07-2010 | Focus
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Inquadramento normativo: progettazione, verifica, controllo

prof. ing. Maurizio Piazza*

Le Norme Tecniche per le costruzioni, pubblicate in GU il 14.01.2008 e rese cogenti nel luglio del 2009, hanno finalmente riempito una sorta di vuoto normativo nel quale era confinato il legno strutturale, che è da sempre considerato, invece, un materiale estremamente vantaggioso nella costruzione. Le NTC rappresentano quindi per tutto il settore della costruzione di legno, in Italia, un punto di svolta e ciò per differenti ragioni. Innanzitutto, tale normativa indica chiaramente che il legno è “materiale da costruzione” al pari dell’acciaio o del conglomerato cementizio e, come tale, deve essere progettato, calcolato, verificato, collaudato. Inoltre la normativa abbandona, anche per il legno, il metodo di calcolo alle tensioni ammissibili a favore del metodo dei coefficienti parziali di sicurezza, allineandosi quindi alle normative europee (Eurocodici).

Queste innovazioni coinvolgono pesantemente tutta la filiera della costruzione, dai Professionisti, alle Aziende di trasformazione, ai Produttori. Le citate Norme tecniche fanno esplicito riferimento alle strutture di legno nel paragrafo 4.4 “Costruzioni di legno”, contenente le indicazioni sui principi di calcolo da applicare per la progettazione di costruzioni in legno, nel paragrafo 7.7, contenente le istruzioni per la progettazione per azioni sismiche, e infine nel paragrafo 11.7 per quanto attiene materiali e controlli. Si deve osservare che le prescrizioni di calcolo contenute nei paragrafi 4.4 e 7.7 sono sufficienti per fissare le “prestazioni” con riguardo alla sicurezza strutturale. In sede di verifica il Progettista, come riportato nel cap. 12, può/deve fare riferimento ad altre normative europee o a documenti di comprovata validità tecnico - scientifica. In questa sede si citano il Documento CNR DT 206:2007, i pertinenti Eurocodici riguardanti il legno (UNI EN 1995-1-1, UNI EN 1995-1-2, UNI EN 1995-2) e la progettazione in zona sismica (UNI EN 1998-1). Un aspetto importante della transizione attuata (dal vecchio metodo alle tensioni ammissibili a quello agli stati limite) riguarda l’obbligo di utilizzare normative “coerenti” per quanto attiene l’assunzione dei carichi e relative combinazioni, le formule di verifica, le indicazioni sulla resistenza del materiale. Alle normative citate devono quindi essere associate le corrispondenti normative che definiscono le proprietà meccaniche dei materiali (legno e derivati). Si citano le “norme di prodotto” UNI EN 14081 (legno strutturale con sezione rettangolare, classificato secondo la resistenza) e UNI EN 14080 (legno lamellare).

Per il Progettista è poi essenziale il riferimento a UNI EN 338 (Legno strutturale. Classi di resistenza), UNI EN 1912 (Legno strutturale. Classi di resistenza. Assegnazione delle categorie visuali e delle specie), UNI EN 1194 (Legno lamellare incollato. Classi di resistenza e determinazione dei valori caratteristici) e, per il legname strutturale di origine italiana, UNI 11035 (attualmente in corso di revisione, anche per includere le cosiddette travi Uso Fiume e Uso Trieste). Tali normative riportano i profili resistenti per le varie classi e i vari prodotti. Un aspetto specifico, che riguarda gli elementi strutturali in legno, è l’effetto della durata dell’azione e dell’umidità del materiale sul comportamento meccanico del legno. I valori dei parametri resistenti dipendono infatti dall’umidità del materiale e dalla durata della prova. I valori di resistenza riportati nelle norme specifiche, e alle quali si riferiscono le norme di calcolo, sono riferiti a umidità “normale” del materiale, (materiale in “equilibrio igroscopico” con ambiente a umidità relativa del 65% e temperatura di 20 °C) e a prove meccaniche aventi una durata ben definita. La verifica di sicurezza dovrà quindi tenere conto delle differenti condizioni climatiche in cui viene a trovarsi l’elemento. Sono definite 3 “classi di servizio”.

