** Nota prufessiunale impurtante: ** Questu hè un testu educativu d’archiviu, micca una specificazione di cuncepimentu attuale, calculu staticu, prova di capacità di carica o struzzioni di fabricazione è assemblea. U disignu di strutture d’acciaio deve include azzione attuale, cunnessione, stabilità, fatigue, u focu, a corrosione è tutte e altre cundizioni pertinenti in cunfurmità cù regulamenti è standard validi, cù a rispunsabilità di u designer autorizatu.

U disignu è a custruzzione di strutture in acciaio ùn hè micca parte di l’offerta publica attuale di Savo Kusić. L’attenzione di a produzzione oghje hè custituita da finestre di legnu, finestre di legnu-aluminiu è porte persunalizate.

Strutture d’acciaio anu una caratteristica cumuna in quantu sò fatti principalmente d’acciaio laminatu à caldu. L’unione hè fatta cù rivetti, viti o saldatura. Questu include strutture d’acciaio per ponti, edifici, industria è minieri, ingegneria idraulica, pilastri, torri, cisterne, in un sensu più largu è per gru, custruzzione navale, caldaie, etc. U focu di e seguenti presentazioni hè u trattamentu di cuncetti basi.

Materiali

U principale materiale di custruzzione di e custruzzioni d’acciaio sò profili laminati da l’acciaio di qualità di custruzzione S235, S275, S355, S420, S450. Sicondu u standard, ci sò parechji tipi d’acciaio di custruzzione, induve u numeru in a classificazione di solitu indica a forza di tensione di l’azzaru. Ci sò parechji simboli di lettere, induve in questu casu a S significa l’acciaio strutturale. I formi più cumune utilizati sò S, B (acciai di béton, rinforzu) è Y (acciai di pretensione).

Supporti laminati in acciaio

Ci hè una larga gamma di supporti profilati in acciaio è ognunu hà u so propiu scopu, vantaghji è disadvantages.

  • profili a U
  • Profili in I cù gambe strette (IPE, IPN)
  • Profili in I cù gambe larghe (HEA, HEB, HEM, HD)
  • Profili cavuti / scatuli (tondi, quadrati, rettangulari)
  • Fogli
  • Prudutti furmati à friddu (ottenutu da u friddu di una striscia piatta è torcendu una striscia piatta)

Ognunu di sti profili differe in forma, dimensioni, scopu, etc. Per esempiu, ci sò più di 20 profili IPN differenti, chì sò diffirenti in dimensioni; profili più grossi ponu più resistenu à u buckling (flexural and lateral-torsional), deflections, etc.

Ci hè quattru classi di azzaru secondu s’ellu ghjunghjenu à u puntu di rendimentu quandu u stress hè aumentatu, s’ellu l’analisi hè plastica o elastica, quale hè a capacità di carica di a sezione trasversale, etc. induve a prima classa hè u megliu è u quartu hè u peghju. Più nantu à a struttura è a forza di l’azzaru pò esse leghje qui.

Equalizazione di tensione è capacità di trasportu à carica stabile

Capacità portante. E dimensioni di e strutture d’acciaio sò determinate in modu chì e deformazioni permanenti significative sò escluse. A capacità portante, invece, in parechji casi ùn hè micca esaurita in ogni modu quandu u più altu stress comparativu righjunghji u puntu di rendiment - allora i deformazioni crescenu assai più veloce di i stresses. Per l’acciaio strutturale, a listessa dependenza cum’è quandu u rendimentu pò esse pigliatu cum’è u limitu di a lege di Hooke per i stati di stress generale. In u casu di stati di stress omogenei, chì sò uguali in ogni locu, ùn si verificanu micca cambiamenti quandu u limitu di proporzionalità hè superatu, salvu chì e deformazioni totali crescenu più veloce di u stress.

Equalizzazione di tensioni durante a flessione. In u casu di a curvatura di una trave, a distribuzione rettilinea di e tensioni sicondu l’ipotesi di Navier s’applica, finu à chì a tensione di bordu σ=M/W ùn supera u limitu di prupurziunalità. Dilatazioni longitudinali ε = ε(σ). Questu hè veru almenu per i picculi curve. Les tensions qui sont plus élevées que la contrainte proportionnelle ne peuvent que grandir plus lentement que les dilatations ε. In fig. 1 mostra a distribuzione di tensione di flessione per u diagramma di u funziunamentu datu è per diversi valori di espansione di u bordu. L’area di proporzionalità (marcata cù un cerculu nantu à tutte e linee di tensione) diventa dunque più chjuca è più chjuca cù a dilatazione di u bordu crescente. A tensione di bordu hè prima limitata da σF. Solu dopu à deformazioni assai significative, a tensione massima s’eleva sopra à σF, cusì chì l’influenza di l’armatura strutturale in acciaio diventa visibile (casu 5).

