Qual è la densità del tubo strutturale S355JR?
La densità del materiale del tubo strutturale S355JR è di circa 7,85 g/cm3 (7850 kg/m3). Questa è la densità standard dell'acciaio al carbonio strutturale e non cambia tra i gradi: S235JR, S275JR e S355JR condividono tutti lo stesso valore perché la densità è una funzione della struttura cristallina a base di ferro-, non delle piccole aggiunte di lega che contraddistinguono i gradi. La conseguenza pratica è che il peso di una determinata sezione S355JR può essere calcolato con le stesse costanti utilizzate per qualsiasi altro elemento in acciaio al carbonio.
Lo stesso S355JR è un acciaio strutturale definito nella norma EN 10025-2, con un carico di snervamento minimo di 355 MPa e un'energia di impatto minima di 27 J a 20 gradi C. Se prodotto come tubo a sezione cava quadrata (SHS), il prodotto segue EN 10210-1 (finito a caldo) o EN 10219-1 (formato a freddo).
Principali proprietà fisiche
| Proprietà | Valore tipico |
|---|---|
| Densità | 7,85 g/cm3 (7850 kg/m3) |
| Coefficiente di dilatazione termica | 12 x 10-6 / grado C (12 micrometri per metro per grado) |
| Conducibilità termica a temperatura ambiente | Circa 50 W/(mK) |
| Modulo di elasticità | Circa 210 GPa |
Questi valori significano che una struttura realizzata in S355JR si espande e si contrae in modo prevedibile con la temperatura, conduce il calore in modo efficiente e mantiene le sue dimensioni stabilmente entro il normale intervallo di progettazione. Il modulo di elasticità viene utilizzato in tutti i calcoli di deflessione e stabilità; si noti che è essenzialmente lo stesso per tutti gli acciai strutturali al carbonio, quindi la scelta dell'S355JR aumenta la resistenza ma non la rigidità rispetto all'S235JR.
Processo di produzione
Il tubo quadrato S355JR è prodotto da nastri laminati a caldo-. La striscia viene tagliata alla larghezza richiesta e formata a freddo tramite un'unità di profilatura a rullo in una sezione trasversale quadrata, quindi la cucitura viene chiusa mediante saldatura a resistenza elettrica ad alta frequenza che fonde i bordi senza metallo d'apporto. I cordoni di saldatura interni ed esterni vengono tagliati in modo che il foro sia liscio e la superficie esterna sia piatta. Il tubo viene quindi dimensionato e raddrizzato per portare le dimensioni laterali, l'ortogonalità e la rettilineità entro la classe di tolleranza della norma EN 10219-1, tagliato a misura e sottoposto al trattamento superficiale specificato. Ogni fase è controllata dai parametri: la corrente e la velocità di saldatura determinano la qualità della cucitura, mentre i rulli calibratori determinano la geometria finale.
Specifiche e dimensioni
Il tubo quadrato S355JR è comunemente disponibile con lunghezze dei lati da 20 mm a 400 mm e spessori delle pareti da 1,5 mm a 16 mm, con la combinazione limitata dalla capacità di formatura del laminatoio e dalle regole di progettazione della sezione. Gli scostamenti consentiti nella lunghezza del lato, nello spessore della parete e nella rettilineità sono conformi alla norma EN 10219-1 o alle specifiche di progetto e il raggio dell'angolo è definito in funzione dello spessore della parete. È possibile arrotolare formati speciali su ordinazione quando la gamma standard non copre i requisiti.
Come calcolare il peso teorico
Il peso teorico per metro di un tubo quadrato può essere calcolato dalla sezione trasversale: W=(4a - 4t) xtx 0,00785, dove a è la lunghezza del lato in millimetri, t è lo spessore della parete in millimetri e W è il peso in chilogrammi per metro. Per un tubo quadrato con una lunghezza del lato di 100 mm e uno spessore della parete di 5 mm, il calcolo dà (400 - 20) x 5 x 0.00785=14.9 kg/m. Il peso effettivo varia leggermente in base alle tolleranze di produzione, al raggio dell'angolo e all'esatta densità del calore, quindi il valore teorico viene utilizzato per la stima, l'ordine e la logistica, non per la liquidazione.
