Appunti di Costruzioni metalliche - componenti strutturali dell'acciaio

APPUNTI DI COSTRUZIONI IN ACCIAIO

Componenti strutturali e criteri di verifica

Guida ragionata per capannoni, tettoie e strutture industriali

Schema concettuale originale: interazione tra colonne, traverso, arcarecci e controventi di falda.

Il documento raccoglie in forma sintetica e autonoma i criteri di modellazione e le verifiche ricorrenti dei

principali elementi di una struttura metallica industriale. L’obiettivo non è sostituire il calcolo normativo, ma

fornire una mappa logica: quali azioni arrivano a ogni elemento, quale schema statico è coerente e quali

verifiche tendono a governare il dimensionamento.

Rielaborazione didattica autonoma - testo e schemi originali.

Appunti di studio - Componenti strutturali in acciaio | 1

Indice ragionato

Sezione Argomento

1 Arcarecci di copertura

2 Controventi di falda

3 Traversi e capriate

4 Falso traverso e trave longitudinale di copertura

5 Collegamenti longitudinali tra portali

6 Via di corsa del carroponte

7 Colonne

8 Impalcati

9 Controventi verticali

10 Orditure di parete

11 Quadro riepilogativo delle verifiche

Logica generale

La progettazione diventa più ordinata se per ogni componente si segue sempre la stessa sequenza:

identificazione delle azioni, scelta dello schema statico, determinazione delle sollecitazioni, individuazione

delle possibili instabilità e verifica della deformabilità. Nei capannoni in acciaio la stabilità globale dipende

inoltre dalla continuità del percorso delle azioni orizzontali fino alle fondazioni.

 Azioni verticali: pesi propri, copertura, neve, impalcati, carichi del carroponte.

 Azioni orizzontali: vento, sisma, serpeggiamento e frenata del carroponte.

 Fenomeni di stabilità: instabilità per compressione, presso-flessione e sbandamento laterale delle travi.

 Stati di servizio: controllo delle frecce e degli spostamenti, spesso determinanti per elementi snelli.

Appunti di studio - Componenti strutturali in acciaio | 2

1. Arcarecci di copertura

Gli arcarecci trasferiscono ai traversi o alle capriate il peso del manto, i sovraccarichi di copertura e la

neve; devono inoltre essere considerati gli effetti della depressione del vento, che inverte il verso

dell’azione normale alla falda. Oltre alla funzione portante, gli arcarecci possono costituire un importante

ritegno laterale per l’ala compressa del traverso o per il corrente superiore della capriata.

Schema statico e profili

Per il progetto è prudente considerarli come travi semplicemente appoggiate tra due traversi consecutivi,

anche se in costruzione possono risultare continui su più campate. Le luci tipiche sono dell’ordine di 4-8 m.

Sono comuni profili IPE, HEA, UPN e profili formati a freddo a C o Z.

Flessione deviata e pendinatura

Quando la copertura è inclinata, i carichi verticali producono componenti nei due piani principali

dell’arcareccio. La componente nel piano di minore inerzia può diventare significativa nonostante sia più

piccola. Per limitare lo “spanciamento” nel piano della falda si ricorre spesso alla pendinatura.

Luce indicativa Disposizione dei pendini

fino a circa 6 m un pendino in mezzeria

circa 6-8 m pendini ai terzi

circa 8-10 m pendini ai quarti

Verifiche principali

 Flessione deviata nei due piani principali.

 Sbandamento laterale dell’ala compressa quando il manto non garantisce un ritegno affidabile.

 Caso di depressione del vento: l’ala inferiore può diventare compressa e risultare non controventata.

 Freccia: valore indicativo da contenere entro circa L/200.

Se un arcareccio partecipa al controvento di falda e riceve una forza assiale, la verifica non è più di sola flessione:

occorre considerare l’interazione con la compressione e la relativa stabilità.

Appunti di studio - Componenti strutturali in acciaio | 3

2. Controventi di falda

I controventi di falda svolgono due compiti distinti ma strettamente collegati: convogliare le azioni

orizzontali e stabilizzare gli elementi compressi della copertura. I controventi di testata raccolgono le forze

del vento sulle facciate di estremità; quelli laterali possono raccogliere le azioni provenienti dalle pareti

longitudinali e stabilizzare travi longitudinali o falsi traversi.

Modello resistente

Il sistema viene trattato come una reticolare piana: le flange superiori di traversi contigui possono

funzionare da correnti, porzioni di arcarecci da montanti e diagonali aggiunte da aste tese. Una scelta

frequente consiste nel far lavorare prevalentemente le diagonali a trazione, così da evitare l’instabilità delle

aste molto snelle.

Sequenza di calcolo

1. Determinare le azioni orizzontali e concentrarle nei nodi della reticolare.

2. Valutare, quando necessario, le azioni connesse alla stabilizzazione degli elementi compressi.

3. Risolvere la reticolare secondo l’effettivo schema di aste attive.

4. Dimensionare diagonali, montanti e correnti per trazione o compressione.

5. Trasferire le azioni assiali otte