Dati tecnici · Prove e calcolo
Resistenza dei giunti StarModul: dati per il calcolo strutturale
Questa pagina raccoglie i dati che inviamo con i preventivi per il calcolo strutturale di una struttura in acciaio bullonata con il sistema StarModul: materiali, carichi di riferimento, la resistenza dei giunti bullonati della serie 1010 (trazione, compressione, taglio e momenti), la viteria di rinforzo, le luci indicative, i controventi e le prove a rottura.
1 · Aspetti generali e materiali
Calcolo strutturale di una struttura in acciaio StarModul
La struttura viene calcolata come un unico modello tridimensionale. Le strutture secondarie dei controtelai di porte e finestre non sono incluse nel modello generale (a favore di sicurezza), salvo che servano a collocare controventi come le croci di Sant’Andrea. L’edificio viene progettato secondo il Codice Tecnico spagnolo (CTE) e le norme strutturali e del calcestruzzo vigenti.
Materiali considerati nel calcolo
| Elemento | Materiale | fy (N/mm²) | fu (N/mm²) | Norma |
|---|---|---|---|---|
| Profili tubolari 100×2 e 100×3 | S250GD+Z | 250 | 330 | UNE-EN 10346 |
| Profili omega formati a freddo | S350GD+Z | 350 | 420 | UNE-EN 10346 |
| Laminati, controventi e piastre | S275JR | 275 | 430 | UNE-EN 10025-2 |
| Bulloni ordinari | Classe 8.8 | 640 | 800 | UNE-EN ISO 898-1 |
Coefficienti parziali: 1,00; 1,00; 1,25. Dati del documento «Dati di base per il calcolo strutturale con il sistema StarModul». Nei progetti recenti il tubo viene modellato anche come S280 o S355 secondo il certificato del lotto.
Certificati del tubo strutturale 100×100 mm
| Tubo | Acciaio e rivestimento | Norma | Certificato | Re (MPa) | Rm (MPa) |
|---|---|---|---|---|---|
| 100×100×2 mm, 12 m | S350GD + ZM310 (zinco-magnesio) | EN 10219-1/-2 | 3.1 EN 10204 (2026) | 487–549 | 511–615 |
| 100×100×3 mm, 12 m | S350GD + ZM310 (zinco-magnesio) | EN 10219-1/-2 | 3.1 EN 10204 (2026) | 467–549 | 516–615 |
| 100×100×4 mm, 12 m | Zincato Z275 | EN 10305-5 | 2.2 EN 10204 (2026) | 279–318 | 371–399 |
Valori minimi e massimi delle colate certificate. Secondo il certificato, l’S350GD+ZM310 soddisfa la qualità S355JR della EN 10219.
Giunti
Lamiera d’acciaio da 3 mm (DD11, EN 10111; certificato 3.1: Re 246 MPa, Rm 356 MPa) con zincatura elettrolitica e passivazione trivalente, senza cromo VI. Marcatura CE secondo la norma armonizzata EN 1090-1 (sistema 2+, EXC2), certificato di controllo della produzione in fabbrica 0370-CPR-2637. Reazione al fuoco A1.
2 · Carichi di riferimento
Carichi permanenti considerati
Pesi propri: calcestruzzo armato 25,00 kN/m³; acciaio 78,50 kN/m³. I carichi permanenti di riferimento del sistema sono:
| Carico | Valore | Dettaglio (kN/m²) |
|---|---|---|
| G1 · Solaio di piano | 2,50 kN/m² | pannello 100 mm 0,125 · lastra in cemento 10 mm 0,120 · pavimento 0,305 · massetto con riscaldamento a pavimento 0,950 · tramezzi 1,000 · omega (nel programma) |
| G2 · Terrazza | 2,50 kN/m² | pannello 100 mm 0,125 · lastra in cemento 0,120 · pavimento 0,305 · calcestruzzo delle pendenze 1,950 |
| G3 · Copertura leggera | 0,40 kN/m² | pannello 100 mm 0,125 · pannello 35 mm 0,100 · struttura secondaria di pendenza 0,125 · controsoffitto 0,050 |
| G4 · Facciata | 0,35 kN/m² | pannello 100 mm 0,125 · finitura esterna 0,225 |
I sovraccarichi d’uso, neve, vento e sisma dipendono dal sito e li stabilisce l’ingegnere per ogni progetto.
