I SISTEMI COSTRUTTIVI

Struttura a telaio “Platform frame”

Il sistema forse più diffuso al mondo per la realizzazione di edifici a uno o più piani a struttura di legno. La quasi totalità degli edifici residenziali in Nordamerica sono costruiti con questo sistema, molto diffuso nella maggior parte dei paesi nordici. E’ formato da pareti costituite da intelaiature di elementi in legno posti ad interasse costante alle quali da entrambi i lati vengono collegati, con lastre di gessofibra o legno OSB.

Il pacchetto costruttivo delle pareti viene completato mediante il posizionamento dell’isolante all’interno dell’intercapedine dell’intelaiatura. L’isolante è generalmente costituito da fibra di legno o lana di roccia; dalla parte calda di quest’ultimo viene posizionata la barriera al vapore. E completate all’esterno con un rivestimento del tipo “a cappotto” gli impianti vengono fatti passare attraverso una intercapedine interna chiusa con pannelli di gessofibra o cartongesso.

Mentre nelle costruzioni a traliccio e ad ossatura portante i carichi vengono assorbiti da elementi di tipo lineare, nelle costruzioni intelaiate ci si trova di fronte ad un sistema costruttivo a lastre, per il quale gli elementi portanti non sono separati da quelli di irrigidimento e tamponamento. La definizione di “costruzione intelaiata di legno” deriva dall’inglese "timber frame", ossia telaio di legno. L’ossatura portante, con montanti disposti a distanza piuttosto ravvicinata, il telaio di legno appunto, viene rivestito con pannelli per costituire così una lastra. Vengono impiegate sezioni e materiali di rivestimento standard, connessi mediante semplici mezzi di collegamento come chiodi, cambrette e bulloni. Presupposto di base per tutte queste costruzioni è che il legno utilizzato sia stato essiccato artificialmente.

Gli elementi di parete, solaio e copertura realizzati in questa maniera possono essere prodotti in stabilimento a differenti livelli di prefabbricazione e montati in cantiere. Questo permette la rapida chiusura della costruzione (montaggio rapido), a patto però che i piani esecutivi siano completamente pronti prima dell’inizio dei lavori.

Le peculiarità delle costruzioni intelaiate di legno sono:
- “dispendio” tecnico limitato a causa dell'utilizzo sistematico di sezioni di legno standard;
-il reticolo con la disposizione delle colonne è determinato dalle dimensioni dei pannelli a base legno (o gesso), (maglia di base di regola = 62,5 cm), il che evita lo spreco di resti di materiale nessuna connessione di carpenteria;
-in cantiere vengono messe in opera gli elementi di parete assemblate in stabilimento;
-la tenuta all'aria è garantita senza complicate soluzioni tecniche;
-gli elementi irrigidenti l’edificio sono le pareti stesse (tre pareti, i cui assi geometrici in pianta non convergono in un punto solo, costituiscono un sistema rigido).
Gli edifici a struttura intelaiata di legno vengono di regola costruiti piano per piano ("platform frame"). Occasionalmente (soprattutto in America) vengono impiegati anche elementi di altezza pari a più piani ("balloon frame").

Le pareti vengono realizzate come elementi composti, costituiti da un’ossatura portante con montanti verticali e telai, rivestiti da uno o da ambo i lati con materiali a base legno o gesso, che collegano montanti ai telai. I montanti assorbono generalmente i carichi verticali provenienti dalla copertura e dai solai di piano. Inoltre, quelli disposti lungo le pareti esterne assorbono anche i carichi orizzontali dovuti al vento agenti sulle pareti stesse. Essi possono essere dimensionati molto snelli, dato che il rivestimento ha anche funzione stabilizzante per loro. Il rivestimento assorbe essenzialmente i carichi agenti nel piano della lastra (carichi dovuti alla funzione di irrigidimento) e viene a sua volta stabilizzato all’imbozzamento dai montanti stessi.

