto di vista della protezione sismica, Wienerberger ha studiato, messo a punto e realizzato una nuova gamma di laterizi, tecnicamente innovativi, per la realizzazione di murature armate: Porotherm BIO M.A. Evolution disponibile in tre spessori, 25, 30 e 35 cm.

A seguito dei recenti eventi sismici in Emilia che hanno messo in evidenza le qualità di sicurezza degli edifici in muratura portante, Wienerberger ha deciso di intensificare i propri investimenti nell’attività di ricerca verso soluzioni costruttive innovative con una ottimale resistenza: la ricerca è stata coronata dallo sviluppo di una nuova tipologia di laterizio, che cambia e semplifica il modo di costruire, soprattutto in zona sismica.

La muratura armata è una soluzione costruttiva che sviluppa e sintetizza i vantaggi delle due tipologie più diffuse e alternative: la muratura ordinaria portante e la muratura di tamponamento con strutture intelaiate in C.A.

Rispetto alla modalità costruttiva con struttura intelaiata la muratura armata non richiede la realizzazione di pilastri in c.a. di 30 cm, ma soltanto pilastrini di dimensioni contenute, riducendo notevolmente i ponti termici soprattutto sugli angoli. Inoltre non dovendo realizzare la struttura portante in C.A. si ottiene un notevole risparmio sia economico che di tempo.

La muratura armata è caratterizzata da una struttura verticale collegata agli orizzontamenti e alle fondazioni per garantire un comportamento monolitico e omogeneo della struttura nel resistere efficacemente alle azioni orizzontali e verticali, assicurando un’appropriata resistenza e stabilità in caso di sisma; inoltre l’inserimento di pilastrini in cemento armato all’interno della muratura e di staffe di ferro annegate nei corsi orizzontali, preserva intatta la libertà e flessibilità progettuale tipica delle strutture intelaiate.

Grazie all’incastro verticale dei blocchi la posa diventa molto più rapida e precisa, migliorando anche le prestazioni di isolamento termico e riducendo il consumo di malta. Inoltre grazie all’armatura della muratura si riducono i rischi di fessurazioni.

I blocchi della gamma Porotherm BIO M.A. Evolution sono disponibili in tre formati con spessori da 25, 30 e 35 cm, e oltre ai vantaggi di resistenza e stabilità, contribuiscono a migliorare il benessere e il comfort abitativo grazie a valori di trasmittanza termica U molto bassi (es. U=0,577 W/m²K con malta tradizionale di circa 1,2 cm per il blocco con spessore 30 cm).

I blocchi Porotherm BIO M.A. Evolution hanno inoltre un ottimo comportamento acustico con un potere fonoisolante Rw compreso fra 49 e 51 dB (incluso l’intonaco), assicurando buona protezione dai rumori esterni.

La gamma Porotherm BIO M.A. Evolution va ad arricchire la già affermata offerta di blocchi in laterizio Wienerberger con le sue efficaci soluzioni antisismiche per muratura portante, fra cui i blocchi rettificati della gamma Porotherm BIO PLAN.

Come tutti i prodotti della gamma Porotherm anche i blocchi BIO M.A. Evolution sono realizzati con materie prime completamente naturali, che richiedono poca energia e riciclabili in qualsiasi fase del loro ciclo di vita.

La notevole inerzia termica e l’elevata traspirabilità assicurano un clima abitativo piacevole e salubre all’interno degli edifici, anche durante i picchi di calore estivi.

Gli indubbi vantaggi in termini di rapidità e semplicità di posa, risparmio di costi di realizzazione, elevata sicurezza in zona sismica e di comportamento al fuoco, ecocompatibilità, efficienza termica e isolamento acustico uniti a una estrema libertà e versatilità progettuale fanno dei nuovi blocchi Porotherm BIO M.A. Evolution una delle innovazioni più interessanti per chi deve confrontarsi con una realizzazione in zona sismica.

Lo Studio di Ingegneria Valzelli di Brescia ha firmato il progetto di un complesso residenziale a impatto quasi zero nel centro della città di Bergamo, impiegando per la sua realizzazione il sistema Poroton Plan TS a setti sottili di Danesi.