3 · Giunti serie 1010 (tubo 100×100)
Resistenza dei giunti bullonati: tabella dei carichi
Valori resistenti riassunti di ogni tipologia di giunto, ottenuti nelle prove a rottura del laboratorio LERMA (UPC) con tubo da 2 mm. Forze in kN; momenti flettenti in kN·m.
| Giunto | Tipo di nodo | Trazione (kN) | Compressione (kN) | Taglio (kN) | My (kN·m) | Mz (kN·m) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1010-01 | Nodo d’angolo, 3 bracci a 90° | 17,90 | 34,63 | 24,75 | 2,30 | 2,15 |
| 1010-02 | Nodo a L, 2 bracci a 90° | 25,00 | – | – | 3,00 | 1,70 |
| 1010-03 | 2 bracci a 90° + 1 incernierato | 19,46 | – | – | – | – |
| 1010-05 | Nodo a T | 20,26 | – | 28,97 | 1,45 | 4,20 |
| 1010-06 | Nodo a 4 bracci a 90° | 21,10 | – | 23,11 | 1,07 | 2,98 |
| 1010-07 | 3 bracci a 90° + 1 incernierato | 21,99 | – | – | – | – |
| 1010-11 | Nodo a croce, 4 bracci | – | – | 22,18 | 2,88 | 3,73 |
| 1010-13 | Ancoraggio del pilastro a una superficie (piede di pilastro) | 20,00 | – | – | 4,00 | 1,20 |
| 1010-14 | Ancoraggio incernierato a una superficie | 25,00 | – | – | – | – |
| 1010-15 | Fissaggio del tubo a una superficie parallela | – | – | – | 2,00 | 2,80 |
| 1010-16 | Incrocio incernierato di due tubi | 30,00 | – | – | – | – |
| 1010-17 | Giunto incernierato a T (controventi) | 35,00 | – | – | – | – |
| 1010-19 | Nodo a 120° (colmo) | 45,00 | – | – | 2,50 | 4,40 |
| 1010-21 | Giunzione di 2 tubi a 180° | 65,00 | – | – | 3,20 | – |
«–»: non provato. Valori indicativi di laboratorio; non sono resistenze di progetto. In molte prove la rottura è avvenuta nel tubo (imbozzamento o lacerazione), non nel giunto. Con tubo da 3 o 4 mm la capacità dell’insieme aumenta, ma ogni caso si verifica nel calcolo.
Carico di rottura di ogni provino (prove 2017–2018)
| Giunto | Prova | Provino 1 | Provino 2 | Modo di rottura |
|---|---|---|---|---|
| 1010-01 | Trazione | 19,42 kN | 17,90 kN | deformazione del giunto |
| 1010-01 | Compressione | 34,63 kN | 35,30 kN | imbozzamento del tubo |
| 1010-01 | Flessione My | 2,43 kN·m | 2,29 kN·m | deformazione del giunto |
| 1010-01 | Flessione Mz | 2,60 kN·m | 2,14 kN·m | deformazione del giunto |
| 1010-01 | Taglio Ty / Tz | 32,29 / 24,75 kN | 27,14 / 26,56 kN | imbozzamento del tubo |
| 1010-02 | Trazione | 28,61 kN | 30,98 kN | deformazione del tubo |
| 1010-02 | Flessione My | 2,03 kN·m | 2,27 kN·m | bullone e deformazione |
| 1010-02 | Flessione Mz+ / Mz− | 3,95 / 3,42 kN·m | 3,95 / 3,77 kN·m | deformazione del nodo |
| 1010-03 | Trazione (braccio incernierato) | 19,46 kN | 20,73 kN | deformazione del giunto |
| 1010-05 | Trazione | 20,26 kN | 22,81 kN | deformazione del giunto |
| 1010-05 | Flessione My (2017 / 2018) | 1,45 / 3,06 kN·m | 1,61 / 2,89 kN·m | deformazione del giunto |
| 1010-05 | Flessione Mz | 4,24 kN·m | 4,20 kN·m | deformazione del giunto |
| 1010-05 | Taglio Ty / Tz | 30,31 / 34,10 kN | 28,97 / 34,06 kN | imbozzamento del tubo |
| 1010-06 | Trazione | 23,55 kN | 21,10 kN | deformazione del giunto |
| 1010-06 | Flessione My (2017 / 2018) | 1,19 / 0,86 kN·m | 1,07 / 1,13 kN·m | deformazione |
| 1010-06 | Flessione Mz | 2,99 kN·m | 3,59 kN·m | deformazione |
| 1010-06 | Taglio Ty / Tz | 23,11 / 25,55 kN | 24,35 / 34,04 kN | imbozzamento del tubo |
