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Uso strutturale dei profilati cavi in acciaio per le costruzioni

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Dopo aver visto nei giorni scorsi le travi laminate, dedichiamo l’approfondimento sui materiali in acciaio ad un altro elemento che trova sempre maggiore impiego nelle costruzioni come struttura portante: il profilato tubolare cavo a sezione circolare, quadrata o rettangolare. Partendo sempre, come raccomanda la Fondazione Promozione Acciaio, dalla Normativa Tecnica delle Costruzioni (NTC 2008) che armonizzando le regole applicabili ai materiali da costruzione, prescrive l’obbligo della marcatura CE anche per questo tipo di prodotto, va innanzitutto detto che il tubo cavo di tipo strutturale può essere fondamentalmente di due tipologie: laminato a caldo e successivamente formato sempre a caldo, nel rispetto delle normative racchiuse nella UNI EN10210, e reso disponibile nelle forme classiche (appunto tonda, rettangolare o quadra), cui va aggiunta quella elicoidale, senza saldatura, oppure può essere laminato in forma piana a caldo e formato successivamente a freddo, mediante piegatura e deformazione, e infine chiuso tramite saldature di tipo longitudinale o elicoidale, sempre in forma tonda, rettangolare o quadrata, seguendo in questo caso la normativa UNI EN10219. Entrambe le normative prevedono una classificazione dei tubolari suddivise per sezione: per quella circolare, diametro (mm) e spessore (mm), per quella quadrata, lato B (mm) e spessore (mm) e per quella rettangolare, lato B (mm), lato H (mm) e spessore (mm).

Tubi laminati a caldo e profilati a caldo

Per realizzare questo genere di profilo cavo, viene utilizzato in partenza uno sbozzato ottenuto mediante la perforazione di un prodotto pieno come possono essere un lingotto o una billetta di forma tonda o quadrata. Allo sbozzato viene applicata la laminazione a caldo, cui vengono fatte seguire l’estrusione oppure la trafilatura su mandrino. In questa categoria possono tuttavia rientrare anche i profilati cavi formati a freddo e normalizzati in temperatura successivamente, ovvero trattati termicamente riscaldandoli in forni a 800-1000 gradi, e poi regolarmente profilati a caldo. Ai tubi così ottenuti vengono poi applicate lavorazioni di finitura e opzionalmente controlli di tipo distruttivo e non. I profilati cavi finiti a caldo per impieghi strutturali sono catalogati in due versioni, in base al tipo di prodotto in partenza da cui sono ottenuti: acciai non legati e acciai a grano fine. La classificazione parte dalla stringa base SXXXNJX(o L)H, dove S indica che si tratta di acciaio strutturale, XXX sono le cifre che forniscono il dato relativo al carico unitario di snervamento, N è presente sono nel caso in cui lo stato di partenza del materiale sia “non legato”, le sigle alfanumeriche J0, J1,J2 o L danno le quattro possibili caratteristiche di resilienza e infine H indica che si tratta di profilati cavi. Per quanto concerne i possibili utilizzi in strutture non vi sono preclusioni dal punto di vista progettuale, in quanto questa tipologia di tubi, grazie all’arricchimento degli acciai con nuovi elementi che ne sanciscono la sempre maggiore specializzazione a seconda dell’impiego, ma anche alle finiture che riescono ad offrire opzioni appaganti anche dal punto di vista meramente estetico, i profilati a tubo si possono vedere in applicazioni che vanno dai semplici pali per fondazioni a complesse strutture a tessitura intrecciata di forma circolare o quadrata in elevazione, che vediamo in numerosi esempi quali stazioni ferroviarie, aeroporti, centri commerciali o poli museali.

Tubi laminati a caldo e profilati a freddo

Questa seconda tipologia di profilato tubolare viene come già detto laminata a caldo in forma piana, quindi “piegata e deformata” cioè profilata a freddo e infine chiusa su sé stessa nelle usuali sezioni tonda, quadra o rettangolare mediante saldatura longitudinale o elicoidale, che può essere a resistenza elettrica o ad arco sommerso. Anche questa tipologia di profilato viene ricondotta ad una classificazione analoga a quella precedente in quanto anche in questo caso l’acciaio di partenza può essere non legato o a grana fine. La stringa di classificazione è pertanto SXXXN(o M)JX(o L o K)H (e.g. S355NLH), con lettere e numeri analoghi per significato a quello dei profilati a caldo, con la comparsa della lettera M  a indicare una seconda tipologia di acciaio di partenza a grana fine e la lettera K ad aggiungere una quinta possibile caratteristica di resilienza (e.g. S355MLH). L’uso è ovviamente analogo a quello dei profili formati a caldo, inclusi i tubi di sostegno, e fra le funzioni delle tubature in acciaio non va certamente messa in secondo piano la grande valenza antisismica di questo materiale cui contribuisce in maniera proattiva proprio la Commissione Sismica creata appositamente qualche anno fa proprio dalla Fondazione Promozione Acciaio.

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