Le strutture in acciaio, parte 2

Tipologie di travi

Trave a graticcio: sistema di numerosissime piccole croci di Sant'Andrea che vengono a crearsi in questi vani tra le due pareti verticali, tra i due montanti.

Trave a croce di S. Andrea semplice, dove c'è il quadrato (che è l'elemento elementare) con le due diagonali incrociate a mo' di S. Andrea.

Trave Vierendeel: manca l'elemento diagonale. La trave V., che troviamo sia in acciaio sia in calcestruzzo cementizio armato, normale o precompresso, è una tipologia particolare che si utilizza moltissimo per viadotti ferroviari. È capace perfettamente di resistere ad imponenti sforzi e sollecitare delle grandi luci.

Travi reticolari a briglie inclinate:

Travi del tipo trapezio: questa (la seconda verso il basso) è una capriata a sei contraffissi, cioè elementi inclinati, che nelle prime tipologie di travi erano in ghisa, perché la ghisa è un elemento sopporta benissimo i carichi di compressione.

Travi variamente

centinate: travi con la porzione superiore avente un andamento curvo. La pratica più corrente è quella di usare travi reticolari semplici con minor numero possibile di nodi e travi trapezie e parallele, anche se queste risultano più pesanti delle altre. Come abbiamo visto anche prima l'altezza si dimensiona rispetto alla luce: (vedi slide). Solitamente le aste sono inclinate a 45° e in base al tipo di collegamento tra le aste abbiamo anche qui saldate o chiodate. NOTA: curiosità: il Golden Gate è il primo ponte in acciaio a superare delle grandi luci. Verniciato di rosso, perché doveva vedersi anche con la nebbia, tipica di San Francisco. Ponte la cui campata supera una grande luce. Grandi piloni annegati in queste zattere di calcestruzzo armato nell'oceano e poi queste travi reticolari con briglia inferiore e superiore, asta di parete o montante e asta diagonale. Quali sono i profili più utilizzati nella scelta dei vari elementi: le

Le aste devono essere proporzionate all'azione che le sollecitano, all'entità del carico. Possono essere composte da briglie e aste che hanno queste tipologie di caratteristiche (vedi slide):

Briglia superiore formata da due cantonali ad ali diseguali accoppiati/due elementi ad L accoppiati. A questi elementi devono essere poi collegati sia il montante verticale che il diagonale.

La precedente è la maniera più semplice, poi abbiamo le briglie formate da due cantonali e una suola all'estremità superiore o anche due suole, etc.

È una trave appoggiata appoggiata, quindi il momento flettente è una semplice parabola dove abbiamo al di sopra "corrente compresso" e al di sotto "corrente teso".

È essenziale che vengano opportunamente scelti e calibrati, in modo tale che le tensioni siano sempre minori della resistenza del carico ammissibile del materiale.

Le aste di parete possono, quando parliamo di luci piuttosto modeste,

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essereformate da cantonali e da ferri piatti (collegamenti chiodati).Le aste di parete formate da profilati semplici e accoppiati o composti (persollecitazioni elevate).NOTA: quando siete di fronte ad un accoppiamento di due elementi, parliamosempre di sollecitazioni più elevate, per cui abbiamo bisogno di rinforzare ilmontante: potrebbe essere (vedi slide), ad esempio, con una T o C specularel’una all’altra.Come avviene questa giunzione (montanti diagonali alla briglia superiore)?(vedi slide): vediamo un’asta di parete con due aste diagonali e tutte quantedevono andarsi a collegare con questa trave fatta da un’anima e i duecantonali che rappresentano proprio l’elemento della briglia superiore.Il collegamento: i due elementi a C vengono chiodati o bullonati all’animacentrale. Tutti gli altri elementi sono collegati a questa parete attraversosemplice bullonatura o chiodatura: si vengono a praticare i fori nell’elementoda collegare, i

fori sull'anima della briglia superiore, e, con un sistema di serraggio dei bulloni, vengono ancorati. Per far sì che funzioni il tutto, gli assi dei vari elementi diagonali e verticali devono andare tutti a trovarsi in un unico punto.

Dal disegno si vede come questo (indicato dal mouse) è un profilo ad L: si vede il piatto dove si predispongono i fori e la parte della L che sta venendo verso di noi. Questo dettaglio è un dettaglio di attacco di aste di parete alle briglie mediante giunzione diretta.

Questo dettaglio è un dettaglio di attacco tra montanti diagonali e briglia superiore attraverso queste tipologie di giunzione, quindi una giunzione diretta.

Domanda: se io ho una briglia superiore che è un tubolare e devo attaccarci il montante (con lo stesso profilo di prima, un profilo ad L) ed i due diagonali (sempre con profilo ad L), come possiamo procedere?

