Pregi e difetti delle travi in ferro

Diverse tipologie di profilati in base al tipo di solaio

Le travi in ferro sono ormai di uso comune nella costruzione di solai e coperture. Da quando, durante la Rivoluzione Industriale, l'acciaio iniziava a essere usato in sostituzione del legno come maglia strutturale per i tetti e i solai, la sua diffusione non si è più arrestata. Nell'edilizia moderna esistono tre tipi di solai: quelli in laterizio con i profilati, cioè le travi, in ferro o acciaio - quelli in cemento con profilati in legno - e quelli in cemento armato e laterizio, i cui profilati sono realizzati in cemento e sono dotati di una particolare armatura. Gli ultimi due tipi di solai, quelli con profilati in legno e in cemento armato sono ormai in disuso, a vantaggio di quelli realizzati con profilati in acciaio, materiale con elevate prestazioni statiche, cioè resistenza alla trazione e alla compressione, che si rivela al contempo duttile e flessibile - adatto anche in presenza di terremoti di moderata entità - poiché aiuta l'impalcatura dell'edificio a sopportare i movimenti di slittamento del terreno e a non crollare.

Caratteristiche delle travi in ferro

Le travi in ferro sono soggette a corrosione, motivo per il quale questo materiale viene spesso trattato con un rivestimento superficiale in zinco che lo preserva dai fenomeni ossidativi. Il ferro è anche scarsamente resistente al fuoco, problema risolvibile con l'applicazione di vernici intumescenti, che, in caso di necessità, fanno da barriera tra il ferro e il fuoco. Le travi in acciaio sono costituite da una lega di due metalli: il carbonio e il ferro, e la percentuale di carbonio presente nella lega ne stabilisce anche il grado di durezza. Le travi in acciaio durissimo hanno una percentuale di carbonio maggiore dell'85%, mentre quelle con una percentuale di carbonio compresa tra lo 0,04% e lo 0,4% si definiscono in acciaio extra-dolce. Le travi in acciaio duro, infine, sono quelle con percentuale di carbonio tra 0,4% e 0,85%. La quantità di carbonio nella lega determina la maggiore o minore resistenza del materiale alle sollecitazioni meccaniche, ma non interviene sui fenomeni corrosivi legati all'ossidazione.

Sezione e costo

Tra i pregi e i difetti delle travi in ferro annoveriamo anche quelli legati alla forma della trave stessa, in particolare della sua sezione. Le travi cosiddette "IPE" hanno una sezione a forma di "I" maiuscola e sono molto resistenti alle sollecitazioni da flessione, mentre quelle con sezione a "T", "Z", "L" e "C" sono sconsigliate per sorreggere pesi notevoli e si adattano al sostegno di pareti di vetro, legno o altri materiali leggeri. Le travi con sezione a "I", ma con ali inferiori inclinate di 15 gradi rispetto alle travi IPE, sono adatte a reggere sollecitazioni orizzontali e hanno peso e costi maggiori. Per scongiurare il rischio di collasso di un edificio, le travi HE , con sezione ad "H", sono utilizzate per la costruzione delle fondamenta. Lo spessore delle travi IPE va da 80 a 600 mm circa, mentre quello del modello HE va dai 100 mm ai 1000 mm circa. Delle travi in acciaio di buona qualità sono corredate sempre da una scheda tecnica che ne illustra i collaudi effettuati e i relativi risultati, le specifiche tecniche e le dimensioni strutturali. Il costo travi in ferro normalmente si aggira intorno ai 180€ al quintale.

Domande frequenti

Quali sono i principali vantaggi strutturali delle travi in ferro rispetto ad altri materiali?

Le travi in ferro o acciaio offrono eccellenti prestazioni statiche, garantendo alta resistenza sia alla trazione che alla compressione. Un pregio fondamentale è la loro duttilità e flessibilità, proprietà che permettono all’impalcato dell’edificio di assorbire i movimenti del terreno senza crollare, rendendole ideali anche in zone sismiche. A differenza del legno e del cemento armato, oggi considerati meno performanti per certe applicazioni, l’acciaio assicura una struttura leggera ma estremamente robusta, adatta per coperture e solai moderni.
Come si proteggono le travi in ferro dalla ruggine e dal fuoco?

Il ferro è soggetto a corrosione, quindi viene spesso trattato con rivestimenti superficiali in zinco per prevenire l'ossidazione. Per quanto riguarda la resistenza al fuoco, che è scarsa di base, si applicano vernici intumescenti. Queste vernici agiscono come barriera termica: in caso di incendio, si espandono creando uno strato isolante che protegge la struttura metallica dal calore diretto, ritardando il cedimento. Entrambi gli interventi sono essenziali per garantire la durata e la sicurezza nel tempo della struttura.
Quale sezione di trave scegliere per sostenere carichi pesanti?

Per sorreggere pesi notevoli e sollecitazioni da flessione, la scelta migliore ricade sulle travi con sezione a 'I', note come IPE. Sono progettate specificamente per massimizzare la resistenza strutturale. Al contrario, sezioni a 'T', 'Z', 'L' o 'C' sono sconsigliate per carichi elevati e vanno usate solo per sostenere elementi leggeri come pareti divisorie o vetrate. Se invece servono travi per fondazioni o per resistere a forti sollecitazioni orizzontali, si opta per le sezioni ad 'H' (HE) o per le IPE con ali inclinate, pur avendo un costo superiore.
In che modo la percentuale di carbonio influenza la durezza dell'acciaio?

La composizione chimica dell'acciaio, in particolare la quantità di carbonio, ne determina il grado di durezza e la resistenza meccanica. L'acciaio extra-dolce contiene tra lo 0,04% e lo 0,4% di carbonio; quello duro ha una percentuale tra lo 0,4% e l'85%; infine, l'acciaio durissimo supera l'85% di carbonio. Maggiore è il contenuto di carbonio, maggiore sarà la resistenza alle sollecitazioni meccaniche. Tuttavia, è importante notare che la percentuale di carbonio non influisce sulla resistenza ai fenomeni corrosivi legati all'ossidazione del materiale.
Quanto costano mediamente le travi in ferro e quali documenti devono avere?

Il costo medio delle travi in ferro si attesta intorno ai 180 euro al quintale, anche se può variare in base alla sezione (ad esempio le HE sono più costose delle IPE standard). Prima dell'acquisto, è fondamentale richiedere la scheda tecnica del prodotto. Questa documentazione deve contenere i risultati dei collaudi effettuati, le specifiche tecniche dettagliate e le dimensioni strutturali precise. Disporre di questi dati è essenziale per verificare la conformità del materiale agli standard di sicurezza e per pianificare correttamente l'installazione in cantiere.