Travi grosse in legno massiccio

Ciao colleghi utenti, io sono nuovo in questo club, piacere di fare la vostra conoscenza. Vi auguro innanzitutto un buon 2017. Scrivo dalla periferia di Roma, mi piace dilettarmi nel fai da te, mi piace avere a che fare con il legno, sono uno studente e lavoratore al contempo, anche se purtroppo la mia attuale condizione non è brillante al massimo grado.

Dopo avervi parlato un po' di me, arrivo al punto illustrando quelli che sono i miei dubbi relativi alle travi di legno massello, intendo quelle che hanno una sezione grossa, che sorreggono il tutto, che fungono da struttura primaria portante. Non mi interessa parlare di lamellare e dintorni. Ho visto qui la sezione "legname" e così provo ad intavolare una discussione pacifica su ciò che mi interessa di più sapere. Più che altro sono consapevole che questo è un forum di boscaioli, ma mi sono chiesto perché non provare a parlare di legname?
Nel web ho provato a spulciare un po' dando un occhiata a qualche file pdf, ma ho letto nozioni alquanto discordanti, piuttosto ho trovato molto utile qualche immagine che vorrei allegare.

Giungo dunque a sottoporvi alla vostra cortese attenzione alcune mie domande:

1) Nel web, facendo alcune ricerche, mi sono imbattuto in questa immagine:



che illustra tre tipi di travi, una contenente il cuore o midollo, l'altra avente il cuore spaccato e l'altra scevra di cuore.
La domanda è: se io volessi una trave grossa in grado di sostenere un notevole carico, che fosse stabile, compatta, che non avesse la tendenza a storcersi, che avesse una buona resistenza meccanica e con fessure ridotte (ammesso che le fenditure siano un problema non solo estetico), quale delle tre occorre prediligere?

2)  Dal punto di vista della resistenza meccanica, ci sono differenze tra una trave di sezione quadra e quella di sezione rettangolare?
Quale delle due ha più resistenza?

3) Al fine di ottenere una trave resistente, stabile e compatta, è importante fare delle selezioni suppongo, delle osservazioni...
A tale scopo è importante osservare anche come sono disposte la serie o le varie serie di anelli di accrescimento che sono sulle teste?  Questi, nelle travi, occorre che siano regolari tra loro oppure no?
(Perché ho letto che in alcune specie legnose, quando gli anelli annuali sono abbastanza larghi tra loro, misti, ovvero in alcuni punti larghi e in altri stretti, questo fatto rappresenta un problema, mentre per altri tipi di legni ciò non è un problema, non saprei, forse confondo).



Io non sono molto esperto di legname da costruzione e dovrei acquistare alcune travi di castagno massello e volevo delle informazioni in merito. Mi servono per rifare una tettoia.


Grazie per la vostra attenzione.

posso risponderti al punto 2)

in linea generale, semplificando al massimo senza entrare in diagrammi delle sollecitazioni, asse neutro, etc etc etc:

rettangolare= trave, quadrata= colonna

dovrebbe essere abbastanza intuitivo.

questo non vuole dire che una sezione quadrata non possa lavorare come trave o che la rettangolare non possa essere usata verticalmente, ma che nella razionalizzazione delle sezioni (non solo sul legno per la composizione ad esempio di travi lamellari, ma anche acciaio, calcestruzzo armato etc etc) vuole dire non sprecare materiale superfluo, sapere come reagirà sotto forte sollecitazione una determinata sezione piuttosto che un'altra. una sezione rettangolare caricata di punta ( puntello, puntone, o colonne), avrà una flessione preferenziale nella direzione parallela al lato più corto

provo a risponderti...
in aggiunta a quanto detto da hokkaido, la sezione ideale per le travi dovrebbe avere un rapporto base/altezza di circa 0,7 (ad esempio 14x20) per esprimere al meglio le sue qualità di portanza.
La sezione centrale del tronco è quella che si presta meglio a non generare movimenti, in quanto le tensioni del legno tendono a compensarsi, viceversa le due immagini a destra possono produrre movimenti i quali, se non direttamente fessurazioni, potrebbero deformare notevolmente il parallellimo dei piani delle travi.
Un buon indicatore di stabilità del legno è senza dubbio la regolarità degli anelli, ma non bisogna dimenticare che molto dipende anche dal periodo di taglio, corretta essiccazione, tipo di essenza etc etc.... e che soprattutto il legno è un materiale vivo.

A quanto esaurientemente detto da Hokkaido e Lovato, aggiungo che la struttura legnosa non è costituita da una massa omogenea ma composta da fasci di fibre longitudinali più o meno irregolari con andamento conico. Il taglio longitudinale della segheria recide parte delle fibre, non sempre in maniera simmetrica e costante. Ciò comporta un ovvio indebolimento nella portanza delle travi. Non a caso i nostri nonni sceglievano li alberi più dritti e con minore conicità, ma soprattutto limitavano le operazioni di squadratura (effettuate a mannaia seguendo le fibre) al minimo indispensabile.

