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Raffaele Landolfo » 6.I prodotti siderurgici


I prodotti siderurgici

Le membrature

  • classificazione e cenni sui processi produttivi;
  • i profili laminati a caldo;
  • i profili per composizione saldata;
  • i profili formati a freddo;
  • considerazioni sulla scelta e uso del sagomario.

Classificazione e cenni sui processi produttivi

Processi produttivi e classificazione dei prodotti siderurgici

Gli elementi in acciaio vengono generalmente prodotti mediante processi di laminazione (a caldo o a freddo) o di piegatura a freddo (profilatura in continuo, pressopiegatura e stampaggio). Meno comuni e generalmente destinati alla produzione di pezzi e /o forme speciali sono i processi di trafilatura/estrusione, forgiatura e getto.

I principali prodotti siderurgici utilizzati nell’ambito delle costruzioni civili sono così classificati:

  • laminati piani e coils (piatti, lamiere e lamierini);
  • profilati laminati a caldo (profilati a doppio T, a U, angolari, tubolari, etc.);
  • profilati per composizione saldata (ottenuti per saldatura di piatti e/o lamiere);
  • profili formati a freddo (lamiere grecate e profili sottili a sezione aperta).

I prodotti siderurgici devono rispettare precisi rapporti dimensionali garantendo al contempo il rispetto di adeguate tolleranze. Dimensioni e tolleranze e condizioni di fornitura sono generalmente riportate in specifiche normative dette appunto “norme prodotto”.

Il rispetto di queste norme non è però sufficiente ad evitare la presenza di imperfezioni nei prodotti siderurgici, legate proprio al processo produttivo. Tali imperfezioni, di natura meccanica e geometrica, devono essere adeguatamente portate in conto, in fase di progetto, in quanto capaci di influenzare sensibilmente il comportamento strutturale sia delle singole membrature che dei sistemi strutturali in acciaio.

Classificazione e cenni sui processi produttivi (segue)

I processi produttivi

I processi produttivi


Classificazione e cenni sui processi produttivi (segue)

I prodotti siderurgici

I prodotti siderurgici


Classificazione e cenni sui processi produttivi (segue)

Le imperfezioni

Le imperfezioni


I profili

Le membrature

I profili laminati a caldo sono i prodotti siderurgici generalmente più utilizzati come membrature nelle costruzioni metalliche. Essi vengono infatti adoperati per realizzare travi (principali e secondarie), colonne e diagonali di controventamento di strutture ordinarie in carpenteria metallica. I tipi di sezione e le loro dimensioni e caratteristiche geometriche sono unificate in ambito europeo e riportate solitamente in specifici “sagomari” predisposti direttamente dal produttore. Tali sagomari risultano evidentemente di tipo “rigido”, nel senso che non è ovviamente possibile ottenere profili con dimensioni diverse da quelle prestabilite.

I profili ottenuti per composizione saldata sono l’espressione di una nuova concezione di struttura in carpenteria metallica. Questo sistema offre notevoli vantaggi tecnici ed economici tra cui la libertà di forma e la possibilità di ottenere membrature con sezioni trasversali senza i limiti dimensionali che caratterizzano l’offerta dei laminati a caldo (sagomario flessibile).

Anche nell’ambito dei profili sottili si possono ottenere le sezioni più varie, al fine di realizzare il massimo sfruttamento del materiale, anche “per forma”, con conseguente ottimizzazione del peso strutturale. La sezione trasversale sarà in questo caso caratterizzata dalla presenza di spigoli arrotondati, dall’unicità dello spessore e soprattutto dalla sua esiguità, per le limitazioni derivanti dal processo di piegatura a freddo. Per tutte queste peculiarità, la progettazione delle membrature piegate a freddo richiede una particolare attenzione per i pericoli connessi con fenomeni di instabilità locale e/o corrosione al punto tale da essere regolata da specifiche normative.

I laminati a caldo

Esempi di profili laminati a caldo

Esempi di profili laminati a caldo


I profili per composizione saldata

Esempi di profili per composizione saldata

Esempi di profili per composizione saldata


I formati a freddo

Esempi di profili formati a freddo

Esempi di profili formati a freddo


Considerazioni sulla scelta e uso del sagomario

Scelta del profilo e uso del sagomario
La scelta del tipo di profilo avviene in base alle esigenze strutturali a cui bisogna fare fronte ed alle caratteristiche peculiari di ogni profilo.

In genere, sulla base della forma dell’ellisse centrale d’inerzia della sezione è possibile trarre utili indicazioni sulle possibilità di impiego dei diversi profilati. Ad esempio, a parità di area della sezione (e quindi di peso e costo) i profilati della serie IPE hanno un momento d’inerzia e un modulo di resistenza in un piano nettamente maggiori rispetto a quelli della serie HE e sono quindi molto più convenienti nel caso di aste soggette prevalentemente a flessione in tale piano (travi). Di contro, il momento d’inerzia rispetto al piano ortogonale è molto basso rendendo l’IPE inadatto a sopportare azioni flettenti agenti secondo tale piano e particolarmente vulnerabile nei confronti di fenomeni di instabilità. Di conseguenza i profili HE, i cui momenti d’inerzia nelle due direzioni hanno una minore differenza, risultano certamente più idonei, rispetto ai profili della serie IPE, in presenza di flessioni biassiali e di sforzi di compressione e trovano pertanto diffusa applicazione come colonne negli edifici con struttura in carpenteria metallica. In tale prospettiva, un comportamento ancora migliore è quello offerto dalle sezioni tubolari cave ed in particolare quelle a sezione circolare, per effetto della simmetria polare. Per questo tipo di profili, però, risulta spesso condizionante ai fini della scelta la conseguente maggiore complessità nella concezione e nella realizzazione dei collegamenti.

I profili a C e gli angolari sono utilizzati soprattutto come aste di travature reticolari o aste di controventatura; essi vengono spesso accoppiati a due a due sia perché ciò conferisce simmetria alla sezione composta sia per comodità di realizzazione dei collegamenti.

Considerazioni sulla scelta e uso del sagomario (segue)

Valutazione delle performance di diversi tipi di profili

Valutazione delle performance di diversi tipi di profili


Considerazioni sulla scelta e uso del sagomario (segue)

Valutazione delle performance di diversi tipi di profil

Valutazione delle performance di diversi tipi di profil


Considerazioni sulla scelta e uso del sagomario (segue)

Indicazione delle grandezze presenti nel sagomario

Indicazione delle grandezze presenti nel sagomario


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