2COSTRUZIONI IN ACCIAIO

2 COSTRUZIONI IN ACCIAIO

2.1 PREMESSA

Vengono di seguito richiamati alcuni concetti essenziali legati alla teoria e al progetto delle costru- zioni in acciaio, rimandando comunque ad una bibliografia più specifica approfondimenti ad argo- menti non trattati; alcuni testi utili allo scopo sono elencati nella bibliografia essenziale (v. C-2.1.1).

In particolare, si è posta l’attenzione sugli aspetti più significativi e maggiormente ricorrenti che po- polano il mondo delle costruzioni in acciaio, proponendoli anche alla luce dell’impostazione delle recenti normative di settore. Queste, che sintetizzano gli sforzi del mondo della ricerca negli ultimi decenni, non sono state volutamente riportate in forma estesa sia per ragioni di spazio sia perché si è privilegiato, nei limiti del possibile, l’aspetto didattico anziché quello puramente operativo. Si è in sostanza preferito affrontare i problemi e proporne le soluzioni alla luce delle metodologie pro- prie della Scienza e della Tecnica delle Costruzioni, limitando la presentazione di pure formule pro- gettuali, la cui validità è legata all’edizione del codice normativo in esame (si ricorda che ogni pro- getto deve essere sempre sviluppato con riferimento ad un unico codice normativo). Tuttavia, nell’ottica di fornire comunque strumenti in grado di consentire un dimensionamento delle compo- nenti portanti maggiormente ricorrenti nelle strutture in acciaio, sono contenuti espliciti riferimenti ai requisiti delle vigenti normative, sia nazionali che europee. Si precisa che al momento sono an- cora utilizzabili sul territorio nazionale due differenti metodi di calcolo, quello delle tensioni am- missibili, applicabile in un contesto decisamente ristretto e per costruzioni di minore importanza, e quello degli stati limite, più recente e moderno, riconosciuto anche in ambito europeo ed internazio- nale. Nella trattazione di seguito riportata ci si è pertanto principalmente riferiti ai requisiti previsti dalla normativa europea Eurocodice 3 (UNI EN 1993) considerando comunque anche la recente normativa nazionale Norme Tecniche per le Costruzioni (DM 14-1-2008), praticamente coincidente con una ridotta parte dell’Eurocodice 3. Si è comunque fatto riferimento al metodo delle tensioni ammissibili, non solo perché ancora a volte utilizzabile ma anche perché ritenuto utile per l’analisi di costruzioni metalliche del passato e comunque sempre sicuramente valido per la fase di imposta- zione e dimensionamento iniziale del progetto strutturale.

Relativamente ai contenuti, questa parte dedicata alle costruzioni in acciaio è stata articolata in 8 paragrafi strutturati, per quanto possibile, in modo indipendente al fine di agevolarne la consulta- zione. In dettaglio, a seguito di questa parte introduttiva, corredata da alcuni riferimenti bibliografici e normativi, nel paragrafo C-2.2 si presentano i principali prodotti per costruzioni ad uso civile ed industriale riportando le dimensioni e le caratteristiche geometriche tipiche sia per i profilati lami- nati a caldo sia per gli elementi più comuni e diffusi ottenuti mediante lavorazioni a freddo. In ag- giunta, vengono fornite le informazioni essenziali per le verifiche strutturali, con riferimento alla combinazione delle azioni ed alla valutazione della resistenza. Si affronta poi la tematica delle tipo- logie strutturali e dei metodi di analisi (v. C-2.3) con l’obiettivo di presentare gli approcci proget- tuali sviluppati dal mondo della ricerca e recepiti negli ultimi anni dai più aggiornati codici norma- tivi. L’attenzione è stata prevalentemente posta su profilati di dimensioni trasversali non sensibili a fenomeni di instabilità locale ed il paragrafo C-2.4 tratta il dimensionamento di membrature isolate.

Il successivo paragrafo C-2.5 tratta il caso in cui siano accoppiati profilati singoli, con esplicito ri- ferimento alle aste composte (elementi compressi) e alle travature reticolari (elementi inflessi). Una particolare attenzione è stata poi prestata ai collegamenti tra le membrature. In dettaglio sono prima state considerate le unioni bullonate (v. C-2.6) e quelle saldate (v. C-2.7), ossia sono stati proposti criteri e regole per la verifica di collegamenti elementari intesi come componenti delle giunzioni. A queste ultime è invece stato dedicato l’esteso paragrafo C-2.8, proponendo alcune tra le soluzioni maggiormente ricorrenti nella pratica nazionale ed internazionale delle costruzioni in acciaio.

2.1.1 Bibliografia essenziale. Si riportano di seguito, senza pretesa di completezza, i testi che sono stati consultati per la preparazione di questa parte.

– G. Ballio, F. M. Mazzolani, “Strutture in acciaio”, Hoepli.

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– F. Masi, “Costruire in acciaio”, Hoepli.

– P.J. Bowling, J.E. Harding, R. Bjorhovde eds, “Costructional Steel Design: an International Guide”, Elsevier Applied Science.

– W.F. Chen editor, “Handbook of Structural Engineering”, CRC Press.

– L. Corradi dell’Acqua, “Instabilità delle strutture”, Clup Edizioni Milano, 1978.

– D. Danieli, F. De Miranda, “Strutture in acciaio per l’edilizia civile e industriale”, CISIA Milano.

– C. Massonet, M. Save, “Calcolo plastico a rottura delle costruzioni”, Clup Edizioni Milano.

– E. F. Radogna, “Tecnica delle Costruzioni – Vol. 1 – Fondamenti delle Costruzioni in acciaio”, Masson Editore.

– G. Sarà, “Compendio di Teoria e Tecnica delle Costruzioni – Vol. III”, Liguori Editore.

– G. Ballio, C. Bernuzzi, “Progettare costruzioni in acciaio”, Ulrico Hoepli Editore.

– F. Hart, W. Henn, H. Sontag, “Architettura acciaio: edifici civili”, Finsider.

– F.M. Mazzolani, “La torsione nei profilati e nelle travi metalliche”, CISIA Milano.

– C. Faella, V. Piluso, G. Rizzano, “Structural steel semirigid connections”, CRC Press – C. Bernuzzi, “Le Travature Reticolari”, contributo alla serie Monografie Tecniche Castalia,

commercializzato e distribuito da Castalia srl, pagine 68

– C. Bernuzzi, F.M. Mazzolani, “Edifici in acciaio: Materiale, calcolo e progetto secondo L’Eu- rocodice EN-1993-1-1”, Ulrico Hoepli edizioni.

– C. Bernuzzi, “Proporzionamento di strutture in acciaio”, Polipress MILANO.

Si segnala che esistono siti internet dedicati alla strutture in acciaio, che mettono a disposizio- ne software utile per la progettazione liberamente scaricabile (ossia gratuito). Anche in questo caso, senza pretesa di completezza sull’intero panorama della rete, di seguito sono forniti alcuni indirizzi:

– http://dicata.ing.unibs.it/gelfi – http://ceeserver.cee.cornell.edu/tp26 – http://www.ce.jhu.edu/bschafer

– http://www.constructalia.com/it_IT/tools/catherramientas.jsp – http://www.dica.unict.it/users/aghersi/

2.1.2 Principali riferimenti normativi. Le più significative normative per le progettazione e realizzazione di strutture in acciaio sono di seguito elencate distinguendole, a seconda dell’ambito tematico, in:

– Riferimenti per la progettazione strutturale (v. C-2.1.2.1): oltre ai riferimenti normativi naziona- li ed europei sono riportati anche gli estremi identificativi della più recente documentazione tecnica nazionale relativa al metodo di verifica delle tensioni ammissibili (metodo ora utilizza- bile in ambito ristretto), emanata dal Servizio Tecnico Centrale del Ministero dei Lavori Pub- blici ovvero dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (C.N.R.);