Grazie per le risposte che ho ricevuto, solo una cosa non ho capito, e la illustro riportando anzitutto un passaggio che mi è stato scritto, il cui contenuto mi fa destare una certa preoccupazione, vediamo se è fondata o meno:

lovato ha scritto:La sezione centrale del tronco è quella che si presta meglio a non generare movimenti, in quanto le tensioni del legno tendono a compensarsi, viceversa le due immagini a destra possono produrre movimenti i quali, se non direttamente fessurazioni, potrebbero deformare notevolmente il parallellismo dei piani delle travi.[...]

Vorrei soffermarmi su quanto ha detto l'utente lovato. Mi sfugge qualcosa...

Quindi secondo te lovato, la sezione contenete il cuore è quella che tende a risultare più stabile. D'accordo, ma la presenza del cuore o midollo non potrebbe generare delle fessurazioni dette "a V"  lungo la trave?
E le quali a loro volta non potrebbero compromettere la resistenza meccanica della trave medesima?
Queste sono pericolose oppure rappresentano sempre e solo un difetto estetico?
Perché se il difetto è solo estetico, via ogni sorta di inquietudine... ma se non fosse solo estetico potrebbero essere guai.

Nel web, cercando un po', ho estrapolato questa immagine, mediante la quale scopro che le fenditure possono essere di due tipi qualora si manifestassero:



questa immagine mi palesa che le fenditure possono, sì, andare lungo la trave, ma al contempo possono assumere un andamento o verticale rispetto al midollo (e quindi perpendicolari al carico che viene sopportato sulla trave) oppure orizzontale rispetto al midollo (quindi parallele al carico che viene sopportato).

Senza menzionare calcoli ecc. e altre complessità da ingegneri; vorrei sapere gentilmente, senza andare troppo per le lunghe, se in entrambi i casi qui su illustrati, non c'è da preoccuparsi dal punto di vista della resistenza meccanica; se le fessure vengono provocate dalla presenza del cuore o meno e se queste compromettono la resistenza della trave o se è solo un neo estetico. Tutto qui.
Mille grazie ancora.

Credo tu ti stia preoccupando un po' inutilmente, il discorso dei movimenti del legno è considerato in falegnameria ma in carpenteria non se ne fa molto caso, anzi, tanto che le travi si posavano anche con legno verde.
Le travi in massello contengono tutte il midollo al centro qualunque sia la squadratura poi effettuata Trieste o Fiume, quello da controllare nel travo è la spaziatura dei nodi, la quantità, che il legno non sia soggetto a cipollatura.

Le fessure passano per l'asse neutro e non si allunga ne comprime se sono travi, logicamente se sono giustamente dimensionate, e con flessione nei limiti ammissibili, se non ci sono sono più belle

Attenzione però , se le fenditure a lungo andare interessassero tutta la lunghezza della trave non sarebbero proprio irrisori sebbene si progetta sempre con ampi margini di sicurezza. Nel caso dell'imagine sinistra si avrebbe la tendenza alle due porzioni ad allontanarsi. Minimamente comunque. Invece l'immagine destra interessa di più. Si otterrebbero due travi sovrapposte con ognuna il suo asse neutro che sollecitate tenderebbero a scivolare una sull'altra. La somma delle due resistenze non è uguale alla resistenza a flessione del trave integro, ma un po inferiore

È vero se si staccano sono due travi fortuna che nella realtà non ne ho mai vista una. Ne ho viste spezzate per sovraccarico tipo neve

Coperture e solai in legno sono spesso sovradimensionati

hokkaido254vl ha scritto:[...] Nel caso dell'immagine sinistra si avrebbe la tendenza alle due porzioni ad allontanarsi. Minimamente comunque. Invece l'immagine destra interessa di più. Si otterrebbero due travi sovrapposte con ognuna il suo asse neutro che sollecitate tenderebbero a scivolare una sull'altra. La somma delle due resistenze non è uguale alla resistenza a flessione del trave integro, ma un po inferiore

In breve, vuoi forse dirmi che a tuo dire la fenditura disposta verticalmente sulla trave di sinistra è meno grave rispetto alla fenditura disposta orizzontalmente che è sulla trave nell'immagine destra?

