Strutture di copertura inclinate in acciaio: travi reticolari e capriate | Ingegneri.info

Strutture di copertura inclinate in acciaio: travi reticolari e capriate

Le strutture di copertura inclinate in acciaio prevedono capriate e travi reticolari. Una panoramica

Progetto: Laboratori di Restauro nell'Ex Mattatoio di Testaccio
Restauro ed adeguamento funzionale del padiglione 27B - a cura di INSULA srl (C) Insula Srl
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Le strutture di copertura inclinate in acciaio più comuni sono realizzate con travi a pendenza singola, a pendenza doppia, a pendenza variabile, con strutture reticolari piane o con strutture reticolari tridimensionali. Tra le strutture reticolari piane, le capriate in acciaio sono sempre meno usate, perché spesso sostituite da travi reticolari ad altezza costante, o da travi in cemento armato precompresso.

In alternativa, è anche possibile utilizzare travi ad anima piena in acciaio, o travi ad anima per così dire “parzialmente” piena in acciaio – travi Vierendeel – che però sono poco utilizzate nella versione con briglia superiore in pendenza (singola, doppia o variabile) poiché pesanti rispetto alle travi composte. Infatti, l’inclinazione delle coperture con travi in acciaio ad altezza costante è più spesso creata dall’inclinazione delle travi stesse nella loro interezza, non dalla pendenza della sola loro briglia superiore. Una eccezione è quando tale pendenza è molto modesta.
Ne consegue che le travi in acciaio più diffuse sono oggi quelle reticolari, che presentano il più vantaggioso rapporto tra luce coperta e quantità di materiale utilizzato.

Strutture reticolari per coperture a capriate a doppia pendenza in acciaio. A, B. Capriate all’inglese: a diagonali tese. C. Capriata alla belga: a diagonali compresse. D. Capriata di tipo Howe. E. Travi reticolari a doppia pendenza con spinta eliminata da solaio in cemento armato. F. Travi reticolari a doppia pendenza con spinta eliminata da catene

Strutture reticolari per coperture a capriate a doppia pendenza in acciaio. A, B. Capriate all’inglese: a diagonali tese. C. Capriata alla belga: a diagonali compresse. D. Capriata di tipo Howe. E. Travi reticolari a doppia pendenza con spinta eliminata da solaio in cemento armato. F. Travi reticolari a doppia pendenza con spinta eliminata da catene

Strutture di coperture in acciaio. A. Con travi reticolari a pendenza singola. B. Con travi reticolari e diagonali compresse a doppia pendenza. C. Con travi Vierendeel. D. Con travi reticolari a diagonali tese a doppia pendenza e controventature collegate agli arcarecci. E. Con travi reticolari a diagonali compresse ad altezza costante e controventature collegate alle travi adiacenti. F. Con travi di tipo Vierendeel a doppia pendenza. G. Con travi reticolari ad altezza costante e controventature collegate agli arcarecci

Strutture di coperture in acciaio. A. Con travi reticolari a pendenza singola. B. Con travi reticolari e diagonali compresse a doppia pendenza. C. Con travi Vierendeel. D. Con travi reticolari a diagonali tese a doppia pendenza e controventature collegate agli arcarecci. E. Con travi reticolari a diagonali compresse ad altezza costante e controventature collegate alle travi adiacenti. F. Con travi di tipo Vierendeel a doppia pendenza. G. Con travi reticolari ad altezza costante e controventature collegate agli arcarecci

Le capriate in acciaio possono, similmente a quelle in legno, essere di tipo pesante (a trama larga) o di tipo leggero (a trama stretta).
Le capriate in acciaio di tipo pesante possono coprire luci fino a circa 40 m e in genere sono distanziate con interasse 5÷12 m. Il peso medio di queste capriate può considerarsi essere 12÷13 kg/m2.
Si considerano leggere le capriate in acciaio caratterizzate da un peso di circa 5 kg/m2.

Tipi principali di capriata in acciaio per coperture inclinate
I tipi principali di capriata in acciaio sono la Polonceau, (che ha avuto un periodo di auge nel XIX secolo, ma è ormai poco usata), quella all’inglese, con briglia inferiore orizzontale o inclinata e quella alla belga, con briglia inferiore orizzontale o inclinata.

Le capriate di tipo Fink in acciaio, con diagonali disposti a W, sono generalmente di tipo leggero e costituiscono una delle strutture di copertura più economiche (motivo per cui spesso sono impiegate nell’edilizia industriale, in padiglioni a un piano). Affinché una trave Fink risulti efficiente a livello strutturale, è sconsigliato che l’inclinazione delle sue briglie sia inferiore a 17° dall’orizzontale. La luce di tali capriate è solitamente inferiore a 12 m e, per ragioni di economia, legate alla necessità di utilizzare profili metallici non eccessivamente massicci, il loro interasse di spaziatura è solitamente 3÷5 m.

La capriata Polonceau può essere del tipo a un contraffisso o del tipo a tre contraffissi. Quella a un contraffisso è solitamente utilizzata per luci da 12÷16 m e quella a tre contraffissi per luci da 20÷40 m.

La capriata inglese orizzontale è più leggera della Polonceau e si utilizza per la copertura di luci da 20÷40 m.
Anche la capriata belga orizzontale si utilizza per la copertura di luci da 20÷40 m.

Spaccato assonometrico di capriata in acciaio. Legenda: 1. puntone; 2. diagonale; 3. catena; 4. fazzoletto.

Spaccato assonometrico di capriata in acciaio. Legenda: 1. puntone; 2. diagonale; 3. catena; 4. fazzoletto.

Per la realizzazione degli elementi più sollecitati delle capriate nelle strutture di copertura inclinate in acciaio, come catene e puntoni, si possono impiegare configurazioni simmetriche composte, come quelle formate da due angolari a L, o a C, oppure semplici, come tubolari o scatolari. Negli elementi strutturali meno sollecitati, quali quelli di controventatura e di parete, vengono in genere impiegati profili asimmetrici, come quelli a C o a L, che però possono anche essere accoppiati due a due a comporre schemi simmetrici.

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