Quando parliamo di strutture in acciaio, di solito ci riferiamo a edifici o strutture ingegneristiche costruite utilizzando l'acciaio. Quella che segue è una revisione completa delle conoscenze di base della struttura in acciaio:
1. Definizione e vantaggi della struttura in acciaio
La struttura in acciaio si riferisce al sistema strutturale che utilizza l'acciaio come materiale strutturale principale. Presenta i seguenti vantaggi:
Elevata resistenza e rigidità: l'acciaio ha elevata resistenza e rigidità, in modo che la struttura in acciaio possa sopportare grandi carichi e deformazioni.
Plasticità e tenacità: l'acciaio ha una buona plasticità e tenacità, che favorisce la deformazione e le prestazioni sismiche della struttura.
Peso leggero: rispetto alla struttura in cemento, la capacità di carico unitaria della struttura in acciaio è maggiore, riducendo il peso proprio dell'edificio e risparmiando sui costi di base.
Elevata velocità di costruzione: la prefabbricazione e la saldatura delle strutture in acciaio possono essere eseguite in fabbrica, riducendo i tempi di costruzione del cantiere.
Riutilizzabile: l'acciaio può essere riciclato e riutilizzato, il che favorisce lo sviluppo sostenibile e la protezione dell'ambiente.
2. Componenti della struttura in acciaio
Le strutture in acciaio sono solitamente composte dai seguenti componenti:
Trave: elemento portante orizzontale, utilizzato principalmente per trasferire il carico del pavimento o del tetto alla colonna.
Colonne: i carichi verticali trasportano elementi, travi di supporto e carichi del tetto e trasferiscono i carichi alla fondazione.
Telaio: la struttura complessiva composta da travi e colonne è la principale parte portante della struttura in acciaio.
Copertura e rivestimenti: elementi sovrapposti su telai che formano il rivestimento esterno di un edificio.
Connettori: componenti utilizzati per collegare travi, colonne e telai. Le connessioni comuni includono saldature, bulloni e rivetti.
Fondazione: la fondazione utilizzata per sostenere l'intera struttura in acciaio, solitamente con una fondazione in cemento.
3. Progettazione e costruzione della struttura in acciaio
La progettazione e la costruzione di strutture in acciaio è un processo complesso che richiede il rispetto delle norme e delle specifiche pertinenti. I passaggi principali includono:
Progettazione strutturale: in base all'uso dell'edificio, ai requisiti di carico, alle condizioni di costruzione e ad altri fattori, progettare lo schema appropriato della struttura in acciaio. La progettazione dovrebbe considerare la resistenza, la rigidezza, la stabilità e la prestazione sismica.
Selezione del materiale: selezionare l'acciaio appropriato, comunemente utilizzato, compreso l'acciaio strutturale al carbonio ordinario e l'acciaio ad alta resistenza.
Disegno: disegno di disegni costruttivi dettagliati in base allo schema di progettazione, comprese le dimensioni dei componenti, il metodo di connessione e altre informazioni.
Prefabbricazione e lavorazione: L'acciaio viene prefabbricato e lavorato in fabbrica per produrre travi, colonne e altri componenti e trattamenti anticorrosione.
Costruzione in loco: i componenti prefabbricati vengono trasportati in cantiere per l'assemblaggio e il collegamento per formare una struttura in acciaio completa.
Accettazione e monitoraggio: accettazione della struttura in acciaio per garantire che soddisfi i requisiti di progettazione. Sono inoltre necessari un monitoraggio e una manutenzione regolari durante la fase di utilizzo.
4. Campo di applicazione della struttura in acciaio
Le strutture in acciaio sono ampiamente utilizzate in vari campi, inclusi ma non limitati a:
Edifici commerciali: come edifici per uffici, centri commerciali e alberghi.
Edifici industriali: come fabbriche, magazzini e centrali elettriche.
Ponti: come i ponti stradali e i ponti ferroviari.
Luoghi sportivi: come palestre e stadi.
Grattacieli: come grattacieli e grattacieli residenziali.
In generale, le strutture in acciaio sono diventate una parte indispensabile dell'architettura e dell'ingegneria moderna grazie alle loro buone prestazioni e alle caratteristiche di progettazione flessibile.
