Riassunto Acciaio

ACCIAIO

Pregi

• Elevato rapporto resistenza/peso
• Elevata flessibilità
• Rapidità di costruzione (prodotto in officina e montato in cantiere)
• Possibilità di recupero
• Capacità meccaniche pressoché costanti nel tempo
• Non soffre processi di viscosità e ritiro come il cls

Difetti

• Va protetto da agenti chimici e fuoco
• Problema di stabilità dell'equilibrio (elemento snello)
• Soffre di instabilità → perdita di equilibrio dovuta a sforzo normale
• Problema delle fatica
• Ripetuti cicli di carico e scarico perde resistenza
• Costi più elevati rispetto a CLS e muratura

PRODUZIONE ACCIAIO

• Minerali di ferro
  • ALTOFORNO → ossido di riduzione → GHISA D'ALTOFORNO → ACCIAI EFFERVESCENTI
• Carbone fossile
• GHISA
  • Trattata in forno speciale per ridurre %C
• ACCIAI CALMATI
  • Per ridurre impuntature, vuoti, soffiature
  • Aggiunta di OSSidoriduzione con aggiunta di FERRO e MAGNESIO
• L'liquido fuso versato nelle forme e fatto raffreddare
• LINGOTTI
  • FUSIONE → FUCINATURA
  • LINGOTTO portato ad alta temperatura
  • FORME smontate e acciaio pronto per lavorazione

Il processo di LAMINAZIONE consente di eliminare vuoti e soffiature (espelle l’aria per pressione) e permette di ottenere un materiale più omogeneo (affinamento delle grane).

Tuttavia produce un orientamento dei cristalli che provoca anisotropia e che genera imperfezioni di carattere

• MECCANICO
  • differenze di spessore
  • nascita di autotensioni nel profilo
• GEOMETRICO
  • Trasversali
  • longitudinali

TIPI DI ACCIAI:

1. EXTRADOLCI (C ≤ 0,15%)
2. DOLCI (0,15% < C ≤ 0,25%)
3. SEMI DURI (0,25% < C ≤ 0,50%)
4. DURI (0,50% < C ≤ 0,75%)
5. DURISSIMI (C > 0,75%)

0,1% C ≤ 0,3%

➔ ACCIAI DA CARPENTERIA

✱ La percentuale di carbonio influenza le caratteristiche meccaniche, e' ridotta resistenza, ma soprattutto rottura duttile

+% C, + RES, – DUT.

–% C, – RES, + DUT.

In realtà, il ramo di scarico/ricarico non è retto ma curvilineo.

Ogni volta che si ricarica nello stesso punto la curva è sempre un ramo e il fuso è sempre più piccolo. Ciclo di isteresi.

L’area sottesa al fuso è l’energia dissipata; più cicli si fanno, meno energia viene dissipata (accumulazione).

Si carica, si arriva a snervamento e si scarica, fuso ed arrivo al punto B, e questo punto si compone.

Effetto Bauschinger.

Per carichi ciclici di trazione/compressione _FY diminuisce all’aumentare dei cicli.

_FY <—> n° cicli.

- Metodo agli Stati Limite (MSL):

Si considerano tensioni più alte e carichi fattorizzati più alti (χ_G·G_k).

• Resistenza di progetto (R_d)
• Sollecitazione di progetto (S_d)

F_yd = F_yk / γ

• Il MSL prevede di effettuare le verifiche di resistenza e stabilità agli stati limite ultimi (SLU)
• mentre per la deformabilità agli stati limite di esercizio (SLE)

• Gli stati limite ultimi (SLU) sono stati limite
• la cui azione deriva della combinazione fondamentale

FD = χ_G1 G1 + χ_G2 G2 + χ_Q1 Q1 + χ_Q1 ψ₀·Q_ki + ...

χ_G1 = 1.3, χ_G2 = 1.3 ÷ 1.5, χ_Q = 1.5

Si raggiunge il limite solo nella sezione fortata.

Ragionando analogamente per la sezione senza fori si avrebbe

avanti plasticizzazione e raggiungimento del limite formano il moncone.

Poiché nelle parte fortate la plasticizzazione è locale, allora si

può aumentare un incremento di deformazione Δε; questo

incremento non è consentito se tutte le sezioni si plasticizzano

(SEZIONI FORTATE).

Nelle parte fortata si può aumentare l'incrudimento del

materiale e il raggiungimento delle tensione ultima.

σ

εyd εyd εyd

    _N  

     ^A    

ε

N_u = A_res · F_t

N_u,Rd = 0.8 · A_res · Ft_k

Verifica con HTA :

∑ = max {    ;    } ≤ ∑_amm.

Verifica con MSL :

N_sollcitante ≤ min { N_pl,Rd; N_u,Rd } = min { A_pk, 0.8 · A_res

N_t,Rd

Se: Emax = Em = 10 Eyd

Mel: Wel. Fyd; Mpl = Wpl. Fyd; Mint: Wint. Fyd

_6bl²⁄₄(1 - ₁⁄³)

X_f = _2Ey⁄_h

X_max = ^{2 Emax}⁄_h

^Wp⁄_Wel(dipende della

flessività sezione)

sezione circolare (β = 1,7)

sezione rettangolare (β = 1,5)

sezione “doppia T” (I β = 1,1 ÷ 1,2)

β=1

_Ey⁄^Emax = ^X_y⁄_Xmax

Fyd

Nelle sezioni circolari ho un

beneficio plastico maggiore di

quelle rettangolare perché,

a parità di corda, ha più

aree da plasticizzare

(β è maggiore, tanto maggiore

l'area da plasticizzare)

V_y è il valore che dà in esercizio

Poiché solo la fibra centrale arriva a C = F_yd/√3

allora si può aumentare il valore del taglio V_y.

Applico V_y; si può spingere fino al caso limite

in cui tutte le fibre dell'anima hanno C = F_yd/√3.

CASO LIMITE = Plasticizzazione (raggiungimento C_max) su

tutta l'area del taglio

V_pl,Rd = A_v · F_yd/√3 = A_v · F_yk/√3.γ_mo

Area resistente a taglio

A_v = A - 2b·t_f + (t_w + 2r_t)t_f

V_ed / V_pl,Rd < 1

3) CAMPO PLASTICO

Il valore dello sforzo normale N è sempre fisso, mentre il momento viene incrementato fino al valore M_pl,N per cui tutte le fibre raggiungono le tensioni di snervamento f_yd e la sezione è completamente plasticizzata.

A_t = AREA TESA

A_c = AREA COMPRESSA

y_t = DISTANZA TRA N_t E PUNTO DI INVERSIONE

y_c = DISTANZA TRA N_c E PUNTO DI INVERSIONE

N_t = RISULTANTE TAZIONI

N_c = RISULTANTE COMPRESSIONI

1. Fissato N, si impone l'equilibrio alle traslazioni:

   |N = N_c - N_t = A_c · f_yd - A_t · f_yd| ↦ Si determina posizione neutra.

2. Si impone l'equilibrio alla rotazione rispetto all'asse neutro:

   |M_pl,N = N_t · y_t + N_c · y_c|