La struttura, in classe energetica A, è stata costruita dall’Impresa Poledil del Gruppo Polini di Trescore Balneario.

In particolare la classe energetica A è stata raggiunta grazie al connubio dei laterizi Poroton Plan TS di Danesi abbinati a un isolamento termico a cappotto dello spessore di 16 cm, ottenendo così un consumo annuo di energia primaria di 21,46 kWh/m² (valore di progetto).

Inoltre va segnalato che il complesso è dotato di impianto geotermico per il riscaldamento e raffrescamento, abbinato a un sistema di ventilazione meccanica controllata che, oltre a regolare l’umidità degli ambienti, contribuirà a garantirne la salubrità.

La scelta dei blocchi Poroton Plan TS

Numerose sono le motivazioni che hanno portato lo Studio Valzelli alla scelta dei blocchi Poroton Plan TS nello spessore di 25 e 30 cm.

La prima è stata ottimizzare i costi di cantiere: utilizzare i blocchi rettificati Poroton Plan TS per la realizzazione delle tamponature ha significato ridurre drasticamente i tempi di posa rispetto ad un sistema tradizionale.

Alla riduzione dei costi ha concorso anche l’eliminazione dei tradizionali giunti di malta: il collante Plan Danesi viene infatti preparato direttamente dove vengono realizzate le murature (un sacco da 25 kg permette di posare 2 m³ di blocchi), quindi le tradizionali operazioni di preparazione e distribuzione della malta di allettamento ai vari piani dell’edificio vengono soppresse.

Le murature realizzate con i blocchi Poroton Plan TS risultano essere inoltre il supporto ideale per l’applicazione di cappotti termici in lastre. Il Sistema Plan Danesi genera pareti perfettamente planari, pulite e prive dei classici sbordi di malta. Applicare cappotti termici a lastre sulla superficie di queste pareti permette di evitare il possibile insorgere di fenomeni tensionali all’interno delle lastre stesse.

Altro elemento che ha portato alla scelta dei blocchi Poroton Plan TS è stato l’aspetto energetico. La linea Poroton Plan TS, rispetto a sistemi tradizionali, permette infatti di massimizzare l’efficienza energetica della muratura realizzata. La continua ricerca di elementi per muratura a elevate prestazioni e la costante innovazione a livello tecnologico hanno portato il Gruppo Danesi alla produzione della linea Poroton Plan TS che, grazie alla particolare configurazione geometrica a setti sottili e all’eliminazione dei tradizionali giunti di malta, consente di creare pareti dalle elevate prestazioni termiche. Costruire con blocchi Poroton Plan TS permette inoltre di raggiungere ottimi valori di sfasamento termico e attenuazione, fondamentali per garantire comfort a benessere anche nel periodo estivo.

Semplicità d’uso e facilità di posa

Nel cantiere di via Rampinelli a Bergamo l’utilizzo dei blocchi Poroton Plan TS ha determinato un’elevata velocità e facilità di esecuzione offrendo, al contempo, massimo ordine e pulizia della struttura realizzata e del cantiere stesso.

Caratterizzati da un’elevata costanza dimensionale, i blocchi Poroton Plan TS di Fornaci Laterizi Danesi nascono da un processo meccanizzato di rettifica che, con alta precisione e ristrette tolleranze, rende le facce piane e parallele, con scarti dimensionali dell’ordine di 0,2 mm.

È proprio in virtù di tale precisione che la posa in opera viene effettuata con un semplice strato di collante cementizio di un solo millimetro di spessore, in sostituzione del tradizionale letto di malta dello spessore di 8-12 mm. Questo, oltre a comportare una riduzione dei costi per il legante, porta anche a un sensibile miglioramento dell’isolamento termico, grazie all’eliminazione dei ponti termici che si vengono a creare in corrispondenza dei giunti di malta tradizionali.

Inoltre, il posizionamento dei blocchi sulla muratura, facilitato dalla planarità delle facce da sovrapporre, riduce i tempi di messa in opera del 40% rispetto ai blocchi tradizionali, migliorando anche la qualità e la pulizia del cantiere: aspetto non secondario, sia in termini di efficienza che di minor costo di realizzazione.