Distribuzione di tensione di flessione in diverse espansioni di bordu

Fig. 1 - Equalizzazione di tensione di curvatura

Equalizzazione di picchi di tensione. A distribuzione di e tensioni longitudinali in a sezione attraversu u mità di u foru in una barra forata tensionata currisponde approssimativamente à a linea 2 in a fig. 2. Le pic de tension σmax dépend du rapport d/b. Il s’agit principalement de σmax = 2-3 σm, où σm = S/FM désigne la valeur moyenne de la contrainte de traction dans la section affaiblie par le trou à FM. Sl. 2 hè validu finu à chì u statu di tensione supera u limitu P. À carichi più altu, per ottene una certa dilatazione, tensioni più bassu chè secondu a lege di linea dritta sò dumandate solu vicinu à u pirtusu. À i punti più stressati, i stress ùn anu più cresce proporzionalmente cù S, ma piuttostu più lentamente. À la limite, une distribution approximativement uniforme des contraintes longitudinales σm = σf sera obtenue sur toute la section 2-2. I sforzi di taglio è trasversali sò stati trascurati. L’occurrence di l’equalizazione di tensione durante u lento aumentu di a forza S in a barra pruvucanu chì u metudu abituale per strutture in acciaio sottu à l’effettu di una carica statica hè ghjustificatu, per ignurà i picchi di stress durante u dimensionamentu è per paragunà solu a tensione media σm=S/Fm in a sezione debilitata Fm cù u valore permissibile.

Distribuzione di stress attornu à un foru in una barra d’acciaio tensionata

Fig. 2

Prucedura di dimensionamentu secondu a capacità di carica

Quandu a carica aumenta, l’equalizazione di tensione si trova in a sezione. Fendu cusì, i stresses sò raggruppati da e parti più stressate di a sezione à i menu stressed. Mentre i deformazioni ùn sò micca cusì grande chì anu da esse cunsideratu quandu si stabiliscenu e cundizioni d’equilibriu, stu prucessu ùn pò micca cambià nunda nantu à a magnitudine di l’influenza di S, M, etc. cù strutture staticamente determinate.

Supporti continui è frames: sottu l’assunzione di a lege di Hooke, hè ottenutu per un supportu cuntinuu di sezione constante (fig.3) a linea di u mumentu mostrata sottu a. L’estressi di curvatura sò proporzionali à i momenti di curvatura M. Sì i dui carichi aumentanu ugualmente, u P-limite serà prima superatu à u supportu mediu B. U limitu di cuscinettu hè righjuntu quandu u mumentu limitante MDF hè ancu ghjuntu in u campu. In u casu di un fasciu serratu da i dui lati di una sezione simmetrica constante cun una forza cuncentrata (fig.4) l’equalizazione di u mumentu esiste da u principiu. Quandu u limitu P hè superatu, ùn ci hè micca cambiamentu in a distribuzione di u mumentu. À u cuntrariu, in u casu di una carica distribuita ugualmente (Fig.5) l’equalizazione di i mumenti porta à una riduzione di u mumentu di pizzicu cù -2/3 Mcirca à -1/2 Mo.

Diagramma di una trave serrata da i dui lati cù una forza cuncentrata

Sl.4

Line di mumentu prima è dopu a redistribuzione di u mumentu

Sl.3ecc.5, rispittivamenti: mumenti flettente: a) nanzu, b) statu limite dopu à forza raggruppamentu; a) prima, b) dopu à equalizà u momentum

Custruzzioni Lattice: cù truss internu staticamenti indeterminati, ci sò dependenzii simili à e custruzzioni di quadru. L’estressi secundarii, chì sò ligati à i nodi chì sò rigidi in curvatura, ponu esse trascurati in a prima approssimazione quandu evaluà a capacità di carica. E rùbbriche plastificate agisce in modu simili à l’articuli, per chì l’azzione statica di a trave sottu a carica ultima chì pò ancu purtà hè più vicinu à quella di un truss ideale cù articuli in i nodi. In u casu di e custruzzioni cù carichi spessu ripetuti, in quale i fenomeni di forza di fatigue deve esse pigliatu in contu, ci sò dunque considerablementi dubbii contru à piglià l’equalizazione di e forze in contu durante a dimensionamentu. À u cuntrariu, hè d’impurtanza pratica per cuncludi nantu à l’influenza di u spustamentu di supporti. Siccomu a forza di travagliu di elementi strutturali individuali dipende solu da i limiti di stress, è micca da a dimensione di e deformazioni totali, i spustamenti di i supporti ùn anu micca effettu nant’à a capacità portante.

Carica alternante: l’assunzione di un casu di carica constante hè raramente realizatu. Cù travi di ponte, ci sò stati di carica variabili. L’assunzioni nantu à e forze è a distribuzione di stress in elementi strutturali individuali, chì simplificà, sò cumuni in u travagliu praticu cù strutture d’acciaio, secondu a precedente, sò ghjustificate in circustanze ordinali. Questu hè soprattuttu veru per trascuratà i picchi di tensione lucali. Ùn hè micca cunsigliatu per applicà u metudu di dimensionamentu secondu a capacità di carica sottu a carica di fatigue (dinamica). Cusì, a prucedura di dimensionamentu secondu a capacità di carica hè limitata à u casu di carichi principarmenti statichi, in particulare à e custruzzioni in l’industria di l’edilizia. In altri casi, in quale l’attenzione deve esse pagata à l’apparizione di fatigue, deformazioni significati anu da esse escluditu è ​​a teoria di l’elasticità pigliata com’è basa. Fendu cusì, unu deve esse sforzu per una distanza abbastanza grande da u puntu di rendiment. A durezza di l’acciaio di custruzzione furnisce allora una certa sicurezza supplementaria.