– Riferimenti per materiali e condizioni tecniche di fornitura (v. C-2.1.2.2): vengono specificati i principali documenti tecnici legati alla qualifica dei materiali ed alle condizioni tecniche di for- nitura dei prodotti;

– Riferimenti per prodotti e tolleranze di lavorazione (v. C-2.1.2.3): sono elencati i principali ri- ferimenti normativi relativi alla valutazione di conformità di prodotti monodimensionali e piani (lamiere grecate e pannelli autoportanti per tamponamenti e coperture) ed eventualmente alle loro caratteristiche dimensionali;

– Riferimenti per prove sul materiale (v. C-2.1.2.4): sono elencati i documenti tecnici principali per le prove di caratterizzazione dei materiali, ovvero per la qualificazione degli acciai;

– Riferimenti sulla bulloneria (v. C-2.1.2.5): sono riportati oltre ai riferimenti sulle viti, anche quelli relativi alle unioni chiodate e rivettate;

– Riferimenti sulle saldature (v. C-2.1.2.6): sono elencati i principali riferimenti sui procedimenti di saldatura e sui materiali impiegati per le unioni saldate;

– Riferimenti sulla protezione (v. C-2.1.2.7): sono specificati i principali riferimenti sui trattamen- ti protettivi degli elementi in acciaio, necessari e fondamentali per garantire il richiesti livello di durabilità.

PREMESSA C-57 Le normative riportate in elenco (seguendo l’ordinazione per numero) hanno in molti casi specificato l’anno di edizione e pertanto si rende necessario verificare la validità del documento ovvero la eventuale emissione di una nuova edizione. Ciò è molto semplice e può essere fatto collegandosi al sito dell’UNI (all’indirizzo internet http://webstore.uni.com/unistore/public/search- products).

È parso opportuno fare riferimento anche ai documenti normativi ritirati o sostituiti alla data marzo 2010 tenendoli ben separati da quelli cogenti (sono preceduti dalla sigla R-).

2.1.2.1 Riferimenti per la progettazione strutturale

2.1.2.1.1 Riferimenti normativi nazionali. Legge 5 Novembre 1971 n° 1086, “Norma per la di- sciplina delle opere in conglomerato cementizio, normale e precompresso ed a struttura metallica”, (pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana n. 321 del 21 dicembre 1971).

Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008, “Appro- vazione delle nuove norme tecniche per le costruzioni,”, pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale n. 29 del 4 febbraio 2008, supplemento ordinario n. 30.

Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, Circolare 2 febbraio 2009, n. 617 C.S.LL.PP.,

“Istruzioni per l’applicazione delle “Norme Tecniche per le costruzioni” di cui al D.M. 14 gennaio 2008”, pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale n. 27 del 26 febbraio 2009, supplemento ordinario n. 27.

2.1.2.1.2 Riferimenti normativi europei.

– UNI EN 1993-1-1:2005: Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 1-1:

Regole generali e regole per gli edifici

– UNI EN 1993-1-2:2005 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 1-2: Re- gole generali – Progettazione strutturale contro l’incendio

– UNI EN 1993-1-3:2007 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 1-3: Re- gole generali – Regole supplementari per l’impiego dei profilati e delle lamiere sottili piegati a freddo

– UNI EN 1993-1-4:2007 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 1-4: Re- gole generali - Regole supplementari per acciai inossidabili

– UNI EN 1993-1-5:2007 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 1-5:

Elementi strutturali a lastra

– UNI EN 1993-1-6:2007 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 1-6: Re- sistenza e stabilità delle strutture a guscio

– UNI EN 1993-1-7:2007 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 1-7:

Strutture a lastra ortotropa caricate al di fuori del piano

– UNI EN 1993-1-8:2005 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 1-8:

Progettazione dei collegamenti

– UNI EN 1993-1-9:2005 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 1-9: Fa- tica

– UNI EN 1993-1-10:2005 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 1-10:

Resilienza del materiale e proprietà attraverso lo spessore

– UNI EN 1993-1-11:2007 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 1-11:

Progettazione di strutture con elementi tesi

– UNI EN 1993-1-12:2007 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 1-12:

Regole aggiuntive per l’estensione della EN 1993 fino agli acciai di grado S 700

– UNI EN 1993-2:2007 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 2: Ponti di acciaio

– UNI EN 1993-3-1:2007 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 3-1:

Torri, pali e ciminiere – Torri e pali

– UNI EN 1993-3-2:2007 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 3-2:

Torri, pali e ciminiere – Ciminiere

– UNI EN 1993-4-1:2007 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 4-1: Silos 055-275_CAP_02_C Page 57 Tuesday, February 28, 2012 10:31 AM

C-58 COSTRUZIONIINACCIAIO

– UNI EN 1993-4-2:2007 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 4-2:

Serbatoi

– UNI EN 1993-4-3:2007 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 4-3:

Condotte

– UNI EN 1993-5:2007 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 5: Pali e palancole

– UNI EN 1993-6:2007 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 6: Strut- ture per apparecchi di sollevamento

– UNI EN 15512:2009 Sistemi di stoccaggio statici di acciaio – Scaffalature porta-pallet – Prin- cipi per la progettazione strutturale

2.1.2.1.3 Riferimenti normativi per il metodo delle tensioni ammissibili. Ministero dei lavori pubblici – Decreto Ministeriale del 14 febbraio 1992, “Norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metal- liche (pubblicato sul supplemento ordinario alla Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana n. 65 del 18 marzo 1992).

– Ministero dei lavori pubblici – Circolare 24 giugno 1993, n. 37406/STC Legge 5 novembre 1971, n. 1086. Istruzioni relative alle norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche, di cui al decreto ministeriale 14 febbraio 1992 (pubblicato sul supplemento ordinario alla Gazzetta Uf- ficiale della Repubblica Italiana n. 191 del 16 agosto 1993);

– Ministero dei lavori pubblici – Decreto Ministeriale del 9 gennaio 1996, “Norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompres- so e per le strutture metalliche (pubblicato sul supplemento ordinario alla Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana n. 29 del 5 febbraio 1996);

– Ministero dei lavori pubblici – Circolare 15 ottobre 1996, n. 252 AA.GG./S.T.C. “Istruzioni per l’applicazione delle Norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche” di cui al decreto mini- steriale 9 gennaio 1996”, (pubblicato sul supplemento ordinario alla Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana n. 277 del 26 novembre 1996);

– Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istruzioni CNR 10011/85: Costruzioni in acciaio – Istruzio- ni per il calcolo, l’esecuzione, il collaudo e la manutenzione;

– Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istruzioni CNR 10011/97: Costruzioni in acciaio – Istruzio- ni per il calcolo, l’esecuzione, il collaudo e la manutenzione;

– Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istruzioni CNR 10016/85: Travi composte in acciaio e cal- cestruzzo – Istruzioni per l’impiego sulle costruzioni;

– Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istruzioni CNR 10022/84: Profilati in acciaio formati a freddo. Istruzioni per l’impiego nelle costruzioni;

– Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istruzioni CNR 10029/87: Costruzioni in acciaio ad elevata resistenza. Istruzioni per il calcolo, l’esecuzione, il collaudo e la manutenzione;

– Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istruzioni CNR 10030/87: Anime irrigidite di travi a parete piena.

2.1.2.2 Riferimenti per materiali e condizioni tecniche di fornitura

– UNI EN ISO 643:2006 Acciai – Determinazione micrografica della grossezza apparente del grano.

– UNI EN 10025-1-2005 Prodotti laminati a caldo per impieghi strutturali – Parte 1: Condizioni tecniche generali di fornitura.

– UNI EN 10025-2-2005 Prodotti laminati a caldo per impieghi strutturali – Parte 2: Condizioni tecniche di fornitura di acciai non legati per impieghi strutturali.