I prodotti Isotex® sono utilizzati da più di 60 anni. Con i prodotti Isotex si realizzano abitazioni a basso consumo energetico, antisismiche, silenziose ed ecologiche grazie alla propria produzione di casseri e solai in legno cemento.

L’utilizzo dei blocchi cassero in legno cemento Isotex® infatti garantisce isolamento termoacustico, struttura antisismica, resistenza al fuoco, rispetto per l’ambiente e comfort abitativo. L’impiego del blocco cassero e dei relativi pezzi speciali assicura l’eliminazione dei ponti termici, responsabili della comparsa di muffe e condensa e permette un maggiore risparmio energetico.

L’azienda, ampiamente presente in tutte le manifestazioni fieristiche di settore tra cui anche MADE Expo di Milano, può vantare diverse certificazioni: UNI EN ISO 9001:2000 dall’organismo DNV Det Norske Veritas Italia srl per il sistema di gestione della qualità, emesso per la prima volta nel 1999 da Sincert – Accertamento organismi di certificazione e ispezione; Certificato di conformità dello standard ANAB dei materiali per la bioedilizia dall’organismo ICEA Istituto per la Certificazione Etica e Ambientale; dall’Istituto per le Tecnologie della Costruzione ITC membro EOTA European Organisation for Technical Approvals.

Non meno importanti sono le marcature CE, per i blocchi cassero BTE e UNI EN 15498 mentre l’ultima è per i solai EN 15037-1.

La garanzia della qualità dei casseri in legno cemento è dovuta ai diversi controlli svolti in produzione. Inoltre un competente ufficio tecnico in cui lavorano ingegneri specializzati è in grado di offrire la loro esperienza con consulenze mirate alle specifiche esigenze dei clienti. L’assistenza tecnica in cantiere completa la gamma di servizi Isotex®.

Casseri in legno cemento

I blocchi cassero Isotex® ottemperano a quanto previsto nelle linee guida approvate dal consiglio superiore LLPP (luglio 2011). Sono costituiti da legno di abete e cemento Portland L’utilizzo di materie prime esclusivamente naturali per la realizzazione di blocchi cassero fa sì che essi siano riconosciuti come materiale biologico.

Sono caratterizzati da struttura macroporosa, indispensabile per la traspirazione della parete. Sono maneggevoli e caratterizzati da semplicità di posa.

I casseri in legno cemento sono posati a secco e successivamente riempiti con calcestruzzo per poter così garantire una struttura portante ottima. L’utilizzo dei casseri Isotex® rappresenta dunque il metodo più completo ed economico per realizzare pareti portanti.

Le normative per il risparmio energetico, la classificazione acustica degli edifici, l’attenzione verso la sostenibilità ambientale e le difficoltà in cui versa il mercato dell’edilizia rendono necessaria un’approfondita conoscenza delle tecniche costruttive per una stima accurata delle prestazioni offerte dagli elementi tecnici e dei costi da sostenere per la loro realizzazione.

Molteplici sono i requisiti ai quali l’involucro edilizio deve rispondere; risulta quindi necessario valutare contemporaneamente più aspetti che permettano di scegliere la soluzione che meglio soddisfi le esigenze del progetto.

Esaminando i prodotti presenti sul mercato, possono essere realizzate diverse soluzioni tecniche di parete perimetrale verticale, per le quali è possibile stimare le prestazioni e individuare un metodo di valutazione economica.

Le configurazioni più diffuse, oggetto della seguente analisi, sono la parete monostrato a isolamento diffuso, la parete con isolamento esterno continuo e la parete doppia con intercapedine isolata. Le diverse soluzioni sono ottenute facendo variare alcuni parametri, quali la tipologia e lo spessore del supporto impiegato, dell’isolante, della malta e dell’intonaco. In particolare, è previsto che il supporto sia realizzato con blocchi in laterizio, blocchi in calcestruzzo aerato autoclavato e blocchi cassero in legno cemento.

