Quali sono i pregi e i difetti delle travi in acciaio

Il solaio - costituzione

I solai sono delle strutture orizzontali che fungono da divisori tra i differenti piani di un palazzo; inoltre, hanno funzione prettamente strutturale, ossia quella di sostenere i carichi che incidono sulla loro superficie, riducendo, dunque, il rischio di crollo e trasmettendo tale sforzo di compressione sui piedritti. In base alla tipologia di materiale adoperato per la loro costruzione, si distinguono differenti tipologie di solai: in legno, in acciaio oppure in cemento armato. Nel nostro caso, approfondiremo lo studio dei solai in acciaio. Questi sono caratterizzati da una struttura scheletrica composta, appunto da travi in acciaio, le quali presentano le seguenti caratteristiche: - la loro lunghezza è maggiore delle altre dimensioni strutturali, - sono in grado di sopportare carichi applicati nella direzione dell'asse primario per una determinata luce o lunghezza (che viene calcolata considerando i due punti di appoggio). Le travi in acciaio, inoltre, sono ottenute attraverso la lega di due metalli: carbonio e ferro.

Travi in acciaio - le differenti classificazioni

Una prima classificazione delle travi in acciaio può essere fatta considerando la forma della loro sezione: - travi IPE, in cui la sezione assume la forma di una "i" maiuscola e sono particolarmente adatte ad assorbire le sollecitazioni, dovute elle flessioni; - travi a forma di T,Z,C,L: adoperate soprattutto per sorreggere pareti leggere, come quelle di vetro; - travi INP, in cui la sezione assume la forma di una "i" maiuscola, ma le ali inferiori sono inclinate di 15° rispetto alle superiori; hanno utilizzi simili alle IPE, sono più pesanti e costose, ma sono in grado di sostenere maggiormente le sollecitazioni orizzontali; - travi HE, a forma di "h" maiuscola sono adoperate per la realizzazione delle fondamenta, poiché limitano il rischio di collasso. Un'ulteriore classificazione riguarda le proprietà chimiche delle travi stesse e dei loro componenti: - travi in acciaio extra dolce, in cui il carbonio è presente in bassissima percentuale (0,02); - travi in acciaio dolce - carbonio tra 0,04 e 0,4; - travi in acciaio duro - carbonio tra 0,4 e 0,85; - travi in acciaio durissimo - carbonio > 0,85%. Infine, in base al rivestimento esterno, si hanno: - travi a vista, prive di rivestimenti; - travi verniciate o zincate, in grado di ridurre il processo di corrosione; - travi rivestite di legno, per dare un aspetto più rustico alle case di campagna.

Pregi delle travi in acciaio

Le strutture in acciaio sono largamente diffuse per la realizzazione di palazzi ed edifici industriali, poiché presentano determinati pregi. Per prima cosa, le travi in acciaio hanno elevate prestazioni statiche, soprattutto se si verificano fenomeni sismici. Queste loro caratteristiche statiche, dunque, si traducono in: resistenza alla compressione e alla trazione, elevata duttilità e flessibilità. Queste proprietà permettono all'edificio di rimanere in piedi, in caso di terremoti non troppo distruttivi. Inoltre, una struttura di questo tipo può essere smontata e non demolita, riducendo, di conseguenza, i rifiuti da trasportare negli appositi impianti di smaltimento ed i costi associati alle suddette attività di bonifica.

Difetti delle travi in acciaio

I principali difetti delle travi in acciaio sono, invece: la corrosione e la bassa resistenza al fuoco. Per quanto concerne il problema della corrosione, può essere in parte debellato creando un rivestimento superficiale di zinco. Anche per quanto riguarda la resistenza al fuoco la soluzione migliore è quella di generare uno strato protettivo, adoperando ad esempio vernici intumescenti, per evitare il contatto tra il fuoco e l'acciaio stesso. Il costo delle travi in acciaio è calcolato in base al peso delle travi stesse e non solo. Ulteriori fattori che incidono sul prezzo finale sono: la tipologia di profilo, l'estensione della luce, le spese di trasporto, ma anche la professionalità e l'affidabilità della ditta produttrice. Ad esempio il prezzo di travi con profilati IPE o HE si aggira attorno ai centottanta euro al quintale, IVA inclusa. Le travi in acciaio, infine, devono essere corredate da una propria scheda tecnica, in cui devono essere indicate le caratteristiche specifiche, come la resistenza, i collaudi superati, oltre che le loro dimensioni strutturali.

