LATERCOMPOUNDIL NUOVO DAL MEGLIO DELLE TRADIZIONI

E’ significativo notare come le storie del laterizio (ter-racotta) e del legno, da sempre materiali da costruzio-ne utilizzati dall’uomo per le proprie abitazioni, inizinopressoché insieme, e cioè nell’età neolitica. E’ un fattoaltresì singolare che lo sviluppo delle tecniche di utiliz-zo di questi prodotti si sia prevalentemente manifesta-to per la terracotta presso i Paesi mediterranei e per illegno presso i Paesi nordici. Volendo focalizzare i dueprincipali poli di sviluppo delle tecnologie e dell’uso diquesti elementi, si può senz’altro affermare che furonorappresentati dal mondo romano-imperiale e da quellonordico-anglosassone.Senza dubbio, le caratteristiche di questi due prodottierano confacenti alle rispettive esigenze delle popola-zioni che ne facevano uso. I popoli nordici infatti, essen-do prevalentemente dediti alla caccia, avevano necessi-tà di spostarsi frequentemente e quindi dovevano uti-lizzare tecniche di costruzione veloci e leggere, mentrei popoli mediterranei, e più precisamente quelli latinidediti all’agricoltura, avevano l’opposta esigenza epotevano quindi utilizzare materiali massivi per costrui-re edifici confortevoli e duraturi nel tempo.Il mondo classico, da quel momento, porta avanti l’ideadi costruire con il laterizio edifici che avrebbero sfidatoi millenni, mentre quello nordico affina le tecniche diutilizzo del legno per uso strutturale. Fino a circa duesecoli fa non vi erano, a parte la pietra naturale, altrimateriali che questi da impiegare per le costruzioni edi-

lizie. Si potrebbe dire, in definitiva, che il legno ed illaterizio hanno conquistato sul campo una maturataaffidabilità. D’altra parte, la vita di qualsiasi tecnica èlegata strettamente alle innovazioni che ne determina-no la possibilità di sviluppo e sopravvivenza. Sia il legnoche il laterizio durante tutto il secolo scorso, sono statioggetto di studi che li hanno portati a raggiungerepunte di eccellenza: ad esempio, il “legno lamellareincollato” ed il “laterizio estruso”, ambedue risalenti aiprimi del Novecento.

I SOLAI E LA LORO EVOLUZIONE

Entrando nella trattazione specifica dell’argomentosolai, ci è fatto l’obbligo riportarne alcuni cenni storicirelativi all’origine, all’evoluzione ed alle tecnologie. Isolai in legno, costituiti da travi e tavolato, furono,

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Pace fatta tra legno e laterizioGiovanni FemminellaPresidente Coperlegno

SOMMARIO

Viene presentato un nuovo sistema di solaio che derivadall’evoluzione delle migliori tradizioni costruttiveeuropee. Il laterizio è abbinato al solaio compostolegno-calcestruzzo sia per i consolidati requisiti di carat-tere tecnico (protezione, sicurezza, stabilità e velocitàdi messa in opera), sia per i manifesti pregi estetici dellaterra cotta.

SUMMARY

Is a new floor deck derived from the evolution ofthe best European building traditions. The Cotto isused together with the wood and concrete deckingsolution in order to keep its consolidated technicalrequirements (safety, security, stability and fastimplementation) and for the good looking aspectsof the Cotto it self.