A seconda del materiale usato per realizzare il supporto, sono poi selezionate malte di allettamento diverse: malte tradizionali (λ=0,6÷0,9W/(mK), s_giunto=1,2÷1,3cm) e malte termiche (λ=0,2÷0,3W/(mK), s_giunto=1,2÷1,3cm) per blocchi in laterizio porizzato, collanti (λ=0,3÷0,5W/(mK), s_giunto=0,2÷0,3cm) per blocchi rettificati in laterizio e blocchi in calcestruzzo cellulare autoclavato; per blocchi cassero in legno cemento è prevista una posa a secco.

Gli isolanti scelti sono poliuretano, polistirene espanso sinterizzato, fibre vegetali di kenaf, sughero espanso autocollato, lana di roccia lamellare, silicato di calcio idrato e fibre di legno di spessore variabile tra 6 cm, 12 cm e 16 cm (ad eccezione di alcuni casi in cui lo spessore usato è 5 cm o 10, non essendo disponibili a catalogo gli spessori fissati) per le pareti a cappotto. Si usa invece poliuretano, polistirene espanso sinterizzato e grafite, lana di vetro, lana di roccia, poliestere, fibra di cellulosa, sughero espanso e vetro cellullare con uno spessore di 4 cm, 8 cm e 12 cm per le pareti doppie.

Anche gli intonaci usati variano a seconda del supporto: con i blocchi in laterizio è usato l’intonaco tradizionale (λ=0,54W/(mK), s=1,5cm) all’interno e all’esterno, considerando inoltre l’utilizzo dell’intonaco termico (λ=0,08W/(mK), s=3,0cm) all’esterno; con i blocchi in calcestruzzo cellulare autoclavato e legno cemento, è usato lo stesso intonaco sia all’interno che all’esterno (λ=0,50W/(mK), s=1,5cm).

Per ciascuna soluzione tecnica, sono valutati la resistenza termica, il potere fonoisolante, l’impatto ambientale e il costo. Come detto, il progetto è un compromesso di scelte diverse a seconda dei requisiti ai quali rispondere. In questo studio, ai fini dell’ottimizzazione tecnico-economica (e, quindi, ai fini dell’individuazione delle soluzioni tecniche più performanti al costo minore), è data maggiore importanza alla resistenza termica e al costo. Ciononostante, per effettuare una scelta consapevole, è necessario conoscere il comportamento prestazionale ed il profilo economico di ciascuna configurazione considerata.

I valori di resistenza termica sono rappresentati in ordine crescente, il prezzo è invece in ordine decrescente; in questo modo, i punti vicini all’origine corrispondono a prestazioni peggiori, mentre le soluzioni da preferire sono quelle più lontane dall’origine (figura 1 – l’immagine ingrandita è disponibile nella gallery).

Dal confronto delle diverse soluzioni in sezione corrente, risulta che le pareti con isolamento in intercapedine sono le soluzioni tecniche con un minor costo, ma anche con una minore resistenza termica, pur avendo un buon potere fonoisolante. Con le soluzioni monostrato si riescono a raggiungere valori molto buoni dal punto di vista termico, ad un prezzo elevato. Per quanto riguarda le soluzioni con isolamento esterno, il prezzo aumenta molto più velocemente del miglioramento termico corrispondente. La soluzione a cappotto è comunque la preferita a livello di cantiere, grazie alla facile posa in opera e soprattutto grazie alla possibilità di non dover correggere i ponti termici.

Considerando poi la messa a sistema delle soluzioni costruttive, è valutata l’incidenza di alcuni dettagli (nodo parete-pilastro e nodo parete-solaio). L’analisi delle prestazioni di un metro quadrato di parete, infatti, non sempre è significativa, poiché i risultati ottenuti si discostano significativamente dalla situazione reale, dove i dettagli incidono notevolmente. Considerando i ponti termici sviluppati in prossimità dei principali nodi costruttivi di una facciata standard, si mostra come la resistenza termica si riduca e subentri un costo aggiuntivo per la correzione del dettaglio (figura 2 – l’immagine ingrandita è disponibile nella gallery).

Considerando la correzione del ponte termico in corrispondenza del solaio, si prevede di inserire un frontalino di spessore 4 cm, 8 cm e 12 cm con una conduttività di 0,040 W/(mK) (EPS) e 0,10 W/(mK) (legno-magnesite).