Stress alternante

Allungamentu à friddu è invechjamentu: In fig. 6 a linea di dilatazione di tensione di una barra tonda, chì hè stata esposta à tensioni di trazione è di compressione alternante, hè stata applicata. I prucessi di carica individuali sò marcati cù numeri secondu u so ordine. E dilatazioni elastiche chì tornanu nantu à u scaricamentu si verificanu ancu dopu grandi stretchi in proporzione à i stress. Quandu cambia u signu di tensione, u P-limite sparisce quasi cumplitamenti. Dunque, e proprietà elastiche di l’azzaru di custruzzione disegnate in u statu friddu ùn sò micca d’accordu cù i valori originali. Sicondu u prucessu precedente, ponu esse dimustrati differenze abbastanza significative.

Line di stress-dilatazione sottu carica alternata di barra d’acciaio

Fig. 6

In tempu cù questu vene più segni di anziane. Stu terminu include tutti i cambiamenti in i pruprietà chì si sò in u tempu senza influenza esterna. L’anzianu di stretchimentu pò esse osservatu dopu a deformazione permanente per stretching à friddu. Si l’échantillon d’essai allongé en permanence reste pendant un certain temps sans charge à température ambiante, la résistance à la traction et, dans une moindre mesure, la résistance à la rupture s’élèvent au-dessus de la valeur originale, tandis que l’allongement à la rupture diminue (Fig. 7). U prucessu di anziane dura per ghjorni, ma hè ridutta à uni pochi d’ore o solu minuti, se l’acciaio strutturale hè riscaldatu à circa 300 oC. Hè ancu esse mintuatu chì l’anziane di stretching si trova simultaneamente cù l’allungamentu, se questu succede à temp. 200 - 400 oC, vale à dì in l’area di luce blu.

Confronto di dilatazione di canna ricaricata e stirata a freddo

Fig. 7 - a) linea di espansione di una canna doppia carica; b) linea di dilatazione di un bastone stesu in un statu friddu

Azzione e isteresi successive: In un materiale cumpletamente elasticu, ci hè una dependenza mutuale senza ambiguità trà u statu di stress è di deformazione, cusì chì certi stressi currispondenu sempre à e stesse deformazioni è vice versa. Cù una certa lege di elasticità, i deformazioni ùn dependenu micca di u tempu passatu da quandu a carica hè stata appiicata, è ancu micca di a manera in quale a carica hè appiicata. E deviazioni da u cumpurtamentu puramente elasticu pò esse descritte in dui gradi di apprussimazioni: in a regione elastica ci sò picculi deviazioni; ponu esse ignorati in a prima approssimazione. Puderanu esse determinate da misurazioni precise, soprattuttu quandu paragunate u stress più vicinu à u limitu elasticu. Vale à dì, a dilatazione ùn hè micca solu una funzione di a tensione, ma cù un ciculu di carica chjusu è a listessa tensione, hè sempre un pocu più chjucu durante u scaricamentu cà durante a carica. A deviazione da l’elasticità cumpleta, ie. a diffarenza trà espansioni currispundenti à i stessi sforzi hè chjamata isteresi elastica. Se u ciculu di carica hè ripetutu più spessu, questu hè ottenutu à tensioni micca troppu altu - un ciclu chjusu di histeresi o damping. Sl. 8 mostra i cicli di smorzamentu per diversi valori di carica AC. A larghezza di i loops aumenta forte cù l’altezza di a tensione. L’area di u ciclu hè proporzionale à u travagliu di deformazione, chì si perde à ogni ciculu è cunvertisce in calore. Inoltre, i deformazioni sò variabili micca solu cù l’altezza di a tensione, ma ancu cù u tempu, dependenu di a vitezza è u metudu di carica. A parte di a deformazione, chì dipende di u tempu, hè chjamata aftereffect. L’isteresi è l’effetti dopu si verificanu simultaneamente. In regula, ùn anu micca impurtanza pratica per quelli tipi d’acciaio di custruzzione chì si trovanu in strutture d’acciaio à a temperatura di l’ambienti.

Cicli di isteresi a diversi livelli di carica alternata

Sl. 8

**Nota di Applicazione: ** Designazioni di materiale storichi, assunzioni, diagrammi è prucedure in u testu ùn deve esse aduprate cum’è sustitutu per i normi attuali, e caratteristiche specifiche di u produttu, u mudellu di calculu è a verificazione esperta di a custruzzione generale.