Caratteristiche prestazionali
La sezione quadrata presenta momenti d'inerzia uguali nei due assi principali, conferendo una resistenza alla flessione uniforme in ogni direzione ed un ottimo comportamento torsionale rispetto a profili aperti di pari peso. L'elevato rapporto resistenza-rispetto-peso di S355JR riduce la massa della struttura e le facce piatte semplificano le connessioni bullonate, saldate e di giunzione. La superficie liscia accetta facilmente vernice, verniciatura a polvere e zincatura. Nella fabbricazione il tubo può essere tagliato, forato, piegato e saldato con metodi convenzionali; i giunti saldati sviluppano una resistenza paragonabile a quella del materiale di base e la normale pratica di saldatura non degrada le proprietà meccaniche del tubo.
Applicazioni
Costruzione: capriate di fabbrica, strutture per spazi di stadi, sistemi di supporto per facciate continue e colonne,-dove la sezione regolare semplifica la progettazione dei nodi e il profilo cavo riduce il peso. Produzione di macchinari: telai di attrezzature, guide di trasporto e supporti per l'automazione, dove la precisione dimensionale mantiene gli assemblaggi fedeli. Trasporti: telai di camion, spreader per container e componenti di rimorchi, dove la resistenza affidabile e il peso moderato migliorano l'efficienza del carico utile. Energia e infrastrutture: strutture di supporto-di pannelli solari, portali di segnaletica e piattaforme di accesso che beneficiano di proprietà di sezione standardizzate e di facile zincatura.
Domande frequenti
Qual è la densità dell'acciaio S355JR?
Circa 7,85 g/cm3 (7850 kg/m3), la densità standard dell'acciaio strutturale al carbonio. È lo stesso per S235JR, S275JR e S355JR e viene utilizzato in tutti i calcoli di peso e spedizione.
Come calcolo il peso del tubo quadrato S355JR?
Utilizza W=(4a - 4t) xtx 0,00785 per un tubo quadrato, con a e t in millimetri, ottenendo chilogrammi per metro. Per un tubo da 100 mm x 5 mm ciò corrisponde a circa 14,9 kg/m. Per il tubo rettangolare utilizzare W=(2a + 2b - 4t) xtx 0,00785.
L'S355JR è più pesante dell'S235JR?
No. Entrambi i gradi hanno la stessa densità di 7,85 g/cm3. S355JR è più resistente (maggiore snervamento e resistenza alla trazione), quindi per lo stesso carico un progettista può spesso utilizzare una sezione più leggera, ma la densità stessa è identica.
Qual è la dimensione massima del tubo quadrato S355JR?
La fornitura comune copre lunghezze laterali da circa 20 mm a 400 mm con spessori di parete da 1,5 mm a 16 mm. Su ordinazione è possibile produrre dimensioni più grandi o non{5}}standard, limitate dalla capacità di formatura dello stabilimento e dallo standard applicabile.
Il tubo quadrato S355JR può essere saldato dopo la zincatura?
La saldatura dopo la zincatura dovrebbe essere evitata perché il rivestimento di zinco produce fumi e infragilisce la saldatura. La sequenza normale prevede prima la fabbricazione e la saldatura, quindi la zincatura dell'assemblaggio finito. Se una saldatura è inevitabile dopo la zincatura, il rivestimento deve essere rimosso localmente e successivamente riparato.
La densità cambia con la temperatura?
Sì, leggermente. L'acciaio si espande quando viene riscaldato, quindi la densità diminuisce marginalmente con la temperatura, ma per la progettazione strutturale viene utilizzato il valore della temperatura ambiente-di 7,85 g/cm3. La dilatazione termica viene gestita separatamente attraverso il coefficiente di dilatazione termica nella progettazione di linee lunghe e telai di grandi dimensioni.