– UNI EN 10025-3-2005 Prodotti laminati a caldo per impieghi strutturali – Parte 3: Condizioni tecniche di fornitura di acciai per impieghi strutturali saldabili a grano fine allo stato normaliz- zato/normalizzato laminato.

PREMESSA C-59 – UNI EN 10025-4-2005 Prodotti laminati a caldo per impieghi strutturali – Parte 4: Condizioni tecniche di fornitura di acciai per impieghi strutturali saldabili a grano fine ottenuti mediante laminazione termomeccanica.

– UNI EN 10025-5-2005 Prodotti laminati a caldo per impieghi strutturali – Parte 5: Condizioni tecniche di fornitura di acciai per impieghi strutturali con resistenza migliorata alla corrosione atmosferica.

– UNI EN 10025-6:2005 Prodotti laminati a caldo di acciai per impieghi strutturali – Parte 6:

Condizioni tecniche di fornitura per prodotti piani di acciaio per impieghi strutturali ad alto li- mite di snervamento, bonificati.

– UNI EN 10027-1:2006 Sistemi di designazione degli acciai – Parte 1: Designazione simbolica – UNI EN 10027-2:1993 Sistemi di designazione degli acciai. Designazione numerica.

– R-UNI EN 10113-1:1994 Prodotti laminati a caldo di acciai saldabili a grano fine, per impieghi strutturali. Condizioni generali di fornitura.

– R-UNI EN 10113-2:1994 Prodotti laminati a caldo di acciai saldabili a grano fine, per impieghi strutturali. Condizioni di fornitura degli acciai allo stato normalizzato.

– R-UNI EN 10113-3:1994 Prodotti laminati a caldo di acciai saldabili a grano fine, per impieghi strutturali. Condizioni di fornitura degli acciai ottenuti mediante laminazione termomeccanica.

– UNI EN 10149-1:1997 Prodotti piani laminati a caldo di acciai ad alto limite di snervamento per formatura a freddo. Condizioni generali di fornitura.

– UNI EN 10149-2:1997 Prodotti piani laminati a caldo di acciai ad alto limite di snervamento per formatura a freddo. Condizioni di fornitura degli acciai ottenuti mediante laminazione ter- momeccanica.

– UNI EN 10149-3:1997 Prodotti piani laminati a caldo di acciai ad alto limite di snerva- mento per formatura a freddo. Condizioni di fornitura degli acciai normalizzati o laminati normalizzati

– UNI EN 10162:2006 Profilati di acciaio laminati a freddo – Condizioni tecniche di fornitura – Tolleranze dimensionali e sulla sezione trasversale.

– UNI EN 10164:2005 Acciai con caratteristiche di deformazione migliorate nella direzione per- pendicolare alla superficie del prodotto – Condizioni tecniche di fornitura.

– UNI EN 10268:2006 Prodotti piani laminati a freddo di acciaio ad alto limite di snervamento per formatura a freddo – Condizioni tecniche di fornitura.

– UNI EN 10292:2007-07 Nastri e lamiere di acciaio ad alto limite di snervamento rivestiti per immersione a caldo in continuo per formatura a freddo – Condizioni tecniche di fornitura.

– R-UNI EN 10326:2004 Nastri e lamiere di acciaio per impieghi strutturali rivestiti per immer- sione a caldo in continuo – Condizioni tecniche di fornitura.

– R-UNI EN 10327:2004 Nastri e lamiere di acciaio a basso tenore di carbonio rivestiti per im- mersione a caldo in continuo, per formatura a freddo – Condizioni tecniche di fornitura.

Profili cavi

– UNI EN 10210-1:2006 Profilati cavi finiti a caldo di acciai non legati e a grano fine per im- pieghi strutturali – Parte 1: Condizioni tecniche di fornitura.

– UNI EN 10219-1:2006 Profilati cavi formati a freddo di acciai non legati e a grano fine per strutture saldate – Parte 1: Condizioni tecniche di fornitura.

Lamiere e lastre

– R-UNI EN 10142:2002 Lamiere e nastri di acciaio a basso tenore di carbonio, zincati per im- mersione a caldo in continuo, per formatura a freddo – Condizioni tecniche di fornitura.

– R-UNI EN 10147:2002 Nastri e lamiere di acciaio per impieghi strutturali, zincati per immer- sione a caldo in continuo – Condizioni tecniche di fornitura.

– R-UNI EN 10268:2000 Prodotti piani laminati a freddo di acciai microlegati ad alto limite di snervamento per formatura a freddo – Condizioni generali di fornitura.

– R-UNI EN 10292:2007 Nastri e lamiere di acciaio ad alto limite di snervamento rivestiti per immersione a caldo in continuo per formatura a freddo – Condizioni tecniche di fornitura.

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C-60 COSTRUZIONIINACCIAIO

2.1.2.3 Riferimenti per prodotti e tolleranze di lavorazione

– UNI EN 1090-1:2009 Esecuzione di strutture di acciaio e di alluminio – Parte 1: Requisiti per la valutazione di conformità dei componenti strutturali.

– UNI EN 1090-2:2008 Esecuzione di strutture di acciaio e di alluminio – Parte 2: Requisiti tec- nici per strutture di acciaio.

– UNI EN 10204:2005 Prodotti metallici – Tipi di documenti di controllo.

Profili a sezione aperta – prodotti piani e lunghi laminati a caldo – UNI EU 54:1981 Piccoli profilati di acciaio ad U laminati a caldo.

– R-UNI EU 55:1981 Profilati di acciaio a T ad ali uguali ed a spigoli arrotondati laminati a caldo.

– R-UNI EU 56:1984 Angolari ad ali uguali ed a spigoli arrotondati laminati a caldo.

– R-UNI EU 57:1979 Angolari ad ali ineguali ed a spigoli arrotondati laminati a caldo.

– R-UNI EU 58:1980 Piatti laminati a caldo di uso generale.

– R-UNI EU 59:1980 Quadri laminati a caldo di uso generale.

– R-UNI EU 60:1980 Tondi laminati a caldo di uso generale.

– UNI 5397: 1978 Prodotti finiti di acciaio laminati a caldo. Travi HE ad ali larghe parallele. Di- mensioni e tolleranze.

– UNI 5398:1978 Prodotti finiti di acciaio laminati a caldo. Travi IPE ad ali larghe parallele. Di- mensioni e tolleranze.

– UNI 5679:1973 Prodotti finiti di acciaio laminati a caldo. Dimensioni e tolleranze.

– R-UNI 5680:1973 Prodotti finiti di acciaio laminati a caldo. Travi UPN. Dimensioni e tolleranze.

– R-UNI 7807:1983 Prodotti finiti di acciaio formati a caldo per costruzioni metalliche. Profilati cavi circolari. Dimensioni e caratteristiche.

– R-UNI 7808:1983 Prodotti finiti di acciaio formati a caldo per costruzioni metalliche. Profilati cavi quadrati. Dimensioni e caratteristiche.

– R-UNI 7809:1983 Prodotti finiti di acciaio formati a caldo per costruzioni metalliche. Profilati cavi rettangolari. Dimensioni e caratteristiche.

– R-UNI 7811:1983 Prodotti finiti di acciaio formati a freddo per costruzioni metalliche. Profilati cavi circolari. Dimensioni e caratteristiche.

– R-UNI 7812:1983 Prodotti finiti di acciaio formati a freddo per costruzioni metalliche. Profilati cavi quadrati. Dimensioni e caratteristiche.

– R-UNI 7813:1983 Prodotti finiti di acciaio formati a freddo per costruzioni metalliche. Profilati cavi rettangolari. Dimensioni e caratteristiche.

– UNI EN 10024:1996 Travi ad I ad ali inclinate laminate a caldo. Tolleranze dimensionali e di forma.

– UNI EN 10034:1995 Travi ad I e ad H di acciaio per impieghi strutturali. Tolleranze dimen- sionali e di forma.