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proprie, quali la resistenza a compressione e a flessione,nonché la possibilità di essere modellato in svariatefogge. Fu subito chiaro come il peso specifico molto ele-vato di questo prodotto lo rendesse poco indicato perla realizzazione di solette piene mentre il laterizio, finoa quel momento utilizzato in modo del tutto scollega-to dall’orditura portante, poteva finalmente fungereda alleggerimento. Pur risalendo al 1911 le prime rea-lizzazioni di solai misti laterocementizi, fu solo dopo lametà degli anni ‘20 che il contributo determinante dilungimiranti imprenditori del settore portò questa tec-nica ad essere utilizzata su larga scala. Negli anni ‘30 furono brevettati diversi sistemi di pre-fabbricazione che utilizzavano elementi forati in lateri-zio assemblati “in linea” solidarizzati da tondini inacciaio e malta cementizia all’interno di apposite sca-nalature. Si realizzavano così travetti laterizi che erapossibile affiancare lasciando lo spazio per la nervaturada gettare successivamente in opera.Nel dopoguerra e quindi a partire dagli anni ‘40 e finoagli anni ‘60, si svilupperanno tre tecniche di produzio-ne di travetti armati: 1. in laterizio con profilo a “T” rovescio con le armatu-re alloggiate in opportune scanalature (fig. 4a);2. in cemento con profilo a “T” rovescio costituito dacalcestruzzo precompresso (fig. 4b);

insieme alla volta in mattoni di laterizio, le prime solu-zioni utilizzate. Successivamente, le volte verrannosuperate dalle strutture orizzontali, più vantaggiose siaper il minor volume generalmente occupato da que-st’ultime, sia per l’assenza delle spinte verso le muratu-re d’appoggio. Altro aspetto, tutt’altro che irrilevante,era rappresentato dal fatto che i solai orizzontali assi-curavano un collegamento strutturale con le muratureportanti. I solai in legno verranno anch’essi rimpiazzati in quan-to potevano alimentare incendi sviluppatisi e risulta-vano essere di durata inferiore a quelli a volta. Nelcorso della seconda metà dell’Ottocento, fino ai primidel Novecen to, il laterizio verrà ampliamente applica-to nelle strutture orizzontali in abbinamento alle traviin ferro a doppio “T” o putrelle quali elementi strut-turali.La trave in ferro, generalmente lasciata a vista, presen-tava tuttavia l’inconveniente, in caso di incendio, di per-dere la propria resistenza procurando il collasso dellestrutture. Fu quindi evidente la necessità di un rivesti-mento protettivo mediante materiali laterizi capaci disopportare forti temperature. Proprio tra fine ‘800 edinizio ‘900 si definisce in maniera scientifica la tecnolo-gia del calcestruzzo armato che modificherà completa-mente il modo di progettare grazie alle caratteristiche

3. in laterizio e traliccio, costituito da un’armaturametallica inserita nella parte inferiore di un fondelloanch’esso in laterizio (fig. 4c).I solai così realizzati presentano travetti a sezionegeneralmente costante, con armatura metallica varia-bile, come pure l’altezza degli interposti, in funzionedelle luci da coprire e dei sovraccarichi da sostenere.Quello che differenzia le tre tipologie sopra citate èessenzialmente che mentre nei travetti con profilo a Trovescio la modalità di rottura dell’elemento general-mente è conseguente al cedimento improvviso a tra-zione del calcestruzzo, i travetti armati a tralicciogarantiscono un comportamento duttile anche perrotture a taglio , una maggiore monoliticità delle ner-vature e sono sicuramente idonei a svolgere un ruolodi maggiore resistenza agli S.L.U. pur necessitandoanch’essi di fasce piene in calcestruzzo agli appoggi.Negli anni ‘70, parallelamente ai solai a travetto, sirealizzano pannelli armati prefabbricati in lateroce-mento nonché solai a lastre in calcestruzzo armato ditipo predalle, costituite da tralicci in acciaio annegatiin una base di calcestruzzo opportunamente distan-ziati. Negli anni ‘80 e ’90, per contro, iniziano a svi-lupparsi, a seguito del rinnovato utilizzo del legno afini strutturali, tecniche che vedono il legno lavorarein unione con il calcestruzzo attraverso connessioni ditipo puntuale o continuo per mezzo di viti, resine,pioli, lame o lamiere.Solo a partire dal 2000 si realizza, attraverso una seriedi tappe di avvicinamento, una sintesi completa chepermettere ai due materiali, legno e laterizio, di lavo-rare in sinergia. La connessione tra i travetti in legnoed il calcestruzzo armato con traliccio metallico questavolta viene realizzata attraverso particolari canali difresatura e risalti interrotti a periodo costante all’in-terno dei travetti stessi e risulta essere la vera chiavedi volta del sistema. Tale sistema brevettato e prodot-to dalla Coperlegno S.r.l. di Roma è commercializzatocon il marchio Solaio Compound (Lamellare TralicciatoAntisismico) oggi implementato con l’introduzione a

pieno titolo del laterizio ed identificato come LATER-COMPOUND.