Poiché le giunzioni dei pannelli devono essere realizzate sempre sui montanti, essi sono disposti ad interasse ridotto, di regola di 62,5 cm. Questa misura dipende dalle dimensioni dei materiali di rivestimento comuni sul mercato (larghezza pari a 125 cm), per minimizzare il lo scarto. Anche un gran numero di fabbricanti di materiali isolanti si sono adattati a questa misura nelle dimensioni dei loro prodotti. In caso di pannelli di altre dimensioni, il reticolo può essere variato. Le aperture possono essere previste, in linea di principio, ovunque sull’elemento di parete. Un’apertura non allineata con il reticolo viene delimitata da ulteriori montanti e da un architrave disposto su di essi. Adattando la progettazione a questo reticolo è possibile collocare le aperture in modo tale da non necessitare l’impiego di montanti non strettamente necessari.

Struttura a pannelli in legno massiccio a strati incrociati “X-LAM”

Le pareti ed i solai vengono realizzati con pannelli di legno massiccio a strati incrociati formati dalla sovrapposizione di strati di tavole di legno massiccio disposti ortogonalmente fra loro e collegati mediante collaggio o chiodatura.

La parete chiodata, in cui gli strati vengono resi collaboranti attraverso l’inserimento di chiodi di alluminio a parità di prestazioni strutturali richieste, comporta un maggior utilizzo di materia prima rispetto alla parete incollata (spessori circa il doppio).

Le costruzioni di tipo massiccio con legno compensato di tavole sono caratterizzate dall’impiego di elementi massicci piani multistrato con funzione portante, nei quali le dimensioni lungo entrambi gli assi principali sono di gran lunga maggiori dello spessore. Gli elementi piani portanti di compensato di tavole assumono, in base alle condizioni di carico, funzione portante di piastre e/o lastre. La struttura della sezione trasversale del compensato di tavole (pannelli monostrato disposti di solito alternativamente ad angolo retto l’uno rispetto all’altro) permette di ottenere con un unico pannello una capacità portante nelle due direzioni principali del loro piano. A seguito della capacità di ripartizione trasversale dei carichi, che dipende dalla struttura della sezione, è possibile in ogni punto l’assorbimento di carichi concentrati.

Le possibilità di impiego del compensato di tavole in edilizia residenziale sono caratterizzate dalla varietà dei prodotti e degli elementi costruttivi. Infatti non solo possono essere realizzati solai, pareti interne ed esterne ed elementi di copertura di grandi dimensioni ma anche solette per scale e balconi, nonché elementi strutturali di tipo lineare come architravi e colonne.

Lo spessore di un elemento di compensato di tavole a 5 strati solitamente utilizzato per un edificio multipiano (max. 3 piani) è di circa 95 mm. Lo spessore minimo di elementi portanti massicci dipende inoltre dal tipo di prodotto e dalle relative grandezze caratteristiche, tuttavia generalmente non dovrebbe essere mai inferiore a 75 mm. Con pannelli di compensato di tavole a 5 strati di spessore compreso tra 125 mm e 160 mm, a seconda della struttura del pannello e del solaio nonché dell’entità delle sollecitazioni, si possono coprire luci di 4,0-5,0 m, in modo economico. Per luci maggiori ed elementi di parete di altezza maggiore privi di sostegni intermedi sono indicati pannelli nervati con travi incollate di lamellare o sezioni a cassone con montanti di lamellare. Gli elementi massicci di parete, solaio e copertura possono essere prodotti esattamente e singolarmente in base alle indicazioni di progetto e possono essere collegati con sistemi di connessioni semplici e standardizzati. Vengono a mancare, quindi, quelle lunghe e complicate operazioni di finitura e di montaggio in cantiere. Isolamento, rivestimenti ed elementi di facciata possono essere facilmente fissati agli elementi in compensato di tavole (montaggio rapido).

È possibile anche la combinazione con altri sistemi costruttivi (ad esempio realizzazione del solaio di piano più alto come solaio a trave inflessa, con struttura di copertura disposta su di esso, o come elemento di pacchetti di tavole).

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