Come rinforzare i solai in legno

08/01/2024 - Il rinforzo di un solaio in legno è un intervento per migliorare la resistenza strutturale del manufatto ed è eseguito soprattutto in vecchi edifici, dove è più probabile la presenza di questa tipologia di struttura. 
 
Al fine di conservare e recuperare la storicità della tradizione costruttiva si preferisce, in questi casi, eseguire opere di rinforzo piuttosto che sostituire il solaio con una tecnologia più moderna, come un solaio in laterocemento.
 

Come è fatto un solaio in legno

Compongono un solaio in legno:
 

• L’ordito, costituito generalmente dall’orditura principale, le travi, e dall’orditura secondaria, i travetti. Travi e travetti sono tessuti in direzioni ortogonali fra loro. L’ordito assolve alla funzione statica di resistere alle azioni verticali dovute al peso proprio, al peso degli elementi di impalcato e delle parti di completamento all’intradosso e all’estradosso, nonché al peso di eventuali tramezzi ed all’azione dei sovraccarichi variabili.

 

• L’impalcato, costituito generalmente da un elemento piano realizzato da uno o più strati di tavole di legno tra loro accostate, o anche realizzato da pianelle di laterizio appoggiate ai travetti. L’impalcato assolve alla funzione statica di resistere ai carichi verticali che gravano direttamente su di esso e di ripartirli tra gli elementi dell’ordito.

 

Quando rinforzare un solaio in legno?

Il recupero di edifici storici porta molto spesso a nuovi utilizzi degli stessi. Pertanto, le nuove esigenze d’uso richiedono necessariamente un adattamento statico della struttura. Dato che il comportamento degli orizzontamenti gioca un ruolo centrale nella performance sismica dell'edificio in muratura, il rinforzo del solaio in legno viene eseguito per incrementare sia la resistenza che la rigidezza, nel piano e fuori-piano.
 

Tipologie di rinforzo di un solaio in legno

Un solaio in legno può essere rinforzato tramite precompressione, secondo due metodi:
 
1. soletta collaborante in calcestruzzo, da cui il nome solaio collaborante;
2. rinforzo legno-legno, con l’uso di assi in legno inchiodate alle travi esistenti, il tutto a secco e senza l’uso di malte. In questo caso la trave dell'ordito passerà da una sezione rettangolare ad una a T più resistente.
 
Il rinforzo del solaio in legno tramite precompressione è una tecnica che permette di ottenere l’incremento della rigidezza, l’aumento della resistenza e quindi una maggiore capacità portante.
 
Le due soluzioni sono entrambe efficaci ed è possibile adottare di volta in volta quella che meglio si adatta alla situazione contingente.
 

Rinforzo solaio in legno tramite soletta collaborante

Il solaio collaborante è formato da una sezione mista e consiste nel getto, al di sopra delle travi lignee, di una soletta in calcestruzzo leggermente armata. Essa collabora con la struttura portante sottostante per mezzo di connettori metallici verticali, infissi ed incollati alle sottostanti travi lignee.
 
L’elemento superiore, la soletta in cls, lavora prevalentemente a compressione, mentre l’elemento inferiore, le travi in legno, prevalentemente a trazione. I connettori sopportano invece gli sforzi longitudinali di taglio.
 
“Il vantaggio di tale sistema si traduce in un incremento della capacità portante, nella realizzazione di un piano rigido (che soddisfa uno dei requisiti del buon comportamento sismico) e nella possibilità di realizzare efficaci collegamenti perimetrali.” ⁽¹⁾
 
Sulla soletta in calcestruzzo è possibile posare pavimentazioni di qualunque tipo, anche in piastrelle di ceramica.
 

Come si esegue una soletta collaborante

La possibilità di applicare questa tecnica di intervento dipende, innanzitutto, dallo stato di conservazione delle travi esistenti che deve essere analizzato preventivamente con attenzione.
 
Per realizzare l’irrigidimento si deve rimuovere la pavimentazione ed il sottofondo esistente mettendo a nudo le parti lignee.
 
Il rinforzo è realizzato per mezzo dei connettori il cui ruolo è quello di connettore l’elemento superiore con quello inferiore di modo che si comportino come un tutt’uno. 
 
Il ruolo dei connettori è quello di annullare o limitare il più possibile lo scorrimento degli elementi.
 
“I connettori andranno opportunamente dimensionati e fissati sulle travi esistenti. Il solaio, provvisto di rete elettrosaldata, andrà preferibilmente puntellato prima del getto del calcestruzzo. Il collegamento perimetrale è essenziale se si vuole ottenere un comportamento scatolare dell’intero edificio”. ⁽¹⁾
 

I vantaggi della soletta collaborante

I vantaggi che si possono riscontrare sono:
 

• di carattere statico;
• di carattere funzionale.

