Solai in legno: tipologie, tecniche costruttive e consolidamento

Tra i diversi materiali adoperati nel settore edile, e quindi nelle costruzioni, il legno rappresenta una scelta molto apprezzata: in primo luogo perché riesce a regalare immediatamente all’ambiente una sensazione di calore e accoglienza, in secondo luogo, per il suo minore impatto ambientale rispetto ad altri materiali, come il cemento. Si tratta quindi di una soluzione valida, per esempio, quando si ha a che fare con l‘involucro edilizio di un edificio.

In particolare, questo materiale da costruzione è stato impiegato, fin dai tempi antichi, per la realizzazione dei solai, quegli elementi architettonici che permettono di edificare più piani in un immobile. Si tratta di una struttura portante, estremamente importante nella progettazione dei fabbricati.

Attualmente possiamo individuare differenti tipologie di solai in legno e numerose tecniche costruttive. Analizziamo la questione più nel dettaglio, anche in relazione alla ristrutturazione e al consolidamento dei solai in legno che possono presentare problematiche strutturali.

Quanti tipi di solai ci sono?

Partiamo dal principio, ovvero: che tipi di solai esistono?

Essenzialmente, i solai si dividono in tre gruppi, a seconda del materiale impiegato per la loro costruzione. Abbiamo infatti:

• solai in legno, che rappresentano la soluzione in linea con la tradizione, diffusa sin dai tempi antichi. Sono realizzati disponendo le travi nelle varie sezioni a intervalli regolari, formando in questo modo l’orditura principale, in abbinamento ai travetti perpendicolari che costituiscono l’orditura secondaria. In origine, venivano adoperati i tronchi degli alberi, per esempio di abeti, mentre adesso si preferiscono i solai in legno lamellare;
• solai in acciaio, a volte in combinazione con calcestruzzo o laterizio. Sono formati da travi in acciaio, appunto, la cui disposizione in sezioni varia a seconda dei carichi da sostenere;
• solai in laterocemento, estremamente diffusi, sono nati in seguito alla seconda guerra mondiale, quando è emerso il bisogno di costruire edifici molto alti, contenendo però le spese.

Entriamo adesso nel vivo della questione esaminando i particolari costruttivi dei solai in legno.

Cos’è il solaio in legno

Come abbiamo anticipato, il solaio in legno è la struttura che divide un piano dall’altro all’interno di un edificio. I solai devono sostenere dei carichi importanti e quindi ripartiscono le forze in azione sulla struttura portante. La modalità è la seguente: il carico viene distribuito, grazie all’orditura principale, alle travi che a loro volta lo ripartiscono ai pilastri. Questi elementi, riportano il peso verso la fondazione dell’edificio che, come ultimo passaggio, lo trasferisce al terreno.

Tecnicamente, il solaio con struttura lignea è un elemento bidimensionale perché presenta due dimensioni preponderanti e si sviluppa orizzontalmente tra i due punti di appoggio. Per tantissimo tempo, i solai in legno sono stati un’alternativa funzionale alle coperture a volte, che avevano il grande svantaggio di necessitare di muri con uno spessore importante.

Tipologie di solaio in legno

I solai lignei si differenziano tra loro principalmente in base al tipo di orditura che presentano, ossia all’organizzazione delle travi in legno. Esistono, infatti:

• solai a orditura semplice, che sono formati da una sola orditura primaria realizzata in travetti a sezione quadrata oppure da travi. È una tipologia che viene anche chiamata solaio alla veneziana, perfetta per gli ambienti lunghi e stretti;
• solai a orditura doppia, i più comuni, sono composti da due elementi portanti, ovvero da due travi principali accompagnate da dei travetti perpendicolari. Rappresentano la soluzione ideale per coprire ambienti estesi;
• solai a orditura tripla, adoperati nei casi in cui la struttura debba sostenere carichi molto elevati, si presentano generalmente con travi composte (giunte tra loro grazie a grossi chiodi);
• solai a cassettoni, in cui l’orditura secondaria presenta delle travi simili (sia per spessore che per dimensioni) alle travi dell’orditura primaria. I due ordini di travi vengono saldati da elementi metallici disposti a grata che distribuiscono il peso in modo equilibrato su tutti i lati. È il solaio più adatto per gli ambienti con una pianta quadrata.

Come progettare e costruire un solaio in legno

I solai in legno, così come tutte le strutture lignee, devono rispettare le indicazioni della norma UNI EN 1995-1-1, chiamata anche Eurocodice 5 (Progettazione di strutture in legno), che prevede tutta una serie di parametri da considerare, così come l’esame dei coefficienti di rischio e la determinazione del carico che la struttura può reggere.

Il progettista quindi terrà conto di tutte queste regole, tenendo in considerazione anche le necessità del committente per ciò che riguarda determinate esigenze di comfort e funzionalità. Ciò incide anche sul costo di realizzazione, che può variare pure in base alla scelta del legno da usare.

Entrando più nel dettaglio costruttivo, vediamo che i solai presentano queste caratteristiche:

• l’orditura, ovvero la struttura delle travi, che può essere più o meno elaborata (come abbiamo già visto);
• l’impalcato, cioè lo strato secondario che riempie i vuoti presenti tra le travi e i travetti, e sostiene anch’esso i carichi, trasmettendoli poi all’orditura;
• eventuali elementi accessori di finitura;
• lo strato di massetto, costruito in cima all’impalcato, che fornisce massa al solaio riducendo così le vibrazioni e la trasmissione dei suoni, oltre che a costituire la base su cui posare il pavimento;
• la pavimentazione, dunque lo strato sopra il solaio e il massetto, designato al calpestio.

Spesso però accade che il solaio, soprattutto se costruito da molto tempo, abbia bisogno di un rinforzo. Vediamo insieme alcune possibili soluzioni.

Rinforzo solai in legno: come consolidarli

Come consolidare un solaio in legno? Una soluzione di rinforzo molto performante è quella di realizzare una sezione mista, che prevede quindi un connubio di legno e calcestruzzo. In sostanza, si connettono le travi in legno già esistenti con una cappa di calcestruzzo, dallo spessore di 4 o 5 centimetri, tramite dei connettori per solai in legno (solitamente di metallo). In questo modo si arriva ad aumentare la rigidezza della struttura, che può sostenere così carichi verticali importanti. La cappa in calcestruzzo poi, se collegata ai muri perimetrali nel modo giusto, crea un diaframma di piano indispensabile per una migliore resistenza ai terremoti.

Molta attenzione, però, è stata data anche a soluzioni a secco, che si fondano quindi sull’utilizzo di rinforzi in legno. I pannelli X-lam, o pannelli a strati incrociati, permettono di realizzare pareti e solai in edifici nuovi con una struttura portante in legno, ma anche di restaurare i solai per ottenere il già citato effetto diaframma di piano.

Questi pannelli sono composti da una serie di strati di tavolato, disposti ortogonalmente, e incollati tra loro. Le prove sperimentali hanno dimostrato che presentano una rigidezza adeguata ad assicurare un comportamento a diaframma, resistendo meglio alle forze generate dai sismi. Il collegamento dei pannelli all’orditura originaria, sostituisce la soletta in calcestruzzo ottenendo un intervento decisamente meno invasivo.

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