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ACB® : Travi alveolari con aperture esagonali

DESCRIZIONE


L'utilizzo di travi alveolari, che ha subito un notevole incremento negli ultimi dieci anni, permette l'esplorazione di nuove espressioni architettoniche. Le strutture risultano, infatti, alleggerite e gli interassi più grandi, ampliando così gli spazi.

La flessibilità si manifesta con la possibilità di far passare condotte, tubi e installazioni in generale attraverso le aperture circolari che caratterizzano la trave.

La relativa "leggerezza" di queste travi, combinata con la loro altissima resisteza e forza, non cessa di essere spunto d'ispirazione per architetti e progettisti che vogliono cimentarsi con innovative forme strutturali.

Progressi sono stati fatti in moltissimi aspetti che permettono un impiego più esteso in diverse applicazioni delle travi alveolari:

Produzione
A partire da un profilo laminato di base ad H o ad I, tagliato lungo l’anima secondo una tecnica brevettata che minimizza lo sfrido, si ottengono due elementi a T che vengono poi tra loro risaldati in corrispondenza dei “denti”: si ottiene alla fine una trave con aperture circolari (o anche esagonali od ottagonali) e con altezza e rapporto inerzia/peso aumentati rispetto a quella di partenza. A seconda delle esigenze progettuali, sono possibili un’infinità di configurazioni (scelta del diametro e dell’interasse delle aperture, travi ad ali asimmetriche o ad inerzia variabile, centinatura, etc.).


Standardizzazione
Gli Eurocodici (in particolare l'Eurocodice 3 per strutture in acciaio e Eurocodice 4 per strutture composite) danno indicazione sui calcoli relativi agli sforzi nell'uso normale, in situazioni di incendio accidentale e con particolare riguardo all'uso dell'acciaio ad alta resistenza S460.

Costruzioni miste
La complessità del controllo dei diversi aspetti dell'acciaio composito e della costruzione in cemento ha fortemente contribuito alla diffusione delle travi alveolari ACB per la realizzazione di solai e orizzontamenti.


Copertura
L'utilizzo di travi ACB® come elementi di copertura permette di realizzare ampi interassi, che arrivano anche a 40 metri. Sia che esse siano utilizzate come elementi indipendenti (semplicemente come travi portate) o in continuità con altri elementi, la competitività di questo tipo di travi è notevole, e avvalorata, tra le altre cose, dalla riduzione degli interventi di assemblaggio da effettuarsi in cantiere.

Le travi alveolari ACB® offrono agli architetti soluzioni attraenti e pratiche dal punto di vista dell'uso dello spazio, senza nessun tipo di ostacolo che possa "schermare" lo spazio.

Il diametro delle aperture sulla trave può raggiungere l'80% dell'intera altezza della trave ed è possibili lasciare anche solo una distanza minima - necessaria per la fabbricazione - tra le aperture. Questa particolare configurazione delle travi ACB® permette un'accentuazione della loro trasparenza, caratteristiche che risulta di grande appeal per gli architetti.

Solai e orizzontamenti
Le costruzioni moderne richiedono sempre più lo spazio per posizionare installazioni tecniche (quali condizionamento, riscaldamento, ventilazione, etc.).

L'utilizzo di travi alveolari ACB® può risultare una efficace risposta a questa specifica domanda di progettisti e committenti. La soluzione prospettata, infatti, permette di ottenere ampi spazi ininterrotti fino a 18 metri e, come già accennato, di fare passare tubi e condotte attraverso le aperture.

Lo spessore totale del rivestimento è da 25 a 40 cm, inferiore a quello delle più convenzionali soluzioni. Per edifici esistenti, con un'altezza nell'ordine dei 35-40 metri, questo si traduce in un grande vantaggio, dal momento che un guadagno di anche soli 20 cm nello spessore permette di realizzare un piano in più.

