Trave
Da TecnoLogica.
Termine soggetto ad ambiguità in quanto può significare:
- un sinonimo di asta nell'ambito della disciplina della scienza delle costruzioni, che sviluppa una branca della conoscenza detta teoria della trave;
- in tecnologia dell'Architettura e in tecnica delle costruzioni, un particolare tipo di asta di asse rettilineo e direzione orizzontale, suborizzontale o inclinata, principalmente sollecitata a flessione.
In questa trattazione, si farà riferimento sempre al secondo significato[1].
Definizioni
Struttura portante elementare orizzontale o inclinata, rettilinea o a piccola curvatura, avente sezione trasversale piena […], cava […], profilata […][2].
Descrizione
La trave è un elemento tecnico della struttura portante di una costruzione, avente caratteristiche ben definite, quali quelle di:
- essere un'asta, quindi avere una dimensione preponderante sulle altre due;
- avere un asse rettilineo o con una leggerissima curvatura;
- avere una direzione orizzontale, sub orizzontale o inclinata;
- essere sollecitata principalmente a flessione e/o a torsione.
Le travi possono essere elementi tecnici sia delle strutture di fondazione che di quelle di elevazione.
Prima di tutto, occorre chiarire la differenza tra trave e travatura: le travi sono quegli elementi caratterizzati dal poter essere vincolati esclusivamente nei punti iniziale e finale; naturalmente uno dei due punti può anche essere libero (ne consegue che l'altro deve necessariamente avere un vincolo di incastro per evitarne la labilità). Le travature sono invece insiemi di travi allineate in un piano verticale tra loro connesse attraverso vincoli (anche di incastro), a volte chiamati anche con il termine improprio - ma molto utilizzato - di trave continua.
Nomenclatura
La nomenclatura delle travi comprende diversi termini, di seguito elencati.
In quanto asta, una trave è composta da un insieme di sezioni piane che si susseguono con soluzione di continuità, tanto da creare un corpo solido; la linea che unisce idealmente i baricentri geometrici di ogni sezione viene detta asse della trave. I punti iniziale e finale dell'asse sono detti estremi, e possono essere liberi o vincolati a seconda della possibilità che hanno di muoversi liberamente nello spazio oppure no, perché collegati ad altre aste o direttamente al suolo.
È fondamentale che l'asse della trave sia rettilineo o a leggera curvatura verticale; qualsiasi curvatura può invece essere ammessa nel piano orizzontale. In generale, le travi sono sempre rettilinee, per cui tale proprietà viene quasi sempre omessa; quando le travi hanno una curvatura nel piano orizzontale, tale caratteristica viene specificata chiamendo queste aste con il nome di travi curve[3].
L'estensione dell'asse è detto lunghezza della trave ed è di solito indicata con la lettera L.
Il punto a metà dell'asse, quindi distante L/2 dagli estremi, si dice mezzeria della trave; per estensione, tutta l'area intorno a questo punto può essere indicata allo stesso modo.
La linea che unisce idealmente gli estremi della trave si dice corda: naturalmente corda ed asse coincidono in caso di travi rettilinee, mentre sono distinti altrimenti[3].
Si dice freccia la massima distanza che passa tra corda ed asse, misurata su un piano verticale, e di solito si indica con F. Le travi rettilinee sono caratterizzate da freccia nulla.
Molto spesso il termine freccia viene utilizzato anche per indicare il rapporto F/L, ed in questo caso la lettera utilizzata è f. Questa sorta di freccia relativa, cioè misurata assumendo la lunghezza della trave come termine di riferimento, è espressa attraverso una frazione, dove il numeratore è sempre pari a 1 ed il denominatore varia di conseguenza[3].
Ad esempio, una freccia di 1/300 vuol sighificare che F = 1/300 L; se L = 5.00 m, allora F = 1.7 cm.
