Le caratteristiche base delle strutture in acciaio

“Il ferro e le sue proprietà erano già conosciute nei tempi più antichi. Fino a poco tempo fa, tuttavia, non era possibile produrlo a un prezzo così basso e in quantità e pezzi così grandi da poterlo considerare allo stesso livello di pietra e legno.” (Otto Königer, 1902)

Definizione di strutture in acciaio

Una definizione semplice potrebbe essere “insieme di elementi in grado
di sopportare le azioni applicate e di trasmetterle al suolo”. Una definizione di questo tipo risulta però piuttosto vaga: infatti non spiega cosa effettivamente caratterizzi una struttura e conseguentemente non aiuta ad inquadrare quali siano i fattori da considerare nella progettazione strutturale.
Nella realtà il concetto di struttura è legato ad aspetti più complessi e articolati; per esempio è necessario considerare che:

  • Una struttura è un oggetto fisico reale;
  • Una struttura è un oggetto complesso che funziona come un sistema: non ha senso considerare solo i vari elementi separatamente;
  • Una struttura non è quindi un puro assemblaggio di elementi: è proprio l’ organizzazione delle relazioni funzionali fra gli elementi che conferisce alla struttura il carattere di interezza.

Le caratteristiche delle strutture in acciaio

Le strutture in acciaio e in particolare l’acciaio, è una lega composta per il 98% da ferro ed il restante da piccole percentuali di carbonio, manganese, cilicio, rame e cromo.

  • Manganese e silicio migliorano la saldabilità.
  • Rame e cromo migliorano la resistenza agli agenti atmosferici.

Le strutture in acciaio vengono utilizzate per formare profili, a caldo o a freddo e di solito standardizzati, con i quali si può assemblare una struttura tridimensionale attraverso dei collegamenti.

Le proprietà meccaniche del materiale vengono generalmente ricavate tramite la prova di trazione monoassiale su provini standardizzati per forma e dimensioni, in modo da rendere confrontabili le prove eseguite in tempi e luoghi diversi.

Criteri di progettazione delle strutture in acciaio

Il processo di progettazione è complesso e generalmente iterativo.

È importante considerare una serie di criteri che possono aiutare nel raggiungimento delle prestazioni richieste. Li riportiamo qui di seguito:

SEMPLICITÀ

Il criterio più generale di progetto riguarda la semplicità: per l’ingegneria questo è un valore fondamentale perché pone le basi per la certezza di comportamento.

Questo principio diventa quindi una strategia globale per non introdurre ulteriori complessità in un ambiente già di per sé altamente incerto.

REGOLARITÀ GEOMETRICA E SIMMETRIA

La regolarità geometrica riguarda la disposizione in pianta e in elevazione della struttura.

È consigliata l’adozione di una configurazione geometrica lineare, con eccentricità limitate e possibili simmetrie, senza variazioni brusche di masse e rigidezze.

Tale regolarità dovrebbe essere considerata a diverse scale, dalla forma della pianta fino alle connessioni tra i singoli elementi strutturali.

IPERSTATICITÀ E RIDONDANZA

La sicurezza globale in caso di crisi di una parte del sistema strutturale deve essere assicurata dalla presenza di percorsi di carico alternativi che permettano la creazione di diversi meccanismi resistenti e dalla presenza di vincoli e connessioni sovrabbondanti rispetto alla quantità strettamente necessaria.

PREVEDIBILITÀ NEL TEMPO

È necessario utilizzare materiali e componenti strutturali il cui comportamento nel tempo sia il più possibile prevedibile al fine di evitare alterazioni brusche del comportamento meccanico.

PRINCIPIO DI PRECAUZIONE

Per garantire il rispetto dei requisiti sopra indicati è necessario operare una scelta accurata dei materiali. Per poter essere utilizzati ai fini strutturali, materiali e componenti devono avere caratteristiche geometriche e meccaniche certe.

Se vengono utilizzati materiali non esplicitamente citati nelle norme il produttore ne deve garantire prestazioni in linea con quanto richiesto dalla norma stessa.

Se stai pensando di costruire o ristrutturare la tua casa, uilizzando questo fantastico materiale, affidati agli esperti dell’acciaio di CSM!

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