Per edifici con un numero di piani stabilito (da due a sei piani), il guadagno può essere ricondotto a un risparmio sui sistemi di facciata, sui pilastri e le strutture portanti, sulle partizioni e gli accessi.

Applicazioni speciali
Ristrutturazione: Al fine di preservare architetture considerate patrimonio culturale, strutture leggere e flessibili basate sull'utilizzo di travi alveolari ACB® possono contribuire in modo innovativo a rinforzare, riutilizzare e modernizzare tali fabbriche.

Pilastri e elementi di facciata
: Una soluzione particolarmente elegante e interessante è costituita da colonne realizzate con travi ACB®.


Travi in parcheggi: Ci sono quattro m otivazioni per raccomandare l'uso di travi alveolari ACB® nella realizzazione di parcheggi, laddove non è richiesta in particolare una specifica resistenza al fuoco.
- gli interassi tipici (15-16 metri) sono all'interno del range tradizionale
- il drenaggio è facilitato dall'utilizzo di travi leggermente incurvate
- le aperture delle travi migliorano l'aspetto architettonico delle strutture
- le aperture facilitano l'evacuazione del fumo e permettono una migliore circolazione dell'aria

Travi per strutture marine: queste travi possono essere utilizzate in particolare quando sono richiesti:
- un'intelaiatura che combina forza con leggerezza
- la possibilità di far passare impianti e tubazioni all'interno delle aperture. Per questo tipo di strutture, in cui sono previsti carichi particolarmente alti, viene raccomandato l'impiego dell'acciaio HISTAR®.


Caratteristiche e dimensioni

Dimensioni: Le dimensioni delle travi alveolari sono variabili.
                   L'esecuzione delle saldature dipende dal disegno.
Condizioni di superficie: secondo EN 10163-3: 2004, classe C, sottoclasse 1

  TABELLA PROPRIETÁ E DIMENSIONI
  ANNOTAZIONI E FORMULE
  BROCHURE ACB®

VANTAGGI


Vantaggi delle travi alveolari ACB® per la realizzazione di coperture
- ottimizzazione della luce fino a 40 m
- soluzioni attraenti e pratiche per l’organizzazione dello spazio senza effetti di schermatura
- riduzione degli interventi di assemblaggio in cantiere

Vantaggi delle travi alveolari ACB® per la realizzazione di solai
- ottimizzazione di luce libera fino a 18 m
- passaggio di installazioni tecniche, condotte e tubi nelle aperture delle travi
- riduzione dello spessore del pacchetto solaio di 20-40 cm rispetto alle soluzioni tradizionali
- alleggerimento della struttura

QUALITÁ E CARATTERISTICHE DEGLI ACCIAI

Acciai con marchio di fabbrica HISTAR® E FRITENAR®

Gli acciai di marchio HISTAR® E FRITENAR® rispondono a tutti gli standard applicativi degli acciai strutturali, offrendo però prestazioni e caratteristiche supplementari. Essi, infatti, sono caratterizzati da un basso contenuto di leganti che permette di combinare resistenza, buona tenacità e saldabilità migliorata.

Gli acciai HISTAR® sono disponibili con un limite elastico di 355 MPa e 460 MPa, mentre gli acciai FRITENAR® sono disponibili con un limite elastico di 355 MPa.

L’applicazione del nuovo trattamento termico innovativo "in-line" QST (Quenching and Self-Tempering = bonifica e autorivenimento) consente, diversamente dalle qualità standard, di sfruttare per tutti i tipi di HISTAR® dei valori garantiti migliorati dei limiti di snervamento su tutta la gamma dei prodotti.

Un confronto tra i tipi di HISTAR® e i tipi convenzionali è evidenziato nel diagramma 1. Gli acciai HISTAR® vengono forniti con laminazione termomeccanica, come specificato nella norma EN 10025-4: 2004.


Diagramma 1 - Snervamento minimo secondo lo spessore del materiale

Le sezioni di acciaio FRITENAR® sono disponibili previo accordo. La tipologia HISTAR® è disponibile solo per le sezioni contrassegnate con HI.

