I-beam

Esistono due forme standard di I-beam:

• Trave a I laminata, formata dalaminazione a caldo,laminazione a freddooestrusione(a seconda del materiale).

• Trave a piastre, formato dasaldatura(o occasionalmentebullonaturaochiodatura) piastre.

Le travi a I sono comunemente fatte diacciaio strutturalema può anche essere formato daalluminioo altri materiali. Un tipo comune di I-beam è iltravetto in acciaio laminato(RSJ) - a volte il rendering non corretto cometravetto in acciaio rinforzato.BritannicoeNorme europeespecificare anche Universal Beams (UBs) e Universal Columns (UCs). Queste sezioni hanno flange parallele, al contrario dello spessore variabile delle flange RSJ che raramente vengono ora laminate nel Regno Unito. Le flange parallele sono più facili da collegare ed eliminano la necessità di rondelle affusolate. Le UC hanno larghezza e profondità uguali o quasi uguali e sono più adatte ad essere orientate verticalmente per trasportare carichi assiali come colonne in costruzioni a più piani, mentre le UB sono significativamente più profonde di quanto siano larghe sono più adatte a trasportare carichi di flessione come elementi di travi nei pavimenti.

I-travetti—Travi a I ingegnerizzate in legno conFibraOlegno laminato impiallacciato—stanno diventando sempre più popolari anche nell'edilizia, in particolare residenziale, in quanto sono sia più leggeri che meno inclini alla deformazione rispetto al legno massiccio.Travetti. Tuttavia, c'è stata una certa preoccupazione per la loro rapida perdita di forza in un incendio se non protetti.

Design per la piegatura 

Le maggiori sollecitazioni (${\displaystyle \sigma _{xx}}$) in una trave sotto flessione si trovano nelle posizioni più lontane dall'asse neutro.

Un raggio sotto flessione vede elevate sollecitazioni lungo le fibre assiali che sono più lontane dalasse neutro. Per evitare guasti, la maggior parte del materiale nella trave deve essere posizionata in queste regioni. Relativamente poco materiale è necessario nell'area vicino all'asse neutro. Questa osservazione è alla base della sezione trasversale del raggio a I; l'asse neutro corre lungo il centro del nastro che può essere relativamente sottile e la maggior parte del materiale può essere concentrato nelle flange.

La trave ideale è quella con la minore area di sezione trasversale (e quindi richiede il minor materiale) necessaria per ottenere un datomodulo di sezione. Poiché il modulo di sezione dipende dal valore delmomento di inerzia, una trave efficiente deve avere la maggior parte del suo materiale situato il più lontano possibile dall'asse neutro. Più una data quantità di materiale è lontana dall'asse neutro, maggiore è il modulo di sezione e quindi un momento flettente maggiore può essere resistito.

Quando si progetta un fascio a I simmetrico per resistere alle sollecitazioni dovute alla flessione, il solito punto di partenza è il modulo di sezione richiesto. Se lo stress consentito è${\displaystyle \sigma _{\mathrm {max} }}$e il momento flettente massimo previsto è${\displaystyle M_{\mathrm {max} }}$, quindi il modulo di sezione richiesto è dato da^[3]

• ${\displaystyle S={\cfrac {M_{\mathrm {max} }}{\sigma _{\mathrm {max} }}}={\cfrac {I}{c}}}$

dove${\displaystyle I}$è il momento di inerzia della sezione trasversale del fascio e${\displaystyle c}$è la distanza della parte superiore del fascio dall'asse neutro (vedereteoria del fascioper maggiori dettagli).

Per una trave di area di sezione trasversale${\displaystyle a}$e altezza${\displaystyle h}$, la sezione trasversale ideale avrebbe metà dell'area a distanza${\displaystyle h/2}$sopra la sezione trasversale e l'altra metà a distanza${\displaystyle h/2}$sotto la sezione trasversale.^[3]Per questa sezione trasversale

• ${\displaystyle I={\cfrac {ah^{2}}{4}}~;~~S=0.5ah}$

Tuttavia, queste condizioni ideali non possono mai essere raggiunte perché il materiale è necessario nel web per motivi fisici, incluso per resistere alla deformazione. Per le travi a flangia larga, il modulo di sezione è approssimativamente

• ${\displaystyle S\approx 0.35ah}$

che è superiore a quello ottenuto da travi rettangolari e travi circolari.

Problemi 

Sebbene i raggi I siano eccellenti per la piegatura unidirezionale in un piano parallelo al nastro, non funzionano altrettanto bene nella flessione bidirezionale. Queste travi mostrano anche poca resistenza alla torsione e subiscono una deformazione sezionale sotto carico torsionale. Per i problemi dominati dalla torsione,travi scatolarie altri tipi di sezioni rigide sono usati in preferenza al raggio a I.