SOLAIO LATERCOMPOUND

Si tratta di un solaio a tecnologia di tipo eco-orientatache, oltre al legno ed all’acciaio strutturali, utilizzacome interposto il laterizio e come isolante il sughero,consentendo al “pacchetto” di respirare ed isolarecreando ottime condizioni indoor. La sinergia tra lepeculiari capacità del legno lamellare e del calcestruzzo(resistenza a trazione / compressione) porta il tutto aimassimi risultati possibili in termini di efficienza globa-le. L’innovativa configurazione del solaio basa la pro-pria filosofia sul corretto rapporto fra soluzione legge-ra e massiva, in cui il ruolo dell’inerzia termica (accu-mulo termico, sfasamento e attenuazione) si bilanciacon quello dell’isolamento e con l’utilizzo di materieprime naturali porose e traspiranti. Gli aspetti più squisitamente legati alle funzionalitàtecniche proprie, evidenziano poi unicità non riscontra-bili nel loro insieme in nessun altro solaio attualmentein commercio.Le principali caratteristiche del “sistema” sono riassu-mibili nei seguenti punti:• Diaframma rigido performante nei carichi in mezzeria(trazione del legno con riduzione dell’armatura) ed agliappoggi/incastri (compressione del lembo inferiorerisolta tramite l’autoportanza del trave lamellare) e dicollegamento con le strutture verticali;• Eliminazione delle fasce piene e travi a spessore in c.a.con conseguente risoluzione del calcolo dei nodi inprossimità dei pilastri o delle murature portanti;• Struttura a comportamento elastico di tipo dissipati-vo viscoso ed isteretico nei confronti di azioni sismicheo di altra natura;• Resistenza al fuoco.La sezione resistente del solaio LATERCOMPOUND ècostituita da una trave superiore a “T” in calcestruz-

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Fig. 1 - Esempi di antiche costruzioni in muratura (a sinistra) e in legno (a destra).Fig. 2 - Soluzioni costruttive per la realizzazione degliorizzontamenti, attraverso archi in muratura (a sinistra) esolai in legno (a destra).

zo armato di dimensioni costanti e da un travettorettangolare in legno lamellare. Nella parte superio-re, l’elemento è dotato di una particolare fresaturaad incastro nella quale viene realizzato un getto inmalta cementizia antiritiro ad alta resistenza e, suc-cessivamente, inserito un traliccio metallico inacciaio nervato tipo B450C elettro-saldato tipoBausta (fig. 8).Il montaggio del solaio ed il successivo getto di com-

pletamento sono effettuati con operazioni convenzio-nali di pratica diffusa, ovvero: • posa in opera dei travetti con l’interasse di progetto(normalmente il solaio viene dimensionato con interas-se pari a 56 o 66 cm); • posa in opera degli elementi di interposizione (bloc-chi in laterizio, tavelle in cotto, o altro, fig. 10); • opere di puntellamento dei travetti ogni 2,50 m;• posa in opera dell’armatura e getto del calcestruzzodi completamento e della soletta di spessore 50 mm; • maturazione del getto e disarmo;• eventuale rifinitura delle pignatte lisce all’intradossocon pellicola verniciata simil intonaco in PE microfora-ta, in classe 1, autoadesiva .Com’è noto, il solaio ha la funzione di trasferire la azio-ni dai rispettivi punti di applicazione alle strutture prin-cipali dell’edificio, alle quali, dunque, deve risultareben collegato. Pertanto, deve avere adeguata resisten-za e rigidezza in presenza dei carichi verticali. In pro-posito, con particolare riferimento al caso sismico, pergli orizzontamenti a struttura mista le norme (DM14/01/2008) prescrivono che questi “possono essereconsiderati infinitamente rigidi nel proprio piano”rispetto agli elementi verticali “a condizione che sianorealizzati con soletta in cemento armato di almeno 50