Domande frequenti

Quali sono le differenze principali tra le travi IPE e INP?

Le travi IPE e INP condividono una sezione a 'I', ma presentano differenze costruttive e prestazionali significative. Le IPE hanno ali parallele e sono ideali per assorbire sollecitazioni di flessione standard, risultando più leggere e facili da installare. Le INP, invece, hanno le ali inferiori inclinate di 15 gradi rispetto a quelle superiori. Questa conformazione le rende più pesanti e costose, ma offre una capacità superiore nel resistere a sollecitazioni orizzontali e laterali. La scelta dipende quindi dal tipo di carico strutturale previsto: per la maggior parte dei solai residenziali le IPE sono sufficienti, mentre le INP possono essere preferite in contesti che richiedono maggiore stabilità contro spinte laterali.
Come si protegge l'acciaio dalla ruggine e dal fuoco?

La corrosione e la combustibilità sono i principali punti deboli dell'acciaio, ma esistono soluzioni efficaci per mitigarli. Per contrastare la ruggine, si applicano rivestimenti protettivi come la zincatura o vernici speciali che creano una barriera contro l'umidità e l'ossigeno. Per la resistenza al fuoco, la misura corretta consiste nell'applicare vernici intumescenti. Queste sostanze, a contatto con il calore elevato, si espandono formando uno strato isolante che protegge il metallo, impedendogli di perdere rapidamente le sue proprietà meccaniche durante un incendio. Senza questi trattamenti, l'acciaio potrebbe deformarsi o cedere prematuramente sotto stress termico.
Quanto costano mediamente le travi in acciaio per uso edilizio?

Il costo delle travi in acciaio non è fisso, ma varia in base a diversi fattori critici. Il prezzo base si calcola spesso al quintale e può aggirarsi intorno ai 180 euro per profili comuni come gli IPE o gli HE, IVA inclusa. Tuttavia, il totale finale dipende fortemente dal peso specifico della trave, dalla lunghezza della luce da coprire, dalla complessità del profilo scelto e dalle spese di trasporto. Inoltre, la manodopera specializzata necessaria per il montaggio incide significativamente sul preventivo. È fondamentale richiedere preventivi dettagliati che includano sia il materiale grezzo che le spese di installazione e eventuale trattamento antincendio.
Perché le travi in acciaio sono considerate sicure in zona sismica?

L'acciaio è un materiale eccellente per le zone ad alto rischio sismico grazie alla sua elevata duttilità e flessibilità. A differenza di materiali rigidi come il cemento armato non adeguatamente armato, l'acciaio ha la capacità di deformarsi plasticamente senza rompersi improvvisamente quando subisce forti sollecitazioni. Questa caratteristica permette all'edificio di assorbire e dissipare l'energia sismica, mantenendosi in piedi anche durante terremoti moderati. La combinazione di alta resistenza alla trazione e alla compressione garantisce che la struttura non collassi catastroficamente, offrendo un margine di sicurezza vitale per gli occupanti.
È possibile riutilizzare o smontare una struttura in acciaio esistente?

Sì, uno dei grandi vantaggi ambientali ed economici delle strutture in acciaio è la loro reversibilità. A differenza del cemento armato, che richiede demolizioni distruttive generando molti rifiuti, le travi in acciaio possono essere smontate, conservate e reimpiegate in nuove costruzioni o ristrutturazioni. Questo processo riduce drasticamente i costi di bonifica del sito e l'impatto ambientale legato allo smaltimento dei detriti. Sebbene ogni pezzo debba essere valutato per verificarne l'integrità strutturale dopo l'uso precedente, la possibilità di riciclo e riuso rende l'acciaio una scelta sostenibile per l'economia circolare nel settore delle costruzioni.