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2026/06/24
A tralicci di acciaio perfettamente progettata per i carichi permanenti e accidentali, ma non per il sollevamento provocato dal vento, fallisce quando si verifica una tempesta — la depressione sul lato sottovento supera il carico permanente, la corrente inferiore va in compressione e la capriata si instabilizza verso l’alto. La determinazione dei carichi è la condizione che governa ogni successiva decisione progettuale.
Quattro combinazioni di carico governano tralicci di acciaio progettazione. Carico permanente — peso proprio della capriata (0,10–0,25 kN/m²) più listelli, rivestimento, isolamento e controsoffitto — è un carico fisso. Carico accidentale — 0,6–1,0 kN/m² secondo ASCE 7 — comprende le fasi di costruzione e manutenzione. Il carico del vento, calcolato secondo il Capitolo 27 di ASCE 7 o secondo l’Eurocodice 1 Parte 1-4, è il più complesso: pressione positiva sulla parete di barriera al vento, depressione sul tetto e coefficienti di pressione interna variabili in funzione delle aperture. A tralicci di acciaio senza analisi del sollevamento potrebbe presentare una capacità del corrente inferiore a trazione, ma una capacità insufficiente a compressione quando il vento inverte il senso del carico. Il carico da neve — 0,5–4,0+ kN/m², in funzione del carico di neve al suolo, dell’esposizione, del fattore termico e della pendenza del tetto — è determinante nei climi freddi. L’accumulo di neve spinta (drift) contro i parapetti e nelle zone di variazione di quota del tetto concentra il carico su una porzione della capriata non prevista nel progetto basato su carico uniformemente distribuito.
Un magazzino con una campata di 30 metri, situato in una zona con carico nevoso al suolo di 1,5 kN/m², ha subito un parziale cedimento del tetto — non un crollo, ma un evidente affossamento. L’indagine ha rivelato che il progetto originario prevedeva un carico nevoso uniforme. L’edificio era dotato di un parapetto che causava accumuli di neve; le norme ASCE 7 relative agli accumuli prevedono un carico di 2,2 kN/m² sui primi 6 metri vicino al parapetto. tralicci di acciaio zeyongsteel (Zhejiang Zeyong Steel Structure Engineering), azienda dotata di qualifica di primo livello per l’appalto di strutture in acciaio, rating creditizio AAA e partner di China Railway Construction e China Railway Group, ha riprogettato la capriata rinforzando le corde superiori nella zona interessata dagli accumuli e aggiungendo elementi di controventatura. Il magazzino ha funzionato regolarmente durante due successivi inverni con nevicate abbondanti, senza alcun cedimento.
La configurazione di una tralicci di acciaio determina quali elementi sono soggetti a compressione e quali a trazione — il che determina l'efficienza dei materiali. Una capriata Pratt (montanti in compressione, diagonali in trazione) è efficiente per luci da 10 a 30 metri: montanti più corti resistono meglio all’instabilità per carico di punta rispetto a diagonali più lunghe. Una capriata Warren (diagonali alternate in triangoli equilateri o isosceli) utilizza un numero minore di elementi, riducendo i costi di fabbricazione, ed è la soluzione standard per luci da 15 a 40 metri. Una capriata Howe (diagonali in compressione) viene impiegata quando i carichi applicati alla corda inferiore del soffitto invertono il verso dello sforzo nelle diagonali. Una capriata Fink (elementi di anima a ventaglio provenienti da un picco centrale) è la soluzione standard per tetti residenziali inclinati con luci da 8 a 15 metri. La scelta della configurazione è una decisione volta a massimizzare l’efficienza dei materiali: elementi più lunghi soggetti a compressione richiedono sezioni maggiori per prevenire l’instabilità per carico di punta.