– UNI EN 10055:1998 Profilati a T ad ali uguali e a spigoli arrotondati di acciaio, laminati a caldo - Dimensioni e tolleranze dimensionali e di forma

– UNI EN 10056-1:2000 Angolari ad ali uguali e disuguali di acciaio per impieghi strutturali – Dimensioni

– UNI EN 10056-2:1995 Angolari ad ali uguali e disuguali di acciaio per impieghi strutturali.

Tolleranze dimensionali e di forma.

– UNI EN 10058:2004 Barre di acciaio piane laminate a caldo per impieghi generali – Dimen- sioni e tolleranze sulla forma e sulle dimensioni

– UNI EN 10059:2004 Barre di acciaio quadre laminate a caldo per impieghi generali – Dimen- sioni e tolleranze sulla forma e sulle dimensioni

– UNI EN 10060:2004 Barre di acciaio tonde laminate a caldo per impieghi generali – Dimen- sioni e tolleranze sulla forma e sulle dimensioni

– UNI EN 10061:2004 Barre di acciaio esagonale laminate a caldo per impieghi generali – Di- mensioni e tolleranze sulla forma e sulle dimensioni

– UNI EN 10279:2002 Profilati a U di acciaio laminati a caldo – Tolleranze sulla forma, sulle dimensioni e sulla massa

PREMESSA C-61 Profili cavi

– UNI EN 10219-2:2006 Profilati cavi formati a freddo di acciai non legati e a grano fine per strutture saldate – Parte 2: Tolleranze, dimensioni e caratteristiche del profilo

– UNI EN 10210-2:2006 Profilati cavi finiti a caldo di acciai non legati e a grano fine per im- pieghi strutturali – Parte 2: Tolleranze, dimensioni e caratteristiche del profilo

– UNI EN 10278:2002 Dimensioni e tolleranze dei prodotti di acciaio finiti a freddo Lamiere e lastre

– R-UNI EN 508-1:2002 Prodotti di lastre metalliche per coperture specifiche per prodotti auto- portanti in lastre di acciaio, alluminio o acciaio inossidabile

– UNI EN 10143:2006 Lamiere sottili e nastri di acciaio con rivestimento applicato per immer- sione a caldo in continuo – Tolleranze sulla dimensione e sulla forma

– UNI EN 14782: 2006 Lastre metalliche per coperture, rivestimenti esterni ed interni specifica di prodotto e requisiti

– UNI EN 14509:2007 Pannelli isolanti autoportanti a doppio rivestimento con paramenti metal- lici - Prodotti industriali – Specifiche

2.1.2.4 Prove sul materiale

– R-UNI EU 18:1980 Prelievo e preparazione dei saggi, delle provette e dei campioni per l’ ac- ciaio ed i prodotti siderurgici.

– R-UNI 552:1986 Prove meccaniche dei materiali metallici. Simboli, denominazioni e definizioni.

– R-UNI 556-1:1980 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova di trazione. Denominazioni, simboli e definizioni per materiali ferrosi

– R-UNI 556-2:1979 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova di trazione. Modalità di prova per materiali ferrosi

– R-UNI 556-3:1985 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova di trazione. Modalità gene- rali di prova per materiali metallici non ferrosi.

– R-UNI 556-4:1985 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova di trazione. Modalità di prova per materiali di alluminio e leghe di alluminio.

– R-UNI 556-5:1978 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova di trazione. Provette per materiali metallici sinterizzati.

– UNI 558:1985 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova di compressione a temperatura ambiente.

– R-UNI 559:1962 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova di flessione – R-UNI 560:1992 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova di durezza Brinell – R-UNI 564:1960 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova di piegamento

– UNI EN 1043-1:1997 Prove distruttive di saldature su materiali metallici. Prova di durezza.

Prova di durezza su giunti saldati ad arco.

– R-UNI 1955:1990 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova di durezza Vickers da HV 0,2 a HV 100

– R-UNI 3219:1952 Prove dei materiali metallici. Prova di flessione statica su materiali di limi- tata deformabilità.

– UNI 3666:1965 Corrosione dei materiali metallici. Norme generali relative alle prove.

– UNI 3964:1985 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prove di fatica a temperatura ambien- te. Principi generali.

– UNI 4008:1966 Corrosione dei materiali metallici. Prove tipo di laboratorio. Corrosione per im- mersione alternata.

– UNI 4009:1966 Corrosione dei materiali metallici. Prove di servizio in laboratorio. Corrosione per immersione alternata.

– UNI 4261:1966 Corrosione dei materiali metallici. Prove tipo di laboratorio. Corrosione per im- mersione continua in soluzioni aerate.

– UNI 4262:1966 Corrosione dei materiali metallici. Prove di servizio in laboratorio. Corrosione per immersione continua in soluzioni aerate.

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C-62 COSTRUZIONIINACCIAIO

– R-UNI 4263:1965 Corrosione dei materiali metallici. Prove di servizio in esercizio. Corrosione atmosferica.

– R-UNI 4431:1960 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova, di resilienza secondo char- py, per l’acciaio. Prova di rottura a flessione per urto su provetta con intaglio ad u od a buco di chiave.

– R-UNI 5548:1965 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova di piegamento semplice delle lamiere sottili e dei nastri di acciaio di spessore minore di 3 mm.

– R-UNI 5549:1965 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova di piegamento alternato delle lamiere sottili e dei nastri di acciaio con spessore minore di 3 mm.

– R-UNI 5465:1979 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova di trazione dei tubi di acciaio.

– R-UNI 5468:1965 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova di schiacciamento dei tubi di acciaio.

– R-UNI 5469:1965 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova di curvatura dei tubi di acciaio – R-UNI 5470:1965 Prove meccaniche dei materiali metallici. Prova di allargamento su anello dei

tubi di acciaio.

– R-UNI 5687:1973 Corrosione dei materiali metallici. Prove di comportamento. Corrosione in nebbia salina

– R-UNI 5890:1966 Corrosione dei materiali metallici. Prove di comportamento. Corrosione acce- lerata in nebbia salino-acetica (prova CASS).

– UNI EN 10002-1:2004 Materiali metallici – Prova di trazione – Parte 1: Metodo di prova a temperatura ambiente

– R-UNI EN 10002-2:1993 Materiali metallici. Prova di trazione. Verifica del sistema per misu- razioni del carico della macchina per prove di trazione.

– R-UNI EN 10002-3:1996 Materiali metallici. Prova di trazione. Taratura degli strumenti di mi- surazione della forza utilizzati per la verifica delle macchine di prova uniassiale.

– R-UNI EN 10002-4:1996 Materiali metallici. Prova di trazione. Verifica degli estensimetri uti- lizzati nelle prove uniassiali.

– UNI EN 10002-5:1993 Materiali metallici. Prova di trazione. Metodo di prova a temperatura elevata.

– UNI EN 10045-1:1992 Materiali metallici. Prova di resilienza su provetta Charpy. Metodo di prova.

– R-UNI EN 10045-2:1995 Materiali metallici. Prova di resilienza su provetta Charpy. Verifica della macchina di prova (pendolo battente).

– UNI EN ISO 18265:2005 Materiali metallici – Conversione dei valori di durezza 2.1.2.5 Bulloneria

– R-UNI 136:1931 Chiodi da ribadire. Chiodi a testa tonda stretta.

– R-UNI 139:1931 Chiodi da ribadire. Chiodi a testa svasata piana.

– R-UNI 140:1931 Chiodi da ribadire. Chiodi a testa svasata con calotta.

– R-UNI 141:1931 Fori per chiodi da ribadire.

– UNI EN ISO 898-1:2009 Caratteristiche meccaniche degli elementi di collegamento di acciaio – Parte 1: Viti e viti prigioniere con classi di resistenza specificate – Filettature a passo grosso e a passo fine

– UNI EN ISO 898-5:2000 Caratteristiche meccaniche degli elementi di collegamento di acciaio.