| 1010-07 | Trazione (braccio incernierato) | 24,22 kN | 21,99 kN | deformazione del giunto |
| 1010-11 | Flessione My / Mz | 2,89 / 3,73 kN·m | 2,98 / 4,29 kN·m | deformazione |
| 1010-11 | Taglio Ty | 23,12 kN | 22,18 kN | imbozzamento del tubo |
| 1010-13 | Trazione | 57,12 kN | 52,32 kN | deformazione della piastra |
| 1010-13 | Flessione My / Mz | 4,92 / 1,41 kN·m | 4,67 / 2,36 kN·m | deformazione della piastra |
| 1010-14 | Trazione | 31,36 kN | 29,78 kN | lacerazione del tubo |
| 1010-15 | Flessione My / Mz | 2,14 / 3,30 kN·m | 2,56 / 3,24 kN·m | deformazione |
| 1010-16 | Trazione | 30,49 kN | 34,41 kN | lacerazione del tubo |
| 1010-17 | Trazione | 49,33 kN | 40,42 kN | lacerazione del tubo |
| 1010-19 | Trazione | 49,99 kN | 53,14 kN | deformazione del tubo |
| 1010-19 | Flessione My / Mz | 4,07 / 4,89 kN·m | 2,93 / 4,68 kN·m | deformazione |
| 1010-21 | Trazione | 72,75 kN | 71,88 kN | tranciatura della viteria |
| 1010-21 | Flessione My | 3,59 kN·m | 3,65 kN·m | deformazione del tubo |
4 · Viteria e controventi
Viti autoperforanti, piatti e tenditori
Vite autoperforante di rinforzo 6,3×25
I giunti sono rinforzati con viti autoperforanti 6,3×25, che impediscono la separazione degli elementi sotto trazione. Ogni vite fornisce 3,40 kN a taglio con un coefficiente di sicurezza aggiuntivo di 3. Ogni giunto ha almeno 2 fissaggi su due facce, e la maggior parte ne ha 6 o più.
| Diametro (mm) | Trazione (kN) | Taglio (kN) |
|---|---|---|
| 4,8 | 9,34 | 6,58 |
| 5,5 | 12,50 | 8,95 |
| 6,3 | 14,45 | 9,40 |
Resistenza meccanica della vite (durezza del nucleo 390 HV; superficiale 560 HV).
| Vite 6,3: spessore della lamiera (mm) | Resistenza all’estrazione (kN) | Tempo di foratura (s) |
|---|---|---|
| 4 | 9,85 | 2,8 |
| 5 | 12,30 | 3,4 |
| 6 | 14,50 | 3,7 |
Controventi con piatto
I controventi sono considerati tiranti che lavorano solo a trazione: croci di Sant’Andrea in piatto 40×4 o elementi rigidi in tubo, collocati in facciata dove le aperture lo consentono.
- Piatto 40×4 in acciaio S275JR: NRd = 30,0 kN a trazione.
- Doppio piatto 2 × 40×4: NRd = 62,0 kN.
- Il pezzo che unisce i tenditori è il 1010-17, con 35,00 kN a trazione nelle prove, più di quanto regge il piatto.
- Fissaggio del pezzo di controvento alla struttura con bulloni M12 classe 8.8.
Tenditori dei controventi
| Tenditore | M6 | M8 | M10 | M12 | M16 | M20 | M24 | M30 | M36 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Resistenza a trazione garantita (kN) | 2,35 | 3,20 | 5,35 | 6,65 | 16,65 | 25,35 | 36,65 | 53,35 | 71,65 |
5 · Luci indicative
Luci massime indicative con tubo e omega
Luci di riferimento del sistema StarModul con tubo 100×100 e profilo omega da 200 mm. Sono indicative: ogni progetto viene calcolato.
| Elemento | Luce max. (m) | Interasse (m) |
|---|---|---|
| Copertura, tubo allo stesso livello | 4,50 | 1,90 |
| Copertura, tubo allo stesso livello | 5,27 | 1,39 |
| Copertura, tubo su 2 livelli | 3,00 | 3,00 |
| Copertura, tubo su 2 livelli | 3,70 | 2,15 |
| Copertura, tubo su 2 livelli | 5,30 | 1,50 |
| Copertura, omega 200 | 5,36 | 1,65 |
| Solaio interno, doppio tubo | 5,27 | 1,00 |
| Solaio, omega 200 | 6,50 | 0,50 |
Per i capannoni il sistema di tubo e giunti arriva a circa 12 m di luce; per luci maggiori, fino a circa 20 m, realizziamo capannoni in profili IPE bullonati.