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mm di spessore collegata da connettori a taglio oppor-tunamente dimensionati agli elementi strutturali inlegno”. In altre parole il solaio deve costituire un dia-framma orizzontale in grado di trasmettere le forze trai diversi sistemi resistenti a sviluppo verticale (telai e/opareti). Dunque, il funzionamento a diaframma è indispensabi-

le perché l’insieme strutturale risultante sia in grado direagire alle azioni esterne orizzontali con un compor-tamento di tipo globale. L’unione laterizio-legno-calcestruzzo consente di sfrut-tare al meglio le caratteristiche dei materiali, realizzan-do sezioni più efficienti a partire da elementi di ridottedimensioni. L’efficienza del sistema è tanto più elevataquanto più è rigida la connessione delle varie parti,ossia quanto più sono impediti gli scorrimenti relativifra le superfici a contatto degli elementi che compon-gono la sezione. Specifiche indagini numeriche e prove sperimentali,volte a determinare le sollecitazioni massime applicabi-li ai modelli e a definirne le caratteristiche di resistenzae deformabilità degli stessi, sono state svolte presso ilDipartimento di Ingegneria Meccanica e Strutturaledell’Università di Trento. È stato conseguentementesviluppato un software di calcolo agli “stati limite ulti-mi” (SLU) coerente con i contenuti del DM 14/01/2008(Norme Tecniche per le Costruzioni) e relativa Circolareesplicativa del 2/02/2009, n. 617.Dai risultati sperimentali è emerso che il comportamen-to statico reale della sezione composta legno-calce-struzzo è influenzato dalle rigidezze flessionali edassiali degli elementi componenti e dalla deformabilitàdella connessione, risultando sempre molto vicina allimite di rigidezza infinita. Nelle travi composte ed inparticolare in quelle laterizio-legno-calcestruzzo, sicerca di sfruttare le peculiari caratteristiche dei singolimateriali. Alla soletta in c.a. e alla pignatta di lateriziosono affidati gli sforzi di compressione per quantoriguarda il comportamento flessionale, di ripartizionedei carichi e di assorbimento delle azioni nel piano disolaio; all’elemento ligneo, invece, sono affidati glisforzi prevalentemente di trazione e flessione. La possibilità di adottare sezioni miste laterizo-legno-cal-cestruzzo è contemplata anche da recenti norme nazio-nali (DM 14/01/2008) le quali, con riferimento al solaio,prescrivono che, affinché questo possa essere considera-to infinitamente rigido nel proprio piano rispetto agli

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Fig. 3 - Solai della seconda metà dell’Ottocento: travi di ferro a doppio “T” (putrelle) con interposti elementi in laterizio.Fig. 4 - Solai in laterocemento con i primi travetti armati.Fig. 5 - Travetti armati a traliccio con fondello in laterizio.

Fig. 6 - Solai composti legno-calcestruzzo.Fig. 7 - Travetto in legno fresato con traliccio metallico.Fig. 8 - Assemblaggio del travetto in legno lamellare con iltraliccio bausta e la malta pissotropica.

elementi verticali e sufficientemente resistente, debbapresentare una soletta in c.a., di spessore almeno pari a50 mm, collegata da connettori resistenti a taglio aglielementi in legno: come risulta nel caso del solaio LATER-COMPOUND. Il tipo di connessione adottato nel sistemasolaio preso in considerazione si riferisce ad un elemen-to di trave in legno lamellare di sezione rettangolaredotato di una particolare fresatura ad incastro e di dentiin legno lungo il tratto centrale, di un traliccio metallicotipo Bausta preinserito meccanicamente in stabilimentoe di un getto di completamento in conglomerato ce -men tizio eseguito in opera. E’ stata effettuata anche la verifica del comportamentosismico del solaio mediante prove di caratterizzazionedinamica, svolte su tavola vibrante presso il Centro