Viti senza testa e particolari similari filettati non soggetti a trazione.

– UNI EN ISO 898-6:1996 Caratteristiche meccaniche degli elementi di collegamento. Dadi con carichi di prova determinati. Filettatura a passo fine

– UNI EN ISO 1478:2000 Filettatura per viti autofilettanti – UNI EN ISO 1479:1996 Viti autofilettanti a testa esagonale

– UNI EN ISO 2702:1996 Viti autofilettanti di acciaio trattato termicamente. Caratteristiche mec- caniche.

– UNI 3740-1:1999 Elementi di collegamento filettato in acciaio – Prescrizioni tecniche – gene- ralità.

PREMESSA C-63 – R-UNI 3740-5:1974 Bulloneria di acciaio. Prescrizioni tecniche. Contrassegno per l’identifica-

zione.

– R-UNI 3740-4:1985 Bulloneria di acciaio. Prescrizioni tecniche. Classi di resistenza e metodi di prova per dadi.

– R-UNI 3740-8:1982 Bulloneria di acciaio. Prescrizioni tecniche. Collaudo.

– UNI EN ISO 4014:2003 Viti a testa esagonale con gambo parzialmente filettato Categorie A e B – UNI EN ISO 4016:2002 Viti a testa esagonale con gambo parzialmente filettato Categoria C – UNI EN ISO 4017:2002 Viti a testa esagonale con gambo interamente filettato Categorie A e B – UNI EN ISO 4018:2002 Viti a testa esagonale con gambo interamente filettato Categoria C – R-UNI 5592:1968 Dadi esagonali normali. Filettatura metrica ISO a passo grosso e a passo fi-

ne Categoria C.

– R-UNI 5712:1975 Viti a testa esagonale larga ad alta resistenza per carpenteria. Filettatura me- trica ISO a passo grosso.

– R-UNI 5713:1975 Dadi esagonali larghi ad alta resistenza per carpenteria. Filettatura metrica ISO a passo grosso.

– R-UNI 5715:1975 Piastrine per bulloni ad alta resistenza per carpenteria, per appoggio su ali di travi IPN.

– R-UNI 5716:1975 Piastrine per bulloni ad alta resistenza per carpenteria, per appoggio su ali di travi UPN.

– UNI EN ISO 7049:1996 Viti autofilettanti a testa bombata con impronta a croce – UNI EN ISO 7089:2001 Rondelle piane – Serie normale – Categoria A.

– UNI EN ISO 7090:2001 Rondelle piane, smussate – Serie normale – Categoria A.

– UNI EN ISO 7091:2001 Rondelle piane – Serie normale – Categoria C.

– R-UNI 7356: Prodotti finiti di acciaio laminati a caldo. Vergella e tondi per bulloneria e chiodi da ribadire, stampati a freddo o a caldo.

– UNI EN ISO 10684:2005 Elementi di collegamento – Rivestimenti di zinco per immersione a caldo

– UNI EN 14399-1:2005 Bulloneria strutturale ad alta resistenza a serraggio controllato Parte 1:

Requisiti generali

– UNI EN 14399-2:2005 Bulloneria strutturale ad alta resistenza a serraggio controllato Parte 2:

Prova di idoneità all’impiego

– UNI EN 14399-3:2005 Bulloneria strutturale ad alta resistenza a serraggio controllato Parte 3:

Sistema HR – Assieme vite e dado esagonali

– UNI EN 14399-4:2005 Bulloneria strutturale ad alta resistenza a serraggio controllato Parte 4:

Sistema HV – Assieme vite e dado esagonali

– UNI EN 14399-5:2005 Bulloneria strutturale ad alta resistenza a serraggio controllato Parte 5:

Rondelle piane

– UNI EN 14399-6:2005 Bulloneria strutturale ad alta resistenza a serraggio controllato Parte 6:

Rondelle piane smussate

– UNI EN 15048-1:2007 Bulloneria strutturale non a serraggio controllato Parte 1: Requisiti ge- nerali

– UNI EN 15048-2:2007 Bulloneria strutturale non a serraggio controllato Parte 2: Prova di ido- neità all’impiego

– UNI EN 20898-2:1994 Caratteristiche meccaniche degli elementi di collegamento in acciaio.

Dadi con carichi di prova determinati, filettatura a passo grosso 2.1.2.6 Saldature

Procedimenti di saldatura

– UNI EN 1011-1:2005 Saldatura – Raccomandazioni per la saldatura dei materiali metallici – Parte 1: Guida generale per la saldatura ad arco.

– UNI EN 1011-2:2005 Saldatura – Raccomandazioni per la saldatura dei materiali metallici – Parte 2: Saldatura ad arco di acciai ferritici.

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C-64 COSTRUZIONIINACCIAIO

– UNI EN 1011-3:2005 Saldatura – Raccomandazioni per la saldatura dei materiali metallici – Parte 3: Saldatura ad arco degli acciai inossidabili.

– UNI EN ISO 4063:2001 Saldatura, brasatura forte, brasatura dolce e saldobrasatura dei metalli – Nomenclatura dei procedimenti e relativa codificazione numerica per la rappresentazione sim- bolica sui disegni

– R-EN 29692:1996 Saldatura ad arco con elettrodi rivestiti, saldatura ad arco in gas protettivo e saldatura a gas. Preparazione dei giunti per l’acciaio

Materiali per l’esecuzione delle saldature

– UNI EN 756:2004 Materiali di apporto per saldatura. Fili ed abbinamenti filo-flusso per salda- tura ad arco sommerso di acciai non legati e a grano fino. Classificazione

– R-UNI 5132:1974 Elettrodi rivestiti per la saldatura ad arco degli acciai non legati e debolmen- te legati al manganese. Condizioni tecniche generali, simboleggiatura e modalità di prova.

– R-UNI 7278:1974 Gradi di difettosità nelle saldature testa a testa riferiti al controllo radiogra- fico. Dimensioni,simboli ed esempi di applicazione.

– R-UNI 8030:1979 Fili pieni per saldatura ad arco sommerso di acciai non legati o ad alto li- mite di snervamento e relativi sopporti. Dimensioni, classificazione e condizioni di fornitura – R-UNI 8410:1983 Fili e bacchette di acciaio per saldatura in gas protettivo e ad arco sommer-

so. Dimensioni, classificazione e condizioni tecniche generali di fornitura 2.1.2.7 Protezione

– UNI EN ISO 12944-1:2001 Pitture e vernici – Protezione dalla corrosione di strutture di accia- io mediante verniciatura – Introduzione generale.

– UNI EN ISO 12944-2:2001 Pitture e vernici – Protezione dalla corrosione di strutture di accia- io mediante verniciatura – Classificazione degli ambienti.

– UNI EN ISO 12944-3:2001 Pitture e vernici – Protezione dalla corrosione di strutture di accia- io mediante verniciatura – Considerazioni sulla progettazione.

– UNI EN ISO 12944-4:2001 Pitture e vernici – Protezione dalla corrosione di strutture di accia- io mediante verniciatura – Tipi di superficie e loro preparazione.

– UNI EN ISO 12944-5:2008 Pitture e vernici – Protezione dalla corrosione di strutture di accia- io mediante verniciatura – Parte 5: Sistemi di verniciatura protettiva.

– UNI EN ISO 12944-6:2001 Pitture e vernici – Protezione dalla corrosione di strutture di accia- io mediante verniciatura – Prove di laboratorio per le prestazioni.

– UNI EN ISO 12944-7:2001 Pitture e vernici – Protezione dalla corrosione di strutture di accia- io mediante verniciatura – Esecuzione e sorveglianza dei lavori di verniciatura.

– UNI EN ISO 12944-8:2002 Pitture e vernici – Protezione dalla corrosione di strutture di accia- io mediante verniciatura – Stesura di specifiche per lavori nuovi e di manutenzione.