 
Dal punto di vista statico un solaio in legno rinforzato con soletta collaborante:
 

• dimostra incrementi non trascurabili di resistenza e di rigidezza nei riguardi della struttura originale;
• ha una portata più che raddoppiata, circa il 150% in più del peso portato, contribuendo ad una più efficace ripartizione trasversale dei carichi verticali;
• la soletta costituisce un efficace collegamento orizzontale tra i diversi elementi portanti verticali dell’organismo edilizio, ponendosi quindi anche come efficace mezzo di trasmissione delle sollecitazioni orizzontali ai sistemi di controvento.

 
Dal punto di vista funzionale un solaio in legno rinforzato con soletta collaborante presenterà:
 

• un migliorato isolamento acustico,
• maggiore resistenza al fuoco;
• un più efficace controllo delle vibrazioni.

 
Elementi, tutti molto precari nei solai in legno.
 

Rinforzo del solaio in legno tramite la tecnica legno-legno

Il rinforzo del solaio tramite la tecnica legno-legno è un intervento realizzabile completamente a secco ed è reversibile; pertanto, esso è maggiormente adatto nell’ambito del restauro architettonico, ovvero in tutti quei casi in cui siano richiesti elevati livelli di conservazione del manufatto storico e azioni minimamente invasive.
 
Con questo metodo, l’incremento della resistenza e della rigidezza, sia nel piano che fuori-piano, è raggiunto posando sul tavolato esistente, longitudinalmente rispetto alle travi dell’orditura, dei nuovi tavoloni continui, resi collaboranti alle travi mediante perni, irrigiditi nel piano del solaio con l’applicazione di un secondo tavolato di finitura.
 
La struttura lignea sovrapposta può essere realizzata in:
 

• legno massiccio;
• legno lamellare;
• pannelli X-lam.

 

Come si realizza la tecnica legno-legno

Anche in questo caso si parte preventivamente dall’analisi dello stato conservativo del solaio esistente.
 
La tecnica legno-legno consiste, in sintesi, nella imposizione di una controfreccia iniziale, quella che tecnicamente viene chiamata “monta del legno” ovvero una spinta verso l’alto che serve a sottoporre la struttura a precompressione e a compensare gli effetti della deformazione sotto carico della struttura evitando che questa si deformi.
 
La controfreccia si può realizzare agendo:
 
a) all’estradosso del solaio;
b) all’intradosso del solaio.
 
Nel caso a) il solaio viene puntellato e la spinta delle travi verso l’alto è realizzata tramite martinetto. Dopodiché si procederà con la posa in opera, per ciascuna delle travi preesistenti, dei tavoloni lignei che formeranno la nuova sezione resistente a T. Gli assi di legno verranno chiodati alla struttura sottostante.
 
Dopo la chiodatura, il martinetto di spinta verrà eliminato e il solaio assumerà la posizione iniziale, mentre l’asse soprastante in legno subirà la precompressione che la mette sotto carico.
 
Successivamente si potrà procedere con le opere di finitura.
 
Nel caso b) i chiodi sono sostituiti da robuste viti da legno finalizzate ad attuare la trazione della trave. Le viti vengono avvitate poco per volta e in successione l’una rispetto all’altra in modo che la trazione della sottostante trave verso l’alto venga operata uniformemente su tutta la sua lunghezza.
 
Si ricorre a questa soluzione quando è impossibile operare all’estradosso, per la presenza di controsoffitti, decori di pregio o inaccessibilità ai piani inferiori.
 
Dopo aver realizzato la precompressione si procederà, anche in questo caso, con le opere di finitura.
 

I vantaggi del rinforzo legno-legno

L’utilizzo di tavole lignee strutturali collaboranti con le travi esistenti porta ad un risultato finale equivalente a quello della soluzione della soletta collaborante in cls e cioè un rilevante calo di flessibilità ed un notevole aumento di portata del solaio, con la differenza che, essendo il peso specifico del legno basso, l’incremento di massa, e dunque di carico inerziale, è nettamente minore.
 
A questi vantaggi si aggiungono anche quelli di carattere funzionale come l’isolamento acustico e termico, un maggiore controllo delle vibrazioni, la reversibilità e quindi minore invasività dell'intervento. Inoltre, l’abbinamento di materiali omogenei conferisce maggiore traspirabilità all’intera struttura.
 

Quanto costa rinforzare un solaio in legno?

Il costo del consolidamento di un solaio in legno varia in base alla soluzione che si decide di adottare, soletta collaborante o sistema legno-legno, nonché a diversi fattori, tra cui la dimensione dell'area da consolidare, lo stato conservativo del solaio e la complessità del lavoro.
 
Se le travi in legno richiedono delle riparazioni preventive sostanziali il costo potrebbe essere più elevato, così come il difficile accesso all’area di cantiere e sfide logistiche potrebbero far oscillare i prezzi.
 
Come al solito serve affidarsi a dei professionisti e dotarsi, soprattutto in casi come questi in cui si agisce su aspetti strutturali, di un progetto che preveda tutte le fasi di lavorazione necessarie.

 
⁽¹⁾ Dall’intervista all’ing. Fabio Guidolin TECNARIA riportata nel focus “Solaio collaborante legno/cls e lamiera grecata/cls: vantaggi funzionali e di posa”.