A titolo di esempio, tutti gli elementi che si trovano interamente all’interno di una costruzione riscaldata rientrano in classe 1; in classe 2 sono compresi gli elementi che, pur non essendo all’interno di una costruzione chiusa, non sono direttamente esposti agli agenti atmosferici (pioggia, insolazione diretta); la classe 3 comprende tutti gli elementi di legno direttamente esposti. Variazioni delle condizioni di umidità per poche settimane all’anno non determinano variazioni nell’assegnazione ad una classe. Per la durata del carico, sono invece definite le “classi di durata” del carico quale base per il calcolo, dalla durata “pemanente” (ad es. il peso proprio), alla “lunga durata” (carichi nei depositi), alla “media durata” (carichi di servizio in generale), alla “breve” (ad es. la neve), alla “istantanea” (es. vento, eventi eccezionali come il sisma). In caso di combinazioni di carichi di durata differente ci si riferirà al carico con la durata più breve nella combinazione.

Gli effetti combinati della durata del carico e dell’umidità del materiale sono riassunti in un unico coefficiente di correzione, denominato kmod, con cui si determinano i valori di calcolo Xd della resistenza del materiale a partire da quelli caratteristici Xk applicando il consueto coefficiente di sicurezza del materiale γM : Xd = kmod Xk / γM . A titolo di esempio, secondo i valori assunti nelle attuali NTC, l’elemento in legno massiccio in classe di servizio 3 e per carico permanente presenta una resistenza di calcolo pari a 1/3 della resistenza caratteristica nominale. Infine, per ciò che riguarda il controllo dei materiali, anche gli elementi strutturali in legno dovranno essere: a) identificati univocamente a cura del produttore; b) qualificati sotto la responsabilità del produttore, secondo le procedure applicabili; c) accettati dal Direttore dei lavori mediante acquisizione e verifica della documentazione di qualificazione.

Si possono configurare i seguenti casi:

  • A) materiali e prodotti per uso strutturale per i quali sia disponibile una norma europea armonizzata (quindi al termine del periodo di coesistenza il loro impiego è possibile soltanto se in possesso della Marcatura CE);
  • B) materiali e prodotti per uso strutturale per i quali non sia disponibile una norma armonizzata (marcatura su base volontaria);
  • C) materiali e prodotti per uso strutturale innovativi o comunque non citati nel presente capitolo e non ricadenti in una delle tipologie A) o B).

In questo ultimo caso, il produttore potrà pervenire alla Marcatura CE in conformità a Benestare Tecnici Europei (ETA) o, in alternativa, essere in possesso di un Certificato di Idoneità Tecnica all’Impiego rilasciato dal Servizio Tecnico Centrale. Si ricorda che per il legno massiccio a spigoli vivi (EN 14081) l’obbligatorietà della marcatura CE scatterà da settembre 2012, per il legno lamellare (EN 14080) da dicembre 2011, anche se esistono molti produttori, anche italiani, che offrono elementi marcati CE su base volontaria. Il paragrafo 11.7 riporta infine i materiali che possono essere utilizzati nella costruzione lignea, con le indicazioni della modalità di assunzione delle pertinenti caratteristiche meccaniche (resistenza, moduli elastici) nelle calcolazioni. Nei cosiddetti “Altri prodotti derivati dal legno per uso strutturale” (11.7.6) ricadono tutti quei prodotti per i quali non è vigente una norma di prodotto (es. i pannelli di tavole incrociate incollate XLam).

(L´articolo apre il Focus "Progettare e cosruire in legno" pubblicato alle pagine 7 - 13 di questo numero)

*Università degli studi di Trento Dip. Ingegneria Meccanica e Strutturale

 

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