2.2 NORMATIVA, MATERIALI E PRODOTTI

2.2.1 La normativa. Le costruzioni d’acciaio relative ad opere di ingegneria civile sono, in Italia, disciplinate dalla Legge n. 1086 del 5 novembre 1971 (C-2.1.1) e dalle seguenti norme tec- niche:

– Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008, “Approva- zione delle nuove norme tecniche per le costruzioni,”, pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale n. 29 del 4.2.2008, supplemento ordinario n. 30.

– Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, Circolare 2 febbraio 2009, n. 617 C.S.LL.PP.,

“Istruzioni per l’applicazione delle “Norme Tecniche per le costruzioni” di cui al D.M. 14 gen- naio 2008”, pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale n. 27 del 26.2.2009, supplemento ordinario n. 27.

Questi documenti, che sono rispettivamente il corpo centrale della norma e la sua circolare esplicativa (in realtà per la parte dell’acciaio un’integrazione a aspetti mancanti) sono nel seguito

NORMATIVA, MATERIALIEPRODOTTI C-65 individuati con l’acronimo NTC. Queste nascono con le due seguenti precise caratteristiche che le distinguono dalle normative nazionali del passato:

– raggruppano in un unico documento tutte le norme necessarie per la progettazione strutturale (dai carichi alla geotecnica, dalla sismica al collaudo). Il capitolo 2 espone i principi fonda- mentali in merito alla sicurezza strutturale ed alle prestazioni attese. Il capitolo 3 fornisce le in- dicazioni per la valutazione delle azioni sulle costruzioni, I capitoli 4 e 5 sono dedicati rispet- tivamente alle costruzioni civili ed industriali e ai ponti. Il capitolo 6 tratta la progettazione ge- otecnica mentre il capitolo 7 è riferito alla progettazione per azioni sismiche. Il capitolo 8 de- finisce i criteri generali per la valutazione della sicurezza e per la progettazione, l’esecuzione ed il collaudo degli interventi sulle costruzioni esistenti. Il capitolo 9 affronta l’argomento del collaudo statico mentre il capitolo 10 descrive i requisiti fondamentali che devono essere osser- vati nella redazione dei progetti strutturali esecutivi e delle relazioni di calcolo. Il capitolo 11 descrive le procedure e prove sperimentali di accettazione di materiali e prodotti;

– nascono con l’intento, vista la vastità di contenuti, di proporsi come norme di carattere essen- zialmente prestazionale, anche se a volte, specialmente con riferimento alla parte sull’acciaio, assumono un carattere decisamente prescrittivo.

Come già anticipato in premessa si ricorda che i metodi di calcolo utilizzabili nella progetta- zione delle strutture in acciaio sono:

– il metodo delle tensioni ammissibili;

– il metodo semiprobabilistico agli stati limite.

2.2.1.1 Il metodo delle tensioni ammissibili. La verifica in accordo al metodo di calcolo delle tensioni ammissibili deve essere condotta garantendo che, in ogni sezione di tutti gli elementi che realizzano la struttura, sia verificata la disuguaglianza:

f≤f_adm (6.2.1)

in cui f rappresenta lo sforzo (tensione) nella generica sezione e f_adm è il valore della tensione ammissibile, dipendente dal tipo di materiale dell’elemento oggetto di verifica.

Le NTC riportano prescrizioni tecniche relative al metodo di calcolo delle tensioni ammissi- bili e viene fatto invece riferimento al precedente Decreto Ministeriale e relativa circolare esplica- tiva, ossia a:

– MINISTERO DEI LAVORI PUBBLICI. – Decreto Ministeriale del 14 febbraio 1992, “Norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche (pubblicato sul supplemento ordinario alla Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana n. 65 del 18 marzo 1992);

– MINISTERO DEI LAVORI PUBBLICI. – CIRCOLARE 24 giugno 1993, n. 37406/STC “Leg- ge 5 novembre 1971, n. 1086. Istruzioni relative alle norme tecniche per il calcolo, l’esecuzio- ne ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche, di cui al decreto ministeriale 14 febbraio 1992 (pubblicato sul supplemento ordina- rio alla Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana n. 191 del 16 agosto 1993).

Le azioni agenti sulla struttura sono raggruppate in due condizioni di carico:

– la condizione di carico I, che cumula nel modo più sfavorevole le azioni permanenti ed acci- dentali (compresi eventuali effetti dinamici) ad eccezione degli effetti del vento e del sisma de- gli stati coattivi sfavorevoli (temperatura, cedimento vincoli, ecc.). Si devono includere, nella condizione di carico I, gli effetti statici e dinamici del vento e sisma qualora le tensioni da lo- ro provocate siano maggiori di quelle ingenerate dagli altri carichi permanenti ed accidentali;

– la condizione di carico II, che cumula nel modo più sfavorevole i carichi permanenti ed acci- dentali (vento e sisma incluso).

Sono obbligatorie le verifiche per ambedue le condizioni di carico I e II.

055-275_CAP_02_C Page 65 Tuesday, February 28, 2012 10:31 AM

C-66 COSTRUZIONIINACCIAIO

La tensione ammissibile a trazione e compressione σadm e la tensione tangenziale ammissibile τadm (C-2.2.3.1) si riferiscono alla condizione di carico I.

Le corrispondenti tensioni ammissibili per la condizione di carico II sono da assumere pari a 1,125 σadm e 1,125 τadm.

Il metodo delle tensioni ammissibili è utilizzabile, secondo le NTC quando si hanno costru- zioni di minore importanza sia in termini di progettazione che in termini di destinazione d’uso, ubicate in zone di ridotta pericolosità sismica del sito. In dettaglio, questo metodo può essere uti- lizzato con costruzioni sia di tipo 1 sia di tipo 2 e Classe d’uso I e II, purché localizzate in siti ricadenti in Zona 4, secondo la terminologia e simbologia adottata dalle stesse NTC.

Le costruzioni di tipo 1 sono opere provvisorie, opere provvisionali e strutture in fase costrut- tiva con vita nominale (V_N) non superiore a 10 anni mentre quelle di tipo 2 sono opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o di importanza normale con V_N≥ 50 anni.

Per quanto concerne le classi d’uso delle costruzioni in acciaio si precisa che:

– la classe I è relativa a costruzioni con presenza solo occasionale di persone, edifici agricoli;

– la classe II è relativa a costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti, senza contenuti pe- ricolosi per l’ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali essenziali. Industrie con attività non pericolose per l’ambiente. Ponti, opere infrastrutturali, reti viarie non ricadenti in classe d’uso III (costruzioni il cui uso preveda affollamenti significativi, industrie con attività pericolose per l’ambiente) o in classe d’uso IV (costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti, anche con riferimento alla gestione della protezione civile in caso di calamità. Industrie con at- tività particolarmente pericolose per l’ambiente).

2.2.1.2 Il metodo semi-probabilistico agli stati limite. La progettazione di strutture in acciaio nei riguardi degli stati limite deve essere effettuata con riferimento sia agli stati limite di esercizio (S.L.E.) sia agli stati limite ultimi (S.L.U.).

Gli stati limite di servizio che generalmente devono essere presi in considerazione per le strutture in acciaio includono:

– stati limite di deformazione e/o spostamento: questo controllo serve per evitare che deformazio- ni e spostamenti eccessivi possano compromettere l’uso efficiente della costruzione e dei suoi contenuti, nonché il suo aspetto estetico;

– stato limite di vibrazione: questo controllo serve per assicurare che le sensazioni percepite dagli utenti garantiscano accettabili livelli di comfort ed il cui superamento potrebbe essere indice di scarsa robustezza e/o indicatore di possibili danni negli elementi secondari;

– stato limite di plasticizzazioni locali: questo controllo serve per evitare deformazioni plastiche localizzate che generino deformazioni irreversibili ed inaccettabili;

– stato limite di scorrimento dei collegamenti ad attrito con bulloni ad alta resistenza: questo controllo serve nel caso che il collegamento sia stato dimensionato a collasso per taglio dei bulloni.