Il nodo del pilastro è invece corretto inserendo un frontalino esterno di spessore 4 cm, 8 cm e 12 cm e conduttività 0,040 W/(mK) e 0,01 W/(mK) oppure creando una gabbia di isolante di spessore 4 cm e conduttività 0,040 W/(mK) intorno al pilastro.

Nel caso di pareti monostrato, se non si correggono i dettagli della trave e del pilastro, la riduzione della resistenza termica arriva al 60%. L’ottimizzazione tecnico-economica porta a valorizzare il frontalino in EPS e a scartare le soluzioni in cui si prevede di inserire un frontalino di legno-magnesite, a causa del suo elevato costo a fronte di una ridotta conduttività termica. Inoltre, a parità di incidenza economica, conviene introdurre un frontalino da 8 cm o 12 cm in EPS piuttosto che casserare il pilastro e inserire l’isolante su tutti i lati, poiché è notevole l’incidenza della manodopera (figura 3 – l’immagine ingrandita è disponibile nella gallery).

Per la configurazione di parete a cappotto, pur non correggendo il ponte termico, la riduzione della resistenza è modesta (fino al 13%). Nel caso in cui si inserisca un frontalino in EPS di 4 cm sia sulla trave che sul pilastro, la riduzione della resistenza arriva al 7% a fronte di un aumento di costo del 3%.

Per la configurazione di parete con isolamento in intercapedine, è stato considerato sia il caso in cui l’isolate è interrotto in corrispondenza della struttura portante, sia il caso in cui esso corre continuo. Avere uno strato di isolante che copre la struttura portante comporta un aumento del prezzo del 10%, ma permette di ottenere resistenze molto alte. Al contrario, se si interrompono i paramenti e l’isolante in corrispondenza di travi e pilastri, il ponte termico che si crea è importante; inserendo un frontalino o creando una gabbia di isolante che fodera il pilastro, il costo a metro quadrato di parete aumenta del 7÷10%, ma la resistenza è comunque ridotta del 15% nel caso di pareti poco isolate e del 40% quando aumenta lo spessore dell’isolamento in intercapedine.

In conclusione, per le soluzioni di parete monostrato i risultati migliori si ottengono quando si inserisce il frontalino in EPS di diversi spessori; le altre correzioni incidono in maniera eccessiva dal punto di vista economico senza apportare benefici sostanziali dal punto di vista termico.

Nel caso di pareti con isolamento a cappotto, quando non si inserisce il frontalino si ha un peggioramento della resistenza del 6÷10%; inserire invece uno strato ulteriore di isolante in corrispondenza della struttura portante comporta una riduzione della resistenza del 3÷7% e un aumento del prezzo del 3%.

Per le pareti con isolamento in intercapedine, non è consigliato inserire il frontalino in legno-magnesite, che incide economicamente, ma non termicamente. La soluzione migliore, soprattutto dal punto di vista termico, prevede la presenza di un isolamento che corre continuo all’esterno della struttura portante (grazie all’inserimento di un giunto isolante che garantisce il taglio termico).

È importante quindi sottolineare come la prestazione di una parete possa essere peggiorata a causa di una scarsa attenzione nel progettare i dettagli. Sarebbe inutile, quindi, investire nell’utilizzo di prodotti ad alte prestazioni e non controllare i ponti termici, poiché, come visto, bastano piccoli incrementi di prezzo per correggere, almeno parzialmente, i punti deboli della struttura. Ad esempio, una parete monostrato che in sezione corrente ha una resistenza pari a circa 7,50 m²K/W arriva ad avere una resistenza di 3,50 m²K/W se si trascurano i dettagli del solaio e del pilastro; incrementando del 7% l’investimento economico, si riesce a raggiungere una resistenza di 5,75 m²K/W.

È opportuno ricordare che nell’analisi non è stata considerata l’incidenza del ponte termico del serramento, che andrebbe ulteriormente a peggiorare il comportamento della soluzione tecnica, oltre ad incrementarne il prezzo.

Articolo di Daniela Pasini, ingegnere edile e assegnista di ricerca al Politecnico di Milano

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I solai in legno nei vecchi edifici sono spesso in buono stato, ma sono dimensionati per carichi accidentali modesti, ben lontani dai valori richiesti dalle normative, e con deformabilità eccessiva rispetto alle attuali esigenze.