Gli elementi di corda di una tralicci di acciaio sono progettati per resistere a forze assiali — trazione nella corda inferiore, compressione nella corda superiore e inversione di sollecitazione sotto l’azione del vento ascendente. La scelta della sezione bilancia l’area (capacità assiale) rispetto al raggio di girazione (resistenza all’instabilità). Le sezioni cave strutturali (HSS) offrono un’efficienza uniforme a compressione: un profilo HSS 100×100×5 ha un raggio di girazione r≈39 mm in entrambi gli assi, rispetto a un profilo a doppio T equivalente con r=45 mm sull’asse forte e r=25 mm sull’asse debole. Il rapporto di snellezza per elementi compressi non deve superare 200 secondo la sezione E2 della norma AISC 360. Le piastre di giunzione (gusset plates) nei collegamenti tra anime e corde — tipicamente spesse da 8 a 12 mm per campate da 20 a 30 metri — trasferiscono la forza assiale dagli elementi di anima alle corde mediante saldature conformi al Capitolo J della norma AISC 360 o alla EN 1993-1-8. I collegamenti di dimensioni insufficienti rappresentano il punto di innesco più comune di guasto.
A tralicci di acciaio è stabile nel suo piano — la triangolazione resiste alle forze nel piano. Fuori dal piano, la travatura agisce come una colonna snella che si inflette lateralmente in assenza di controventatura. La controventatura del tetto — costituita da tiranti o profili ad angolo diagonali collegati alla corda superiore e interconnessi tra travature adiacenti — fornisce un vincolo a intervalli di 6–8 metri. La controventatura della corda inferiore svolge la stessa funzione per la corda inferiore durante il sollevamento provocato dal vento. L’azione diaframmatica tra profilati di copertura e contropareti — costituita da un manto metallico fissato con viti ai profilati di copertura, a loro volta bullonati alla corda superiore — crea un diaframma rigido che trasferisce i carichi laterali del vento alla controventatura delle pareti laterali. Una travatura progettata senza considerare il contributo della controventatura risulta più pesante e costosa del necessario; una travatura che dipenda da una controventatura assente è invece insicura.
Una travatura Warren offre il miglior rapporto stabilità-materiale per tralicci di acciaio campate comprese tra 15 e 40 metri. Le travature Pratt sono efficienti per campate comprese tra 10 e 30 metri. zeyongsteel progetta e realizza tutte le principali configurazioni di travature.
Il sollevamento provocato dal vento su una tralicci di acciaio inverte le forze agenti sui membri: la corda inferiore passa da trazione a compressione e la corda superiore da compressione a trazione. Il controvento della corda inferiore è essenziale per prevenire il fenomeno di instabilità laterale (buckling) in condizioni di sollevamento (uplift).
A tralicci di acciaio può coprire campate superiori a 50 metri per tetti commerciali e industriali con profili di capriata profondi (rapporto profondità/campata pari a 1/10 ÷ 1/15). Le capriate residenziali coprono tipicamente campate da 8 a 15 metri. Zeyongsteel ha realizzato progetti di riferimento in acciaio strutturale nei settori delle infrastrutture e degli impianti sportivi e ricreativi.
Accumulo di neve su tralicci di acciaio le zone vicino ai parapetti e ai cambiamenti di quota del tetto può concentrare carichi fino al 50–100% superiori su una porzione della campata, secondo le prescrizioni ASCE 7 relative all’accumulo di neve. È necessario prevedere un rinforzo locale dei membri nella zona interessata dall’accumulo.
A tralicci di acciaio richiede il rinforzo della corda superiore a intervalli di 6-8 metri, il rinforzo della corda inferiore nelle zone soggette al sollevamento provocato dal vento e un diaframma di copertura realizzato con il solaio in lamiera metallica collegato ai profilati di copertura. Il rinforzo impedisce il fenomeno di instabilità fuori dal piano.
Tralicci di acciaio i collegamenti utilizzano piastre di collegamento (gusset plates) dello spessore di 8-12 mm con saldature a cordone d’angolo dimensionate secondo le norme AISC 360 o EN 1993-1-8. I collegamenti sottodimensionati rappresentano il punto di innesco più comune dei cedimenti: le saldature devono essere dimensionate in modo da corrispondere alla capacità assiale dell’elemento anima.
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