Forme e materiali (STATI UNITI) 

Trave a I in acciaio rivettato arrugginito

Negli Stati Uniti, la trave a I più comunemente menzionata è la forma a flangia larga (W). Queste travi hanno flange le cui superfici interne sono parallele sulla maggior parte della loro area. Altre travi a I includono le forme American Standard (designate S), in cui le superfici interne della flangia non sono parallele, e le pile H (designate HP), che sono tipicamente utilizzate come fondazioni su pali. Le forme a flangia larga sono disponibili in grado ASTM A992,^[4]che ha generalmente sostituito i vecchi gradi ASTM A572 e A36. Gamme di snervamento:

• A36:36,000Psi(250Mpa)

• A572:42.000–60.000 psi (290–410 MPa), con 50.000 psi (340 MPa) il più comune

• A588:Simile a A572

• A992:50.000–65.000 psi (340–450 MPa)

Come la maggior parte dei prodotti in acciaio, le travi a I spesso contengono un contenuto riciclato.

Standard 

Le seguenti norme definiscono la forma e le tolleranze delle sezioni in acciaio con trave a I:

Norme europee 

• EN 10024, Sezioni di flangia conica conica laminata a caldo – Tolleranze su forma e dimensioni.

• NORMA EN 10034, Sezioni strutturali in acciaio I e H – Tolleranze su forma e dimensioni.

• EN 10162, Profilati in acciaio laminati a freddo – Condizioni tecniche di mandata – Tolleranze dimensionali e di sezione trasversale

Manuale AISC[redigere]

LeIstituto americano di costruzioni in acciaio(AISC) pubblica il Manuale di costruzione in acciaio per la progettazione di strutture di varie forme. Documenta gli approcci comuni,Design di resistenza consentito(ASD) eProgettazione del fattore di carico e resistenza(LRFD), (a partire dalla 13a ed.) per creare tali disegni.

Altro 

• DIN 1025-5

• ASTM A6, American Standard Beams

• BS 4-1

• IS 808 ·– Dimensioni trave, colonna, canale e sezioni angolari in acciaio laminate a caldo

• AS/NZS 3679,1– Standard per Australia e Nuova Zelanda^[5]

Designazione e terminologia 

Trave a I a flangia larga.

• NelStati Uniti, le travi a I in acciaio sono comunemente specificate utilizzando la profondità e il peso della trave. Ad esempio, un raggio "W10x22" ha una profondità di circa 10 pollici (254 mm) (altezza nominale della trave a I dalla faccia esterna di una flangia alla faccia esterna dell'altra flangia) e pesa 22 lb/ft (33 kg/m). Le travi a sezione di flangia larga spesso variano dalla loro profondità nominale. Nel caso della serie W14, possono avere una profondità di 22,84 pollici (580 mm).^[6]

• InCanada, le travi a I in acciaio sono ora comunemente specificate utilizzando la profondità e il peso della trave in termini metrici. Ad esempio, un raggio "W250x33" ha una profondità di circa 250 millimetri (9,8 pollici) (altezza della trave a I dalla faccia esterna di una flangia alla faccia esterna dell'altra flangia) e pesa circa 33 kg/m (22 lb/ft; 67 lb/yd).^[7]Le travi a I sono ancora disponibili nelle dimensioni statunitensi di molti produttori canadesi.

• InMessico, le travi a I in acciaio sono chiamate IR e comunemente specificate utilizzando la profondità e il peso della trave in termini metrici. Ad esempio, un raggio "IR250x33" ha una profondità di circa 250 mm (9,8 pollici) (altezza della trave a I dalla faccia esterna di una flangia alla faccia esterna dell'altra flangia) e pesa circa 33 kg/m (22 lb/ft).^[8]

• InIndiaI-beam sono designati come ISMB, ISJB, ISLB, ISWB. ISMB: Indian Standard Medium Weight Beam, ISJB: Indian Standard Junior Beams, ISLB: Indian Standard Light Weight Beams e ISWB: Indian Standard Wide Flange Beams. Le travi sono designate secondo il rispettivo riferimento abbreviato seguito dalla profondità della sezione, come ad esempioISMB 450 ·, dove 450 è la profondità di sezione in millimetri (mm). Le dimensioni di queste travi sono classificate secondo IS: 808 (come perBIS).^{[citazione necessaria]}

• NelRegno Unito, queste sezioni di acciaio sono comunemente specificate con un codice costituito dalla dimensione maggiore (di solito la profondità)-x-la dimensione minore-x-la massa per metro-termina con il tipo di sezione, tutte le misurazioni sono metriche. Pertanto, un 152x152x23UC sarebbe una sezione di colonna (UC = colonna universale) di circa 152 mm (6,0 pollici) di profondità 152 mm di larghezza e un peso di 23 kg / m (46 lb / yd) di lunghezza.^[9]

• InAustralia, queste sezioni di acciaio sono comunemente denominate Universal Beams (UB) o Columns (UC). La designazione per ciascuno è data come l'altezza approssimativa del raggio, il tipo (trave o colonna) e quindi la velocità del metro unitario (ad esempio, un 460UB67.1 è un raggio universale profondo circa 460 mm (18,1 pollici) che pesa 67,1 kg / m (135 lb / yd)).^[5]

Fasci cellulari 

Fasci cellularisono la versione moderna del tradizionale "trave castellata" che si traduce in un raggio circa il 40-60% più profondo della sua sezione madre. L'esatta profondità finita, il diametro della cella e la spaziatura delle celle sono flessibili. Un fascio cellulare è fino a 1,5 volte più forte della sua sezione madre e viene quindi utilizzato per creare efficienti costruzioni a campata larga.^[10]