Concetti Chiave
- Le funi d'acciaio, grazie alla loro elevata resistenza alla trazione, sono ideali per strutture a grandi campate, assumendo una forma triangolare sotto carico.
- La freccia, che è la distanza verticale tra gli appoggi e il punto più basso della fune, influisce sulla lunghezza e sullo sforzo di trazione della fune stessa.
- Le funi possono adattarsi a carichi spostati, cambiando forma e configurazione; due carichi uguali portano a una configurazione nota come poligono funicolare.
- Le strutture a compressione, come travature e archi, possono essere create invertendo la forma delle funi, consentendo di coprire forti luci con elementi a compressione.
- La curva funicolare, derivante dall'applicazione di carichi infinitamente piccoli, rappresenta l'ideale per strutture sottoposte a pressione o trazione radiale.
Qual è la resistenza e forma delle funi d'acciaio?
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.
Configurazioni e adattamenti delle funi
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.
Strutture a compressione e travature
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.
Domande da interrogazione
- Qual è la forma assunta da una fune d'acciaio sotto carico e quali sono le sue caratteristiche?
- Come si adatta la fune d'acciaio al variare del carico?
- Qual è la freccia ottima per i ponti sospesi e quale capacità di carico hanno le funi d'acciaio?
- Come si trasformano le funi d'acciaio in travature e archi?
Sotto l'azione di un carico unico, la fune d'acciaio assume una forma triangolare, caratterizzata da una freccia, che è 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 su di essa.
Se il carico viene spostato, la fune cambia forma per adattarsi al nuovo carico. Quando due carichi uguali sono appesi simmetricamente, la fune assume una configurazione chiamata poligono funicolare.
La freccia ottima per i ponti sospesi è circa un dodicesimo della luce, e una fune in acciaio con un carico di rottura di 14000 kg/cm3 può superare una luce di ben 27 km.
Ribaltando la fune con un peso nel mezzo, si passa da una condizione di trazione a compressione, creando una travatura. Se si ribalta la forma parabolica di una fune sotto carico orizzontale, si ottiene un arco, una struttura compressa ideale per coprire forti luci.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