Questo aspetto spesso conduce ad un bivio importante nei lavori di ristrutturazione: da un lato la necessità di affrontare carenze strutturali e funzionali attraverso la completa sostituzione, dall’altro il desiderio di conservare l’esistente con interventi di consolidamento.

Dato che la prima soluzione molte volte implica anche costi rilevanti e problematiche per la logistica, le necessità di consolidamento hanno condotto a sistemi capaci di coniugare affidabilità e rapidità di posa. Uno dei più efficaci è il solaio in legno e calcestruzzo collaborante, realizzato grazie all’interposizione di connettori metallici tra le travi di legno e la nuova soletta. Una soluzione capace di associare garanzia statica e pulizia esecutiva e che trova interessanti applicazioni anche nel caso di nuove realizzazioni.

La sempre maggiore sensibilità verso il recupero del patrimonio edilizio, specie nel caso di adeguamento delle strutture esistenti agli standard di utilizzo attuali, ha dato notevole impulso all’applicazione dei solai collaboranti in legno-calcestruzzo, in grado di ottenere realizzazioni valide sia dal punto di vista sismico che architettonico. Una soluzione particolarmente efficace, capace di risolvere con strumenti moderni i limiti del solaio esclusivamente ligneo utilizzato in passato, oggi spesso inadatto a resistere a carichi di tipo permanente e caratterizzato da deformazioni marcate tendenti a peggiorare nel tempo.

Verificato il buono stato di conservazione delle strutture in legno, il consolidamento dei solai si ottiene grazie alla realizzazione di un getto integrativo di calcestruzzo armato ammorsato alle murature perimetrali, che viene collegato al solaio tramite appositi strumenti, chiamati appunto ‘connettori’.

Essi collegano lo strato di cemento con il legno del solaio, realizzando la collaborazione tra la soletta ed i travetti, la cui efficacia caratterizza il comportamento globale dell’impalcato.

Il risultato è una struttura solidale che valorizza le qualità di entrambi i materiali: da un lato la peculiarità di resistere a forze di trazione proprie del legno, il quale rappresenta anche una finitura a vista di pregio, e dall’altra la buona resistenza a compressione del calcestruzzo che conferisce la rigidezza adatta ai carichi di progetto. Infatti, per effetto dei carichi verticali, il calcestruzzo risulterà prevalentemente compresso ed il legno prevalentemente teso.

Rispetto alle soluzioni in laterocemento o con travi in acciaio e soletta di calcestruzzo, quello collaborante presenta notevoli vantaggi sismici, richiesti dalla nuova normativa: è più leggero (= minor massa sismica) e consente di ottenere i benefici del rinforzo e della ripartizione delle forze sulla struttura, rappresentando un piano adeguatamente rigido a garantire il comportamento scatolare delle strutture in muratura e a trasmettere le sollecitazioni orizzontali verso le strutture intelaiate ai setti e ai pilastri.

Connettori metallici a secco
Consistono essenzialmente in elementi metallici concepiti in modo da permettere un forte aggrappaggio al legno e favorire la solidarizzazione con il calcestruzzo grazie all’aderenza che si sviluppa per l’ampia superficie del connettore. Ciò consente di realizzare correttamente la nervatura stabilizzante per la soletta in corrispondenza delle sottostanti travi di legno ed ottenere generalmente un raddoppio della portata del solaio, a parità di tensioni nel legno, ed una drastica riduzione della freccia di inflessione.

I connettori posso avere numerose forme e metodi applicativi: i modelli con posa a secco presentano una notevole gamma di vantaggi dato che non richiedono l’intervento di personale specializzato ed è possibile utilizzare materiali facilmente reperibili in ogni cantiere. Generalmente hanno la forma di grosse viti e vengono installati tramite fori sulla pavimentazione lignea del solaio, su cui poi viene stesa la soletta di calcestruzzo opportunamente armata. Molti modelli presentano anche opportuni sostegni per la posa della rete elettrosaldata, dato che non è necessario legarla ai connettori.

Articolo di  Andrea Cantini

Per approfondimenti:

www.tecnaria.com

www.habitatlegno.com

www.heco.it