Lezione 3 parte I - architettura.unige.it · IL MATERIALE BIBLIOGRAFIA • Ballio, G., Mazzolani,...

Facoltà di Architettura – Università degli Studi di GenovaCorso di TECNICA DELLE COSTRUZIONIChiara CALDERINIA.A. 2007-2008

LEZIONE 3

PROGETTO DI COSTRUZIONI IN ACCIAIO

Parte I. Caratteristiche generali

IL MATERIALEIL MATERIALE

BIBLIOGRAFIA

• Ballio, G., Mazzolani, F., Strutture in acciaio, Hoepli, Milano, 1994

• Nunziata, F., Teoria e pratica delle strutture in acciaio, Flaccovio, Palermo, 2000

• Giangreco, E., Ingegneria delle strutture, UTET, Torino, 2002 (vol. III)

NORMATIVE

• CNR-UNI 10011, Costruzioni in acciaio – Istruzioni per il calcolo, l’esecuzione, il collaudo e la manutenzione, 1988.

• D.M. 9 Gennaio 1996, Norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche.

• Norme tecniche per le costruzioni, Bozza 2007.


LESSICO

•IL FERRO E’ UN ELEMENTO CHIMICO (Fe)

•L’ACCIAIO E’ UNA LEGA DI FERRO E CARBONIO


IN PARTICOLARE, L’ACCIAIO E’ UNA LEGA DI FERRO E CARBONIO CON PERCENTUALI DI CARBONIO INFERIORI AL 1.9%, PIU’ PICCOLE QUANTITA’ DI ALTRI ELEMENTI COME IL SILICIO, IL MANGANESE, LO ZOLFO ED IL FOSFORO.

LE PROPRIETA’ DELL’ACCIAIO DIPENDONO PRINCIPALMENTE DALLA QUANTITA’ DI CARBONIO PRESENTE, DALLA PRESENZA DEGLI ALTRI ELEMENTI E DAI TRATTAMENTI TERMICI SUBITI.

ESISTONO MOLTISSIMI TIPI DI ACCIAIO. NEL CAMPO DELLE COSTRUZIONI SI UTILIZZANO IN LARGA PARTE GLI ACCIAIO AL CARBONIO, CHE CONTENGONO UNA QUANTITA’ VARIABILE DI CARBONIO DA 0.15% A 1.0%, CON UN MASSIMO DI 1,65% DI MANGANESE, 0,60% DI SILICIO E 0,60% DI RAME.

AL CRESCERE DEL CONTENUTO DI CARBONIO

CRESCE LA FRAGILITA’ DEL MATERIALE


LA GHISA SI DISTINGUE DALL’ACCIAIO PRINCIPALMENTE PER IL CONTENUTO DI CARBONIO, COMPRESO IN QUESTO CASO TRA IL 1,9% ED IL 5,5%.

ACCIAI AL CARBONIO

• EXTRADOLCI: C = 0,15%

• DOLCI: C = 0,16÷0,25%

• SEMIDURI: C = 0,26÷0,50%

• DURI: C = 0,51÷0,75%

• EXTRA-DURI: C = 076÷1,00%

CARATTERISTICHE MECCANICHECARATTERISTICHE MECCANICHE

LA PROVA COMPLETA DI TRAZIONE

o

FA

σ =

o

LL

ε ∆=

F F

MISURATI

RICAVATI


ACCIAI DA EXTRA-DOLCI A SEMI-DURIfo = limite di proporzionalità

fe = limite di elasticità

fY = limite di snervamento

TRATTO O-P: COMP. ELASTICO LINEARE

TRATTO P-E: COMP. ELASTICO NON LINEARE

TRATTO E-S: COMP. ANELASTICO NON LINEARE (CON DEFORMAZIONE RESIDUA)

TRATTO S-I: SNERVAMENTO DEL MATERIALE

TRATTO I-R: FENOMENO DELL’INCRUDIMENTO (CON RIPRESA DI CAPACITA’ PORTANTE)