6 · Calcolo agli elementi finiti (2026)
Controventi e giunzione: verifica con IDEA StatiCa (Eurocodice 3)
Nel 2026 due giunti del sistema con tubo SHS 100×100×3 mm sono stati verificati con IDEA StatiCa Connection (metodo agli elementi finiti per componenti, EN 1993-1-8, 1-3, 1-1 e 1-5).
Giunto incernierato dei controventi
Due profili SHS 100×100×3 (S250) a 45° o a 90°, con elementi di fissaggio classe 8.8. Resistenza massima per ogni sollecitazione considerata singolarmente (non combinate, senza momenti):
| Configurazione | Bulloni M10 8.8: assiale (kN) | V orizzontale (kN) | V verticale (kN) | Viti autoperforanti 5,5: assiale (kN) | V orizzontale (kN) | V verticale (kN) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 45°, 3 bulloni per fila | 38,0 | 11,0 | 15,0 | 30,0 | 9,2 | 12,0 |
| 45°, 2 bulloni | 33,0 | 10,5 | 12,5 | 20,0 | 8,5 | 9,2 |
| 45°, 1 bullone | 18,0 | 10,5 | 9,2 | 10,0 | 10,0 | 9,2 |
| 90°, 3 bulloni | 77,0 | 9,2 | 11,7 | 52,0 | 8,5 | 11,4 |
| 90°, 2 bulloni | 68,0 | 9,0 | 11,7 | 35,0 | 8,2 | 11,0 |
| 90°, 1 bullone | 33,0 | 8,5 | 10,0 | 11,0 | – | 7,9 |
Le relazioni studiano 4, 8 e 12 bulloni in totale per giunto (1, 2 o 3 per fila). Valori validi solo per la geometria, i materiali e la disposizione studiati.
Giunzione dei tubi
Giunzione di due SHS 100×100×3 (S280) con un manicotto esterno in tubo 110×110×4 (S235) e 12 bulloni passanti M12 classe 8.8 (6 per lato). Giunto incernierato (trasmette sforzi assiali e di taglio, non momenti).
- Verifica con i carichi di un progetto reale (capannone): carico di progetto di ±75 kN a trazione e compressione, con un utilizzo dei bulloni del 21,6 %.
- Analisi della resistenza ultima: fattore di carico del 300 %, cioè circa 225 kN di sforzo assiale a trazione o compressione.
7 · Prove a rottura
Carico di rottura dei giunti: prove nel laboratorio LERMA (UPC)
I giunti della serie 1010 sono stati provati a rottura nel Laboratori d’Elasticitat i Resistència de Materials (LERMA) della Universitat Politècnica de Catalunya in due campagne: maggio 2017 (rapporti 46009) e ottobre 2018 (rapporti 47008). Ogni prova è stata eseguita su due provini in tubo 100×100×2 mm, caricati fino a rottura con cella di carico da 100 kN.
Ogni prova ha la sua curva carico-spostamento (trazione e compressione) o momento-rotazione (flessione negli assi y e z). Ecco le curve di ogni giunto (clicca per ingrandire).
8 · Esempi e documenti
Esempi di calcolo strutturale e documenti
Con ogni preventivo inviamo il documento «Dati di base per il calcolo strutturale con il sistema StarModul». Per i progetti che richiedono il calcolo (case, capannoni, edifici), il nostro ingegnere redige la relazione di calcolo e le tavole strutturali, quotate a parte.
Dati di base per il calcolo strutturale
Il documento che alleghiamo a ogni preventivo: materiali, carichi di riferimento e valori di prova dei giunti della serie 1010.
- Scarica «Dati di base per il calcolo strutturale» (in spagnolo) (PDF · 9 pagine · 0,8 MB)
Casa unifamiliare a piano terra (Alicante, 2024)
Struttura StarModul in tubo SHS 100×100×3 e 100×100×2 con giunti della serie 1010, copertura piana con profili omega e controventi in facciata. Superficie di circa 113 m² e 4,26 m di altezza alla prima copertura.
Contenuto: relazione di calcolo (normativa, azioni, combinazioni, modello 3D, verifiche di aste, giunti e omega, reazioni) e tavole strutturali (pianta, copertura, sezioni e viste 3D).
- Scarica la relazione di calcolo (in spagnolo) (PDF · 118 pagine · 2,6 MB)
- Scarica le tavole strutturali (in spagnolo) (PDF · 7 tavole · 0,6 MB)
Documenti reali: sono stati rimossi i dati del cliente, del sito e del progettista.
Capannoni in profili IPE (Torre-serona e Gabon)
Tavole di calcolo di due capannoni IPE bullonati: nella pagina dei capannoni IPE.