La tavola allegata mostra le caratteristiche dei tipi HISTAR® e FRITENAR® disponibili. Informazioni più particolareggiate per questi acciai sono disponibili su richiesta.

  TAVOLA ACCIAI HISTAR® E FRITENAR®

Acciai per strutture marine

Gli acciai HISTAR® Offshore e FRITENAR® Offshore sono acciai strutturali sviluppati espressamente per strutture  marine. Rispetto agli acciai di marca HISTAR® e FRITENAR® quelli per applicazioni offshore offrono le seguenti caratteristiche addizionali:
• qualità migliori di deformazione, nel senso dello spessore, in rispetto della resistenza alla lacerazione lamellare, o sfogliatura (qualità Z)
• proprietà di resilienza in direzione trasversale
• massimo rapporto tra snervamento e resistenza alla trazione.
Le qualità disponibili, le loro caratteristiche meccaniche e la loro composizione chimica sono evidenziate nelle tavole allegate.

Informazioni tecniche più dettagliate per HISTAR® Offshore e FRITENAR® Offshore sono disponibili su richiesta.

  CARATTERISTICHE E COMPOSIZIONE ACCIAI PER STRUTTURE MARINE

Sistema di designazione degli acciai

La norma europea EN 10027-1: 2005 definisce il sistema di designazione degli acciai. I simboli per gli acciai strutturali sono illustrati nella tavola 1.

  TAV. 1 - DESIGNAZIONI TIPICHE DEGLI ACCIAI STRUTTURALI

Acciai strutturali

Gli acciai disponibili, secondo le norme europee, americane e giapponesi, sono illustrati nelle tavole allegate. Tali tavole riassuntive mostrano i requisiti principali richiesti dalla normativa circa le caratteristiche meccaniche e la composizione chimica delle qualità di acciaio. Altre qualità sono disponibili a richiesta.

  TAV. 2 - TAVOLA COMPARATIVA DELLE QUALITÁ DI ACCIAIO

La tavola 3, invece, mostra una lista di designazioni corrispondenti tra le norme europee ed i tipi HISTAR®, con gli standard americani, canadesi, giapponesi e i vecchi standard nazionali europei.

  TAV. 3 - ACCIAI STRUTTURALI, DA BONIFICA E TEMPRA, DA CEMENTAZIONE
  TAV. 4 - TIPI DI ACCIAIO IN CONFORMITÁ ALLE NORME AMERICANE E E GIAPPONESI

Gli acciai vengono normalmente forniti con un contenuto di Si compreso tra 0,14% e 0,25% e pertanto sono in grado di formare uno strato di zinco durante il processo di zincatura a caldo per immersione (diagramma 1). Dato che il contenuto di fosforo in questi acciai è  normalmente inferiore a 0,035%, esso non influirà minimamente sullo spessore finale del rivestimento.


Diagramma 1 - Spessore del rivestimento di zinco in funzione di diversi parametri

Le caratteristiche meccaniche dei Profili ArcelorMittal sono ottimizzate grazie a un controllo preciso della temperatura durante il processo di laminazione.

Gli acciai prodotti tramite laminazione termomeccanica (condizioni di fornitura M), se confrontati con gli acciai normalizzati, evidenziano migliorati valori di resilienza grazie a bassi valori di carbone equivalente ed a una microstruttura di grano fine.

Per quanto riguarda le loro caratteristiche tecniche, gli acciai laminati a caldo hanno buone caratteristiche di formatura a freddo. Similmente agli acciai strutturali normali, possono essere raddrizzati a fiamma sempre che le specifiche massime di temperatura non vengano superate.

Nel caso si vogliano ridurre le tensioni residue, si devono tenere presenti gli usuali range di temperatura e tempi di riscaldamento, secondo le raccomandazioni abituali. La formatura a caldo, insolita nella produzione di profilati, non deve essere applicata in osservanza della norma EN 10025:2004.

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