TRATTO R-F: FENOMENO DELLA STRIZIONE (SOFTENING APPARENTE)

ft = limite di rottura


εr = deformazione a rottura


ACCIAI EXTRA-DURIfo = limite di proporzionalità

fe = limite di elasticità

fY = limite di snervamento

TRATTO O-P: COMP. ELASTICO LINEARE

TRATTO P-E: COMP. ELASTICO NON LINEARE

TRATTO E-S: COMP. ANELASTICO NON LINEARE (CON DEFORMAZIONE RESIDUA)

TRATTO I-R: FENOMENO DELL’INCRUDIMENTO (CON RIPRESA DI CAPACITA’ PORTANTE)

TRATTO R-F: FENOMENO DELLA STRIZIONE

ft = limite di rottura


NO SNERVAMENTO!

εr = deformazione a rottura



E = 200 000 ÷ 210 000 MPa

ACCIAI COMUNI:

ft = 200 ÷ 360 MPa

εr = 21 ÷ 26 %

ACCIAI AD ALTO LIMITE DI SNERVAMENTO:

ft = 450 ÷ 900 MPa

εr = 14 ÷ 22 %

NOTA: AL CRESCERE DELLA RESISTENZA DIMINUISCE LA DUTTILITA’


GLI ACCIAI AL CARBONIO QUALIFICATI

PER LE COSTRUZIONI IN ACCIAIO

Fe 360 grado B, C, D



VALORE CARATTERISTICO MINIMO DELLA RESISTENZA A ROTTURA, CON FRATTILE

DI ORDINE 5%, IN MPa

GRADO DI SALDABILITA’(FUNZIONE DELLA

COMPOSIZIONE DELLA LEGA)


GLI ACCIAI AL CARBONIO QUALIFICATI

PER LE COSTRUZIONI IN ACCIAIO

≥355 MPa≥510 MPaFe 510≥275 MPa≥430 MPaFe 430≥235 MPa≥360 MPaFe 360

fyft

CARATTERISTICHE GEOMETRICHECARATTERISTICHE GEOMETRICHE

L’INDUSTRIA SIDERURGICA FORNISCE ALLA PROGETTAZIONE DELLE COSTRUZIONI METALLICHE UNA VASTISSIMA GAMMA DI PRODOTTI.

LA COSTRUZIONE DI UN’OPERA ASSUME L’ASPETTO DI UNA COMPOSIZIONE DI TALI PRODOTTI E IL CORRISPONDENTE PROBLEMA PROGETTUALE SI IDENTIFICA NELLA SCELTA PIU’ RAZIONALE DELLE COMPONENTI STRUTTURALI E DELLE MODALITA’ DI MONTAGGIO.

SE SI ESCLUDONO ALCUNI ELEMENTI SPECIALI, QUALI AD ESEMPIO GLI ELEMENTI DI APPOGGIO O PARTICOLARI TIPI DI VINCOLO, CHE SONO OTTENUTI MEDIANTE FUSIONE, TUTTI I PRODOTTI DA CARPENTERIA PROVENGONO DAL PROCESSO DI LAMINAZIONE.

LAMIERE PROFILATI

SAGOMARIO

FORME E TIPI


LAMIERE

PROFILATI (DA LAMINAZIONE A CALDO)

FORME E TIPI

LAMIERINI (spessore < 1 mm)

LAMIERE SOTTILI (spessore 1÷4 mm)

PROFILI SOTTILI (DA SAGOMATURA A FREDDO) - lamiere 3÷4 mm)

LAMIERE MEDIE (spessore 4 ÷50 mm)

LAMIERE SPESSE (spessore >50 mm)


FORME E TIPI – PROFILI HE


FORME E TIPI – PROFILI IPE


FORME E TIPI – IL SAGOMARIO

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