Per quanto concerne invece gli stati limite ultimi, deve essere prestata attenzione ai seguenti:

– stato limite di equilibrio, necessario per verificare l’equilibrio globale della struttura e delle sue parti durante tutta la vita nominale comprese le fasi di costruzione e di riparazione;

– stato limite di collasso, necessario per valutare l’eventuale raggiungimento della tensione di snervamento oppure delle deformazioni ultime del materiale e quindi della crisi o eccessiva de- formazione di una sezione, di una membratura o di un collegamento (escludendo fenomeni di fatica), o alla formazione di un meccanismo di collasso, o all’instaurarsi di fenomeni di insta- bilità dell’equilibrio negli elementi componenti o nella struttura nel suo insieme, considerando anche fenomeni locali d’instabilità dei quali si possa tener conto eventualmente con riduzione delle aree delle sezioni resistenti.

– stato limite di fatica, necessario per verificare le variazioni tensionali indotte dai carichi ripetuti in relazione alle caratteristiche dei dettagli strutturali interessati.

NORMATIVA, MATERIALIEPRODOTTI C-67 Il metodo semi-probabilistico agli stati limite impone, in sede di progetto, una serie di verifi- che in modo che sia sempre soddisfatta la relazione:

F_d≤R_d (6.2.2)

in cui F_d rappresenta l’effetto dell’azione di calcolo e R_d la resistenza di progetto dell’elemento strutturale in esame per una determinata condizione di carico ed in funzione del particolare stato limite considerato.

La progettazione agli stati limite viene basata su condizioni di carico che definiscono i valori di proget- to delle azioni tenendo in conto le regole di combinazione dei carichi. Nel caso di strutture per edifici in ac- ciaio sono però generalmente lecite semplificazioni relative alle combinazioni di carico.

Le indicazioni relative alle combinazioni di carico previste dalla NTC sono riportate al paragrafo 2.5 delle NTC stesse. Di seguito si richiamano le formule di combinazione semplificata previste dalla preceden- te versione dell’eurocodice 3 (ENV 1993-1-1) che mantengono comunque ancora validità orientativa.

Relativamente agli stati limite di servizio, è possibile semplificare la condizione non frequente con le equazioni di seguito riportate che possono essere impiegate anche per la combinazione frequente. Si considera la condizione che fornisce il valore maggiore tra le seguenti combinazioni di carico:

a) combinazione con l’azione variabile maggiore a sfavore di sicurezza:

(6.2.3) b) combinazione con tutte le azioni variabili a sfavore di sicurezza:

(6.2.4) in cui G_k,j indica il generico carico permanente mentre Q_k,i rappresenta il generico carico accidentale.

Relativamente agli stati limite ultimi viene fatto riferimento alla condizione che fornisce il va- lore maggiore tra le seguenti combinazioni di carico:

a) combinazione con l’azione variabile maggiore a sfavore di sicurezza:

(6.2.5) b) combinazione con tutte le azioni variabili a sfavore di sicurezza:

(6.2.6) in cui γ rappresenta il coefficiente di amplificazione dell’azione ed i pedici G e Q sono riferiti rispettivamente ai carichi permanenti ed accidentali.

2.2.2 I prodotti. In tabella 1 vengono raggruppati i principali tipi di prodotti monodimensiona- li (ossia quelli per i quali la lunghezza prevale nei confronti delle dimensioni trasversali della se- zione) disponibili in Italia ed utilizzati nelle costruzioni. Nelle successive tabelle 2-17 sono ripor- tate le relative caratteristiche geometriche, unitamente alle indicazioni di eventuali riferimenti nor- mativi sulle dimensioni e tolleranze di lavorazione.

Nelle strutture in acciaio vengono correntemente utilizzate anche le lamiere grecate, principal- mente per la realizzazione di strutture portanti di piano, di copertura e dei tamponamenti. Queste possono essere realizzate impiegando elementi differenti e tecniche realizzative e diverse. In det- taglio si possono individuare:

– Lamiere grecate a secco, generalmente anche con materiale isolante e coibentante (essenzial- mente per coperture o tamponamenti): queste sono impiegate per luci fino a 10-12 metri (sono disponibili lamiere grecate di altezza fino a circa 200 mm). Nel caso di tettoie, pensiline e co- perture di edifici di importanza secondaria oppure opere provvisionali, si utilizzano usualmente lamiere grecate non coibentate. L’estrema leggerezza della lamiera la rende però molto sensibi-

Gk j,

∑

G_{k j,}

∑

∑

+

γG j, Gk j,

∑

γG j, Gk j,

∑

∑

+ 055-275_CAP_02_C Page 67 Tuesday, February 28, 2012 10:31 AM

le alle vibrazioni ed è associata ad una scarsa capacità coibentante. Per tale motivo molti pro- dotti vengono commercializzati direttamente con la coibentazione (fig. 1). Recentemente sono stati sviluppati anche prodotti speciali, come l’elemento grecato e centinato in figura 2 per ap- plicazioni particolari come le coperture di grande luce.

– Lamiere grecate per solai composti: queste sono generalmente disponibili in spessori da 0,8 a 1,5 mm e con altezze da 55 a circa 200 mm. Per la realizzazione dei solai intermedi, in edifici ad uso civile si preferiscono soluzioni miste (dette anche composte) in acciaio e calcestruzzo a causa delle maggiori caratteristiche prestazionali ad esse associate. La lamiera grecata funge da cassero per il conglomerato cementizio nelle fasi di getto e maturazione. Le sue pareti possono presentare bugnature o sistemi regolari di rilievi, che rendono possibile la perfetta solidarizza- zione tra acciaio e calcestruzzo. In questi casi la soletta può essere considerata composta, ossia deve essere progettata mediante le regole utilizzabili per le strutture in conglomerato cementizio armato e miste in acciaio e calcestruzzo (fig. 3). In questo specifico caso la progettazione di- pende da parametri legati all’aderenza tra calcestruzzo e lamiera. Questi derivano da specifiche sperimentazioni svolte dai produttori delle lamiere stesse. In altri casi, la lamiera grecata, usual- mente con pareti lisce, funge soltanto da cassero a perdere e pertanto la funzione resistente è garantita dal solo conglomerato cementizio che deve quindi essere accoppiato con specifiche barre di armatura in acciaio.

La scelta dei tamponamenti ed il dimensionamento delle coperture e dei solai (sia a secco sia composti) vengono usualmente effettuati mediante le tabelle di portata. In dettaglio, per ogni tipologia di prodotto vengono specificati nel catalogo del produttore, in aggiunta al peso proprio per unità di superficie, il massimo valore della luce compatibile con determinati valori di carico o sovraccarico, oppure il massimo valore di carico o sovraccarico, in funzione della luce, per al- cuni ricorrenti schemi statici (usualmente la trave in semplice appoggio e la trave continua a tre campate).

Fig. 1. Tipico elemento coibentato.

Fig. 2. Esempio di lamiera grecata speciale.

Tabella 1. Prodotti per costruzioni in acciaio ed eventuali riferimenti normativi.

Tabella Descrizione del prodotto

2 Travi IPN

UNI 5679: 1973 Prodotti finiti di acciaio laminati a caldo. Dimensioni e tolleranze

UNI EN 10024:1996 Travi ad I ad ali inclinate laminate a caldo. Tolleranze dimensionali e di forma.

3 Travi IPE ad ali larghe parallele:

UNI 5398: 1978 Prodotti finiti di acciaio laminati a caldo. Travi IPE ad ali larghe parallele. Dimensioni e tol- leranze

UNI EN 10034:1995 Travi ad I e ad H di acciaio per impieghi strutturali. Tolleranze dimensionali e di forma.