Ricerche Enea della Casaccia (Roma) su un modello diedificio in muratura e copertura del tipo non spingente.Sono state effettuate, inizialmente, più prove di impulsoa diversa intensità per il controllo della caratterizzazionedinamica del solaio, che ha registrato valori della primafrequenza conformi alle previsioni numeriche e uno scor-rimento contenuto al di sotto della sensibilità degli stru-menti. La sperimentazione ha dunque dimostrato chel’efficace sinergia tra gli elementi costituenti il solaio,soletta in calcestruzzo e travi in legno lamellare, conferi-sce all’insieme rigidezza e resistenza adeguate, offrendoun valido (pratico, semplice e veloce) sistema per ilmiglioramento sismico negli interventi di ristrutturazio-ne di edifici esistenti.Altro requisito essenziale di sicurezza è quello che in caso

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di incendio prevede per i fabbricati una progettazionetale che:• la capacità portante dell’opera stessa possa esseregarantita per un determinato periodo di tempo;• la propagazione del fuoco e del fumo all’interno del-l’opera sia limitata;• gli occupanti possano lasciare il fabbricato indenni oessere soccorsi altrimenti;• sia valutata la sicurezza delle squadre di emergenza.Sono stati così sviluppati ed adottati gli aspetti legatialla sicurezza relativi alla Reazione al fuoco ed alla Re -

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sisten za al fuoco. Il grado di partecipazione di un mate-riale ad una combustione viene definito come“Reazione al fuoco”. In relazione a ciò, sono assegnate delle classi chevanno da 0 a 5 in funzione dell’attitudine alla combu-stione. I prodotti in classe 0, tra cui il laterizio, nonsono combustibili. Per “Resistenza al fuoco” si intendel’atti tudine di un elemento da costruzione a conserva-re sotto l’azione del fuoco, per un tempo determina-to, in tutto o in parte Resistenza – Ermeticità - Iso la -mento (REI). Essendo il legno un cattivo conduttore di calore, la suatemperatura rimane invariata appena sotto la superfi-cie interessata dalla combustione preservando il sovra-stante materiale dall’azione diretta del fuoco. È deltutto evidente che in una situazione di criticità deter-minata da un incendio il compito del trave in legno saràquello di proteggere la sovrastante sezione in calce-struzzo mentre l’elemento in laterizio (pignatta) prov-vederà a proteggere il fianco dell’armatura metallica.Dagli enunciati esposti in maniera generale si evinceuna funzionalità applicativa del tutto singolare dellaterizio abbinato al legno-calcestruzzo sia per motividi carattere squisitamente tecnico (protezione, sicurez-za, stabilità e velocità) che per motivi estetici (finiture avista o con rivestimento) .Più di duemila anni sono trascorsi da quando è iniziatala razionalizzazione delle tecniche costruttive dei solaie tante esperienze ne sono derivate. Se è vero, come èvero, che l’evoluzione in tutti i campi ha sempre porta-to ad una selezione naturale determinata da un’inelu -ttabile competitività, è altresì vero che si deve trarre dalpassato l’insegnamento per migliorare il presente eporre le basi per costruire il futuro. L’esperienza in veri-tà dimostra come non sia mai esistita reale competizio-ne tra il legno ed il laterizio, ma anzi come questi duemateriali, votati dall’inizio dei tempi ad essere utilizza-ti per far vivere l’uomo in ambienti sicuri, confortevolie salubri, possano ancora fare sistema.

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Fig. 9 - Solai in legno-laterizio con pignatta liscia rivestitaall’intradosso con PE similintonaco (a), pignatta a volta (b) e tavella liscia o sabbiata (c) da lasciare a vista (misure in cm).Fig. 10 - Modello numerico agli elementi finiti del travetto:geometria e distribuzione delle tensioni parallele alla fibraturadel legno nel dettaglio costruttivo della connessione legno-calcestruzzo.Fig. 11 - Misure dello spostamento e dell’accelerazioneregistrate sul solaio durante la prova dinamica su tavolavibrante del Centro Ricerche Enea della Casaccia (Roma).Fig. 12 - Sezione solaio REI 60.