Il valore f permette di stabilire un limite al di sotto del quale l'asta può definirsi trave: se f≤ 1/20, l'asta è a leggera curvatura; al contrario, se f> 1/20, il comportamento meccanico dell'asta si avvicina di più a quello dell'arco[3].
La monta della trave è la distanza, calcolata su una direzione verticale, tra i punti dell'asse posti rispettivamente più in basso e più in alto[3]. Solo le travi rettilinee orizzontali non hanno monta; in tutti gli altri casi, questo valore non è nullo.
La luce della trave è la misura del segmento che si ottiene proiettando la corda su un piano orizzontale.
Infine, estradosso e intradosso della trave sono i termini che individuano le superfici dell'asta poste superiormente ed inferiormente rispetto all'asse.
Classificazione
Le travi sono classificate in vario modo, ed in particolare:
- in funzione del materiale impiegato;
- per la funzione che assolvono nella struttura;
- per il tipo di sezione;
- per il tipo di vincolo;
- per la direzione e la forma dell'asse;
- per le modalità di produzione in cantiere.
A volte il termine trave viene esteso ad un insieme di elementi semplici tra loro connessi a formare un componente che, nella struttura finale, assume le medesime funzioni di una trave; in tal caso si parla di:
- travi reticolari, quando tutti gli elementi sono sollecitati solo a sforzo normale;
- travi pseudoreticolari, quando alcuni elementi sono anche soggetti a momento flettente, e gli altri al solo sforzo normale.
Materiale
Le travi possono essere realizzate in svariati materiali, anche eterogenei; tra questi, i più utilizzati in ambito edilizio costituiscono il principale modo con cui vengono classificati questi particolari componenti. Allora si hanno:
Sezione
Le travi hanno comportamenti meccanici diversi in funzione della forma che assume la sezione, e se questa resta costante lungo tutto lo sviluppo dell'asse. Per questo possono distinguersi:
- le travi a sezione costante;
- le travi a sezione variabile.
Le travi a sezione variabile sono realizzate in modo da aumentarne la resistenza e la rigidezza nei punti in cui la sollecitazione aumenta, ottimizzando la quantità di materiale da impiegarsi. Come conseguenza, a parità di resistenza, le travi a sezione variabile sono anche più leggere di quelle costanti; però, per le difficoltà tecniche di realizzazione, le travi a sezione variabile vengono realizzate soltanto quando la struttura è molto impegnativa (grandi strutture, ponti).
In funzione del tipo di sezione utilizzata, si avranno:
| Travi piene | Travi cave | Travi profilate |
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Funzione
A volte, le travi si distinguono per la funzione che hanno all'interno della struttura:
- travi principali: sono quelle sulle quali poggia direttamente il solaio, e trasferiscono le sollecitazioni alle strutture verticali;
- travi secondarie: sono quelle che fungono da connessione tra le strutture verticali, sulle quali non poggia il solaio;
- travetti: sono le nervature portanti di un solaio, che a loro volta poggiano sulle travi principali o direttamente sulle strutture verticali.
Vincoli
Il tipo di vincoli impiegati è importante nella progettazione e nella verifica di una trave perché ne modifica - a parità di carico - le caratteristiche di sollecitazione. I modi di vincolare una trave sono numerosissimi, ma è comunque possibile individuare le principali tipologie; si hanno quindi:
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Asse
In funzione della direzione e della forma dell'asse, si possono avere:
- travi orizzontali e suborizzontali;
- travi inclinate;
- travi rettilinee;
- travi curve;
- travi a ginocchio.
Produzione in cantiere
Può essere importante definire il ciclo produttivo delle travi, distinguendole in:
- prefabbricate;
- parzialmente prefabbricate;
- realizzate in opera;
- realizzate in officina e montate in opera.
Voci correlate
Note
- ↑ Quando non diversamente specificato
- ↑ Voce trave del Vocabolario on line Treccani.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Contributo originale dell'autore.
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