Caratteristiche ed utilizzi di profilati di acciaio in edilizia

I profilati metallici per l’edilizia, un materiale centenario

I profilati metallici e le lamiere strutturali di acciaio nascono in seguito all'industrializzazione del cantiere, si standardizzano i prodotti siderurgici.

Costruzione di un edificio con struttura portante in acciaio - Getty Images

Tuttavia, il vero sviluppo della carpenteria metallica nella costruzione di edifici si verificò nei primi decenni del ’900 grazie alla diffusione dei grattacieli nelle maggiori città americane.

Telaio strutturale in profilati di acciaio - Getty Images

Da questo momento le soluzioni utilizzate, con putrelle di acciaio già molto simili a quelli attuali e unioni saldate o bullonate per mezzo di fazzoletti metallici, sono rimaste invariate praticamente fino ad oggi.

I profili in acciaio: caratteristiche e tipologie

I profilati strutturali sono semilavorati industriali a sezione definita e standardizzata, prodotti secondo precise norme europee che ne regolano geometria, tolleranze dimensionali e prestazioni meccaniche.

Tali caratteristiche assicurano una progettazione affidabile, una facile reperibilità sul mercato e un’alta operabilità tra progettazione strutturale, produzione in officina e montaggio in cantiere.

Laminazione a caldo dei profilati in acciaio - Celsa Group

La categoria più diffusa è quella dei profilati laminati a caldo, usati soprattutto nelle strutture portanti con carichi elevati e sollecitazioni complesse: Celsa Group ne propone una serie completa.

Le travi in acciaio ad H o doppia T

Per le applicazioni in edilizia, le travi in acciaio più diffuse hanno una sezione a forma di H o doppio T, di cui esistono due serie principali, le IPE e le HE.

Travi in acciaio tipo IPE, by Celsa Group

I primi hanno l’anima più alta delle ali, piuttosto strette.

La loro geometria, ottimizzata per sforzi flessionali, si inserisce in un rettangolo e ricorda una I maiuscola.

Si tratta insomma delle classiche putrelle.

Un tipico profilo IPE, by Celsa Group

Le travi HE hanno invece le ali con larghezza maggiore, normalmente corrispondente all’altezza dell’anima.

I profili HE risultano infatti molto indicati per gli sforzi di compressione e pressoflessione, rendendoli molto versatili.

Le loro applicazioni tipiche riguardano infatti la costruzione dei solai, la cerchiatura delle aperture praticate in muri portanti, e soprattutto la costruzione di interi telai strutturali.

Profilati di acciaio tipo IPE ed HE - Getty Images

La perfetta compatibilità dimensionale dei profili HE consente di realizzare nodi e giunzioni molto precise e performanti.

I telai strutturali completi in profili di acciaio sono tipici soprattutto dei grattacieli, delle palazzine per uffici o edifici specialistici come capannoni o centri commerciali.

Nell’edilizia residenziale sono più comuni strutture più piccole, normalmente destinate alla costruzione di ascensori esterni o scale antincendio.

I profilati metallici asimmetrici, tubolari e scatolari

Molto comuni sono anche i profili a forma di C, con una sezione asimmetrica aperta con due strette ali parallele.

Travi reticolari assemblate anche con profili a C ed L - Pixabay

La loro geometria rende questi elementi ottime travi di bordo per soppalchi, solai e piccole cerchiature.

Quelli più grandi risultano invece molto efficaci nel miglioramento sismico degli edifici storici, in particolare per la costruzione di cordoli sommitali in legno e acciaio.

I profili angolari, a forma di L, si differenziano da quelli sopra descritti per la presenza di un’ala singola, che forma un angolo retto con l’anima.

Controventi e parapetti con profili a L - Pixabay

Lavorano efficacemente sia a trazione che a compressione, e sono dunque validamente impiegati nella carpenteria metallica leggera.



Tali elementi, con un ottimo rapporto tra peso e rigidezza, sono adatti soprattutto a sforzi di torsione e compressione: la loro applicazione ideale riguarda dunque l’esecuzione dei pilastri a vista.

Lamiere metalliche per applicazioni strutturali

Un’altra categoria di elementi strutturali in acciaio sono le lamiere, costituite da lastre metalliche piane con uno spessore, caratteristiche fisiche e meccaniche standardizzate e certificate.

Maglia strutturale con tamponamento di lamiera grecata - Pixabay

A seconda del loro profilo, si prestano ad applicazioni assai variegate, in cui l’elemento bidimensionale risulta ovviamente predominante.

Le lamiere metalliche possono essere laminate a caldo oppure a freddo.

Solaio in acciaio con impalcato di lamiera grecata - Isolpack

Nel primo caso, la lavorazione si presenta molto simile a quella già descritta per i profilati.

Le seconde presentano invece spessori più contenuti, una maggior precisione dimensionale e una migliore qualità superficiale.

Trovano applicazione soprattutto nell’esecuzione di manti di copertura, tamponamenti leggeri o pannelli sandwich per gli involucri edilizi.

Lamiere grecate, ondulate e bugnate

Le lamiere strutturali per eccellenza sono però quelle grecate, largamente diffuse per l’esecuzione dei solai.

Lamiera grecata ad aderenza migliorata per solai di Isolpack

Le lamiere grecate AM ad aderenza migliorata di ISOLPACK sono dotate di specifiche imbutiture sulla parte verticale delle greche, che migliora l’aderenza reciproca tra il metallo e il calcestruzzo.

Lamiera bugnata di Siderurgica Pavese

Le lamiere ondulate sono invece più adatte all’esecuzione di tamponamenti e manti di copertura.

Un’altra tipologia rilevante sono le lamiere bugnate e/o striate: il catalogo dell’azienda Siderurgica Pavese ne propone più modelli.

Lamiere piatte, profilati lineari e sistemi di giunzione

Le lamiere piane di maggiore spessore, o le grandi piattine vengono infine ampiamente utilizzate per l’esecuzione dei fazzoletti e/o giunti a bicchiere che collegano gli elementi dei telai strutturali.

Si tratta in particolare dei nodi fra travi e pilastri, i giunti tra i gli elementi di una trave reticolare, o l'innesto dei pilastri sui tirafondi annegati nei plinti o platee di fondazione di calcestruzzo armato.

Nodo strutturale con tipo HE e al L. Foto Pixabay

Sono quindi elementi fondamentali per la corretta realizzazione dei vincoli (normalmente del tipo a cerniera o incastro) e la trasmissione dei carichi verticali alle fondazioni.



Un terzo tipo di giunzione, quelle chiodate o rivettate, sono invece cadute completamente in disuso, anche se risultano tuttora visibili sulla Tour Eiffel, in edifici industriali di fine '800 o della prima metà del XX secolo, e su alcuni grandi ponti o viadotti ferroviari.

Si ottenevano ribattendo a caldo una delle due estremità di grossi chiodi o rivetti a testa semicircolare inseriti preventivamente nei fori già predisposti degli elementi da unire.