4 Travi HE ad ali larghe parallele

UNI 5397: 1978 Prodotti finiti di acciaio laminati a caldo. Travi HE ad ali larghe parallele. Dimensioni e tolle- ranze

UNI EN 10034:1995 Travi ad I e ad H di acciaio per impieghi strutturali. Tolleranze dimensionali e di forma.

5 Profilati di acciaio ad U laminati a caldo

UNI EU 54: 1981 Piccoli profilati di acciaio ad U laminati a caldo

UNI EN 10279: 2002 Profilati a U laminati a caldo – Tolleranze sulla forma, dimensioni e sulla massa Riferimento ritirato UNI 5680: Prodotti finiti di acciaio laminati a caldo. Travi UPN. Dimensioni e tolleranze 6 Angolari ad ali uguali ed a spigoli arrotondati

UNI EN 10056-1: 2000 Angolari a ali uguali e disuguali di acciaio per impieghi strutturali – Dimensioni Riferimento ritirato UNI EU 56: Angolari ad ali uguali ed a spigoli arrotondati laminati a caldo 7 Angolari ad ali ineguali ed a spigoli arrotondati

UNI EN 10056-1: 2000 Angolari a ali uguali e disuguali di acciaio per impieghi strutturali – Dimensioni Riferimento ritirato UNI EU 57 Angolari ad ali ineguali ed a spigoli arrotondati laminati a caldo 8 Profilati di acciaio a T ad ali uguali

UNI EN 10055: 1998 Profilati a T ad ali uguali e a spigoli arrotondati di acciaio laminati a caldo – Dimensioni e tolleranze dimensionali e di forma.

Riferimento ritirato UNI EU 55: Profilati di acciaio a T ad ali uguali ed a spigoli arrotondati laminati a caldo 9 Profilati cavi circolari formati freddo:

UNI EN 10219-2: 1999 Profilati cavi formati a freddo di acciai non legati e a grano fine per strutture saldate – Parte 2: Tolleranze, dimensioni e caratteristiche del profilo

Riferimento ritirato UNI 7811: Prodotti finiti di acciaio formati a freddo per costruzioni metalliche. Profilati cavi circolari. Dimensioni e caratteristiche

10 Profilati cavi circolari laminati a caldo

UNI EN 10210-2: 2006 Profilati cavi finiti a caldo di acciai non legati e a grano fine per impieghi strutturali – Parte 2: Tolleranze, dimensioni e caratteristiche del profilo

Riferimento ritirato UNI 7807: Prodotti finiti di acciaio formati a caldo per costruzioni metalliche. Profilati ca- vi circolari. Dimensioni e caratteristiche

11 Profilati cavi quadrati formati freddo:

UNI EN 10219-2: 1999 Profilati cavi formati a freddo di acciai non legati e a grano fine per strutture saldate – Parte 2: Tolleranze, dimensioni e caratteristiche del profilo

Riferimento ritirato UNI 7812: Prodotti finiti di acciaio formati a freddo per costruzioni metalliche. Profilati cavi quadrati. Dimensioni e caratteristiche

12 Profilati cavi quadrati laminati a caldo:

UNI EN 10210-2: 2006 Profilati cavi finiti a caldo di acciai non legati e a grano fine per impieghi strutturali – Parte 2: Tolleranze, dimensioni e caratteristiche del profilo

Riferimento ritirato UNI 7808: 1983 Prodotti finiti di acciaio formati a caldo per costruzioni metalliche. Profi- lati cavi quadrati. Dimensioni e caratteristiche

13 Profilati cavi rettangolari formati freddo:

UNI EN 10219-2: 1999 Profilati cavi formati a freddo di acciai non legati e a grano fine per strutture saldate – Parte 2: Tolleranze, dimensioni e caratteristiche del profilo

Riferimento ritirato UNI 7813: 1983 Prodotti finiti di acciaio formati a freddo per costruzioni metalliche. Pro- filati cavi rettangolari. Dimensioni e caratteristiche

È importante verificare che le tabelle di portata siano sviluppate in accordo a normative in vigore e che il produttore riporti tutte le indicazioni che servono al progettista per effettuare le verifiche strutturali.

Riferimento ritirato UNI 7809: 1983 Prodotti finiti di acciaio formati a caldo per costruzioni metalliche.

Profilati cavi rettangolari. Dimensioni e caratteristiche 15 Barre piatte di uso generale

UNI EN 10058: 2004 Barre di acciaio piane laminate a caldo per impieghi generali – Dimensioni e tolle- ranze sulla forma e sulle dimensioni

Riferimento ritirato UNI EU 58: Piatti laminati a caldo di uso generale 16 Barre quadre di uso generale

UNI EN 10059: 2004 Barre di acciaio quadre laminate a caldo per impieghi generali – Dimensioni e tolle- ranze sulla forma e sulle dimensioni

Riferimento ritirato UNI EU 59: Quadri laminati a caldo di uso generale 17 Barre tonde di uso generale

UNI EN 10060: 2004 Barre di acciaio tonde laminate a caldo per impieghi generali – Dimensioni e tolle- ranze sulla forma e sulle dimensioni

Riferimento ritirato UNI EU 60: Tondi laminati a caldo di uso generale

Fig. 3. Tipico solaio composto in acciaio e calcestruzzo.

Tabella 2.Travi IPN. h mmb mma mme mmr mmr1 mm

Area S cm2

Massa lineica P kg/m

Asse xxAsse yy Ix cm4Wx cm3ix cmIy cm4Wy cm3iy cm IPN 80 80423,9 5,93,92,37,575,9477,719,43,206,28 2,99 0,91 » 100100504,5 6,84,52,710,68,3417034,14,0012,1 4,861,07 » 120120585,1 7,75,13,114,211,132754,54,8021,4 7,381,23 » 140140665,7 8,65,73,418,214,357281,85,6035,110,6l,39 » 160160746,3 9,56,33,822,817,99341176,4054,614,8 1,55 » 180180826,910,46,94,127,921,914441617,2081,219,8 l,71 » 200200907,511,37,54,533,426,221382148,0011625,9 1,87

incl.

Tabella 3.Travi IPE ad ali strette parallele. Designazioneh mmb mma mme mmr mm

Area S cm2

Massa lineica P kg/m

Asse xxAsse Ix cm4Wx cm3ix cmIy cm4cm IPE 80 80 46 3,8 5,2 5 7,64 6,0 80,1 20,0 3,24 8,49 3,69 »100100 55 4,1 5,7 7 10,3 8,1 171 34,2 4,07 15,9 5,79 »120120 64 4,4 6,3 7 13,2 10,4 318 53,0 4,90 27,7 8,65 »140140 73 4,7 6,9 7 16,4 12,9 541 77,3 5,74 44,9 12,3 »160160 82 5,0 7,4 9 20,1 15,8 869 109 6,58 68,3 16,7 »180180 91 5,3 8,0 9 23,9 18,8 1 317 146 7,42 101 22,2 »200200100 5,6 8,512 28,5 22,4 1 943 194 8,26 142 28,5 »220220110 5,9 9,212 33,4 26,2 2 772 252 9,11 205 37,3 »240240120 6,2 9,815 39,1 30,7 3 892 324 9,97 284 47,3 »270270135 6,610,215 45,9 36,1 5 790 42911,2 420 62,2 »300300150 7,110,715 53,8 42,2 8 356 55712,5 604 80,5 »330330160 7,511,518 62,6 49,1 11 770 71313,7 788 98,5 »360360170 8,012,718 72,7 57,116 270 90415,01043123 »400400180 8,613,521 84,5 66,323 130116016,51318146 »450450190 9,414,621 98,8 77,633 740150018,51676176 »50050020010,216,021116 90,748 200193020,42142214 »55055021011,117,22413410667 120244022,32668254 »60060022012,019,02415612292 080307024,33387308