Strutture tese e strutture complesse

STRUTTURE TESE E STRUTTURE COMPRESSE

L’elevata resistenza alla trazione dell’acciaio fa delle funi d’acciaio l’elemento strutturale ideale per grandi campate. Si consideri una fune tesa fra due punti fissi con un carico unico applicato a metà della luce. sotto l’azione del carico la fune assume una forma triangolare, e su ciascun appoggio grava una metà del carico. La forma triangolare è caratterizzata da una freccia, la distanza verticale fra gli appoggi e il punto più basso della fune. Una freccia maggiore aumenta la lunghezza della fune ma riduce lo sforzo di trazione gravante su questa. Se il carico viene spostato dal mezzo la fune cambia forma e si adatta a sostenere il carico. Se due carichi uguali vengono appesi alla fune simmetricamente dagli estremi la fune assume una nuova configurazione, poligono funicolare.
Se fosse possibile applicare alla fune un numero infinitamente grande di carichi infinitamente piccoli, il poligono prende il nome di curva funicolare. La freccia ottima è un terzo della luce, la fune in acciaio con un carico di rottura di 14000 kg/cm3 potrebbe superare una luce di ben 27 km. La freccia ottima per i ponti sospesi è circa un dodicesimo della luce. le funi in acciaio possono anche essere impiegate per grandi coperture. Il tipo più semplice di copertura sospesa consiste in una serie di funi fissate alla sommità di pilastri dotati di resistenza alla flessione. Travi rettilinee o solette collegano tra loro le funi parallele formando una copertura a forma poligonale. Per evitare l’oscillamento degli elementi rettilinei che collegano le funi devono essere pesanti, o le funi devono essere stabilizzate mediante controventi.
Se si considera la struttura della fune con un peso nel mezzo e la si ribalta, non è più sottoposta a trazione ma a compressione, ha una freccia negativa, o monta, è l’esempio di travatura. Travature capaci di coprire forti luci per mezzo di soli elementi lavoranti a trazione a compressione si possono realizzare combinando più travature insieme. Se ribaltiamo invece la forma parabolica assunta da una fune sulla quale gravano carichi uniformemente ripartiti in orizzontale si ottiene la forma ideale di un arco che lavora solo a compressione sotto lo stesso tipo di carico. L’arco è una struttura essenzialmente compressa impiegata per coprire forti luci e il suo sviluppo di deve ai Romani, è impiegato anche per coprire piccole luci. Quando i carichi sono di numero infinito e infinitamente piccoli il poligono funicolare diventa curva funicolare relativa a una pressione o trazione radiale ed è un cerchio.