I materiali in acciaio per le costruzioni: le travi alveolari

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1 I materiali in acciaio per le costruzioni: le travi alveolari Il viaggio nei materiali in acciaio per le costruzioni prosegue oggi con una categoria molto vasta, quella delle travi alveolari. Si tratta di profilati a doppia T che vengono prima laminati e successivamente tagliati lungo l anima e infine saldati assumendo, grazie agli alveoli di varie forme e dimensioni, una struttura molto più leggera, ma non per questo meno funzionale, rispetto alle travi normali. Il vantaggio che deriva dalla struttura alveolare riguarda ovviamente anche la maggiore maneggevolezza e la conseguente riduzione dei tempi di montaggio, ma anche, dopo la posa in opera, la semplificazione piuttosto decisa per quanto riguarda il passaggio dell impiantistica (e.g. illuminazione) e la manutenzione della stessa. La molteplicità delle tipologie di fori oggi realizzabili consente inoltre ai progettisti soluzioni molto appaganti anche dal punto di vista estetico. Le opzioni realizzative consentite dalle travi alveolari sono infatti oggi davvero tante in quanto le tecniche di costruzione di questo elemento consentono sia di realizzare alveoli a sezione trasversale di altezza costante o variabile, che di creare andamenti curvilinei oppure di prevedere già in fase di saldatura elementi supplementari come connettori per soluzioni architettoniche particolari, tanto che è abbastanza diffusa la pratica da parte delle aziende del settore di depositare brevetti esclusivi.

2 I passaggi industriali per realizzare le travi alveolari Il primo step per la produzione delle travi alveolari consiste nell ossitaglio, ovvero nella cesura del laminato pieno che costituisce la trave di partenza, mediante un cannello dal quale fuoriescono due fiamme concentriche, una circolare esterna (la fiamma ossiacetilenica) che scalda il metallo e una interna a base di ossigeno puro che esegue il taglio vero e proprio. L ossitaglio ha l enorme vantaggio di consentire cesure in tutte le direzioni. Dunque, tornando alla trave di partenza, usualmente a doppia T, la sua altezza h deve essere pari ai 2/3 dell altezza finale H della trave alveolare che si vuole ottenere. Eseguito il taglio, le fasi successive prevedono la separazione delle due parti, quindi l allineamento delle stesse, il ri-assemblaggio e infine la saldatura. Il lavoro si conclude con l eliminazione delle parti eccedenti mediante taglio finale. Questa è ovviamente la procedura standard, ma come abbiamo già rilevato sono possibili operazioni ulteriori per specializzare e caratterizzare ulteriormente la trave alveolare prima di commercializzarla. In ogni caso le tre tipologie di base di queste travi vengono caratterizzate, in base alla trave di partenza, dalle sigle AR, per l acciaio semplicemente laminato, N per l acciaio normalizzato ed M per l acciaio termomeccanico. La classificazione viene infine completata da una sigla alfanumerica che ne specifica la forma e le dimensioni, come peraltro visto nei casi delle travi standard.

3 Tipologie e classificazioni Come detto, la duttilità dell ossitaglio consente di realizzare diversi tipi di alveoli e quindi di dare a queste travi aspetti estetici differenti. Genericamente, come riportato anche dal documento di Fondazione Promozione Acciaio, la classificazione delle travi alveolari viene differenziata in base ai fori, per cui ve ne sono di circolari, quando il taglio ha un andamento a curva perfettamente tonda, per cui dopo la separazione delle due parti, il riassemblaggio e la saldatura risultano particolarmente semplici con il grande vantaggio che la forma circolare del foro evita la concentrazione delle forze in punti particolari. Vi sono poi due forme a spigoli vivi, quelle esagonali e quelle ottagonali. Entrambe si ottengono mediante taglio a linea spezzata, ma, mentre nel caso di foro esagonale il riassemblaggio e la saldatura avvengono mediante il semplice riallineamento delle due parti di trave, nel caso

4 di foro ottagonale è necessario inserire fra le due parti dei piatti distanziatori per rendere più efficace la successiva saldatura. Vi è infine una quarta tipologia chiamata sinuosoidale, ottenuta partendo da travi profilate ad H o ad I e realizzando l ossitaglio seguendo una linea appunto sinusoidale, per cui le due parti ottenute, una volta riallineate e poi saldate, danno origine a dei fori molto particolari, quasi a forma di occhio, di grande impatto estetico. Oltre a queste quattro tipologie di base (classificate IPE, HE o HL in base al profilato di partenza), vi sono come detto innumerevoli altre soluzioni: ibride, ottenute da due travi di partenza di sezione diversa; ad aperture allungate, realizzate con lo scopo di far passare molti cavi di impianti in un dato punto, ma con il vincolo di avere il foro allungato quanto più possibile al centro della trave per ridurre le forze di taglio; con aperture rinforzate, proprio per sopportare maggiori forze di taglio sugli appoggi; con montanti rinforzati, per cui vengono inseriti elementi di tenuta perpendicolarmente alla trave, in particolare per migliorare le prestazioni contro le vibrazioni; rinforzate, con l inserimento di elementi paralleli alla trave in prossimità delle aperture o con riempimento parziale dei fori mediante elementi piatti, per migliorarne il comportamento nei confronti delle deformazioni plastiche.

5 Le possibili applicazioni in edilizia delle travi alveolari E chiaro che la particolare leggerezza e la semplicità di posa in opera di questo tipo di travi rende molto interessante il loro utilizzo per strutture in sospensione come coperture, solai e orizzontamenti. Le coperture realizzabili oggi, soprattutto con le alveolari a fori circolari, che offrono tenute strutturali di livello assoluto, permettono la realizzazione di interassi davvero ampi, con schermature minimizzate grazie al fatto che con le tecniche attuali è possibile realizzare fori il cui diametro raggiunge l 80% dell altezza della trave saldata, oltre a ridurre decisamente lo spazio tra un foro e l altro. Il risultato sono coperture il cui limite realizzativo, estremizzando, è rappresentato dalla sola fantasia progettuale degli architetti. Va infatti specificato che l acciaio può essere certamente utilizzato come elemento singolo, ma non si può non rilevare che un

6 numero sempre maggiore di realizzazioni prevede l utilizzo di questo materiale congiuntamente con altri prodotti come ad esempio il legno ed il vetro. Altra applicazione molto interessante delle travi alveolari riguarda i solai e gli orizzontamenti, intanto perché i fori consentono un posizionamento molto più semplice di tutti i cavi e le tubature dei vari allacciamenti tra un piano e l altro, permettendo una riduzione molto decisa dello spessore delle solette e dei rivestimenti in genere, quantificabile anche in 20 cm per ciascun piano che sommati su edifici di 30 o 40 metri, significano spesso poter realizzare un livello in più a parità di altezza. Come detto, le applicazioni sono davvero tante in edilizia, dalle ristrutturazioni di edifici industriali, all applicazione per pilastri o altri elementi a vista sulle facciate dei palazzi oppure per la travatura dei parcheggi, con il vantaggio di un migliore drenaggio e di una migliore circolazione dell aria grazie alle aperture e infine per le strutture marine, dove tuttavia, vista la necessità di supportare carichi molto elevati, si ricorre spesso alle versioni rinforzate. Copyright - Riproduzione riservata