Allora, ho l'elemento tubolare che è la briglia superiore, per andare ad attaccarci

almeno 3 elementi, che devono essere un montante con profilo ad Le i due diagonali (sempre con profilo ad L), ho bisogno di un elemento nuovo,che è un fazzoletto di appoggio, il quale viene saldato al tubolare superiore esu questo fazzoletto poi si vanno a bullonare i tre elementi. NOTA: in questi casi, quindi, abbiamo sempre degli elementi aggiuntivi, deglielementi di appoggio, che sono squadrette, fazzoletti, che devono garantire ilbuon collegamento. Quando, nello specifico, parliamo di tubolari, parliamo essenzialmentedell'aggiunta di piatti in acciaio saldati a tutto perimetro sull'elemento tubolaree poi a questo fazzoletto andiamo a bullonare con i vari fori gli elementi chedevono concorrervi (ossia, solitamente, diagonali e montanti). E se il montante è tubolare e la briglia è tubolare? Li incastriamo insieme efacciamo una saldatura completa tra i due elementi, senza l'utilizzo di unnuovo elemento. Quello che vi dicevo (detto in precedenza) sta

Nel primo esempio di questa slide: la briglia non è un tubolare, ma un altro elemento ad L, però, anche qui utilizzano, anziché bullonare questi tre elementi, montanti e diagonali, direttamente sulla briglia superiore, utilizzano questo fazzoletto in acciaio, dove vengono bullonati i tre elementi ed il montante viene poi bullonato all'anima della briglia superiore.

NOTA: Il numero dei bulloni, oggi si parla di bullonatura, varia a seconda del carico e della tipologia di nodo che dobbiamo fare.

L'esempio sottostante: Stiamo andando a bullonare attraverso questo grandissimo fazzoletto, un elemento diagonale e un elemento orizzontale, trave, ad un elemento pilastro che deve garantire l'alloggiamento di questi due elementi e lo si fa tramite l'interposizione di questo fazzoletto che viene bullonato alle due ali del pilastro e su questo fazzoletto arrivano a bullonarsi anche il diagonale e l'elemento orizzontale, i cui assi devono concorrere tutti in un

punto.Le travi reticolari saldate hanno una semplificazione della manodopera e del procedimento costruttivo: non abbiamo bisogno di elementi aggiuntivi, di ferramenti aggiuntivi, ma abbiamo soltanto l'elemento saldatura, che va a collegare i vari pezzi.

Ovviamente la scelta di questo collegamento rispetto ad un altro, dipende dalla tipologia di elemento che stiamo andando a creare, dalla potenzialità economica, dai carichi, etc., fermo restando che in molti casi potete utilizzare indistintamente sia l'uno che l'altro caso.

Qua vediamo una sezione cava. Vediamo una briglia superiore, una inferiore due diagonali. La briglia superiore è formata da questi due elementi accoppiati per il mezzo di un fazzoletto in acciaio. Questi tre elementi sono tutti saldati e poi su questo elemento fazzoletto viene saldato l'elemento diagonale che può essere una C o una L. Lo stesso avviene nella briglia inferiore: abbiamo questo fazzoletto di interposizione che viene saldato.

alle due estremità delle travi a C e su cui si salda la sezione inferiore del diagonale. NOTA: saldatura: semplificazione nell'ancoraggio e nella realizzazione di elementi, perché basta saldare tutti questi elementi direttamente in cantiere e non abbiamo bisogno di altri mezzi, di predisporre fori, di dimensionare fori, l'utilizzo di manodopera addestrata, di un procedimento costruttivo più lungo, etc. Sopra vediamo alcune delle sezioni maggiormente utilizzate per le briglie superiori, che possono essere a cassone aperto (a,b,c) oppure chiuso, creando questo vano interno (con due profili ad L o a C o a C con due nuovi piatti su tutta la lunghezza, che vanno a chiudere totalmente il profilo). NOTA: questo piatto lo avremmo chiamato calastrello, ma in tal caso è su tutta quanta la lunghezza. Tutti saldati. Diverse tipologie di profilato utilizzato per le aste: tubolare, semplice, irrigidito (per evitare fenomeni di svergolamento quando abbiamo

altezze considerevoli). Tipologie di giunzioni saldate tra i vari profili. Attacco diretto fra le aste di parete e la briglia: L'attacco un po' più complicato, perché è quello in cui dobbiamo farci arrivare più elementi su un unico elemento. Abbiamo un attacco diretto tra le aste di parete e la briglia superiore (la briglia ha un profilo a T, con quest'anima importante, dove arrivano questi tre elementi sagomati (i due diagonali ad L ed il montante a C sia da un lato che dall'altro)). Quello che dicevamo prima: L'attacco diretto avendo due/tra tubolari: Immaginiamo una sezione circolare cava, immaginiamo la briglia superiore, i due elementi diagonali ed il montante, e possiamo avere un attacco diretto, quindi con l'innesto dei due elementi diagonali nella briglia superiore orizzontale, poi tutto saldato a tutto perimetro, per ristabilire e garantire proprio una completa compenetrazione tra gli elementi diagonali, verticali e le briglie.

sup e inf, quindi come se fosse tutto un unico elemento. O anche tramite una briglia interposta, un elemento interposto centrale: nell'elemento circolare facciamo passare all'interno una piastra di appoggio, una piastra di ausilio, dove si vanno ad attaccare tramite saldatura i nostri due elementi diagonali e/o il montante.

NOTA: all'esame vi chiederemo di schizzare questi collegamenti.

Il portale è un altro elemento con struttura a scheletro metallico, caratterizzato da una completa solidarietà tra i piedritti e i traversi. I portali possono essere semplici o multipli e assumere un profilo molto vario. Strutturalmente, possono essere incastrati o incernierati al piede.

NOTA: quando, oltre al piede, si ha una cerniera anche nel traverso, si parla di arco a tre cerniere.

I portali sono molto impiegati nelle coperture di grandi ambienti, per superare