Esattamente, il perché è presto detto e dimostrabile. Nel caso delle travi la dimensione che più conta per la portanza è l'altezza e molto meno la larghezza, ovviamente però bisogna mantenere una certa proporzione per evitare la possibilità di ribaltamento o di eccessiva torsione. Nel primo caso una fessurazione così profonda "ma non ne ho mai viste di complete" darebbe come risultato, avere due travi appaiate che però in ogni  caso sopportano il carico come se fossero attaccate. Nel secondo caso invece l'altezza della trave verrebbe dimezzata compromettendo pericolosamente la portanza perché le due scivolerebbero una sull'altra senza collaborare. Personalmente non vorrei mai una trave con il midollo a vista su un fianco come nella foto 2 (mezzo cuore) perché credo che sia molto probabile una fessurazione tra il midollo e la parte subito adiacente, con conseguente distacco, lasciando un vuoto.

grazie del supporto, non ho potuto rispondere prima, quindi ora non è più necessario avendolo fatto tu.

Arrivo tardi, ma vedo che il topic si è sviluppato in modo ottimale. Concordo con i ragionamenti precedenti e, in ultima analisi, credo ti convenga rivolgerti a qualcuno competente per il DIMENSIONAMENTO ed il NUMERO delle travi in funzione del lavoro che devi fare, proprio per evitare/contenere gli inconvenienti che hai citato.

Grazie agli scrittori di questo topic, mi avete dato consigli e pareri preziosi.
A buon rendere!
Da parte mia è tutto chiarito. Grazie nuovamente.

Salve
Riprendo questa discussione per chiedere pareri su come intervenire per rinforzare delle travi che presentano i tipici problemi del legno massello, cioè spaccature e soprattutto cipollature.
Da qualche anno taglio i castagni migliori per ricavare delle travi, e tutti i tronchi presentano fin da subito cipollature, poi naturalmente si creano le spaccature longitudinali per ritiro del legno. Purtroppo non trovo quasi tronchi di castagno privi di cipollature, contando gli anelli più o meno le cipollature si sono tutte formate nella stessa epoca.
Vorrei usare questi travi lunghezza mt 4,5 dopo averli squadrati grossolanamente a cm 14 x 20, e avendo lavorato per anni nelle ristrutturazioni ho visto che gli ingegneri propongono sempre una soluzione quando si ha bisogno di recuperare un manufatto, che sia un trave, un solaio o altro, hanno sempre il metodo adatto.
Pensavo se potesse essere una soluzione valida quella di inserire nel trave in corrispondenza delle cipollature dei tondini o ancor meglio delle grosse viti tipo quelle che si usano per fissare le travi dei tetti; questo per evitare lo scorrimento tra le parti del trave non collegati a causa della cipollatura, e far lavorare in modo solidale le parti del trave distaccate, come si fà unendo tavole insieme o come lavorano i travi lamellari formati da diverse tavole. Anche i solai legno-cemento si realizzano inserendo dei connettori tra legno e getto, e lavorano in solido.
Inserisco 2 disegnini per spiegarmi:

Leggendo alcuni interventi precedenti credo di comprendere che alcune risposte son date da chi ha studi e esperienza da geometra o ancor più di ingegnere, quindi chiedo a chi ha avuto esperienza del genere se ha qualche suggerimento da dare.
Grazie

aspetta... se intendi usarli per lavori strutturali alla tua casa o per tetti non è mica così semplice
primo il dimensionamento deve essere fatto a norma, secondo i travi devono essere certificati...

Quindi, se vuoi usare i tuoi alberi, l'unica è portarli a segare in segheria e farteli certificare, loro valuteranno se la cipollatura è accettabile o no, ed eventualmente ti daranno travi con una classe di resistenza declassata a seconda del difetto.

Se invece devi fare la "cuccia del cane"... abbondi un po' col dimensionamento.

giusto quel che dice Ferrari.


non sono cose che si possono improvvisare così a naso, una volta andava bene tutto perchè in camera al piano di sopra avevano un letto un comodino ed un piccolo armadio mezzo vuoto con il vestito della domenica e qualche calzino di ricambio, mentre causa neve le coperture erano, per esperienza e scrupolo di chi le realizzava, molto più sovradimensionate che non i solai.  Ma coi possibili sovraccarichi a cui sono sottoposti travi e solai oggi,  occorre attenersi a regole e normative sia per motivi tecnici che legali e di responsabilità.

Dal mio punto di vista, non ritengo che il consolidamento con le viti sia utile. Forse sarebbero più idonee delle legature in ferro tutto attorno alla trave, ma quì si aprono altri punti di vista (può piacere o meno) e soprattutto, come già giustamente detto, in funzione dell'uso che ne dovresti fare, bisogna essere sicuri che non si avranno sorprese.
Proprio l'anno scorso ho fatto segare dei castagni in tavoloni da 3/4 cm (mi sembrava uno spreco bruciarli, a qualcosa mi potranno servire ) ed è presente la cipollatura. Però ho notato che le tavole difettate non si spaccano mai da cima a fondo. Il distacco dei cerchi si estende solamente per un metro da entrambi i lati del tronco.