Trave a I vs trave a H: le vere differenze, con i numeri
Trave a I vs trave a H: le vere differenze, con i numeri
«Trave a I o trave a H?» si chiede di solito quando il disegno dice una cosa e il fornitore ne offre un'altra. La risposta onesta è che sono entrambe sezioni a I: la differenza è l'ala, e la scelta dipende da due numeri — quanta altezza ti puoi permettere e se la trave è caricata in una sola direzione.
Cosa significano le lettere
- Europa: una trave a I è un IPE (ali parallele) o IPN (ali rastremate), con ali larghe circa metà dell'altezza. Una trave a H è un HEA, HEB o HEM: fino a 300 mm la larghezza delle ali è pari all'altezza, e la sezione sembra una H.
- Stati Uniti: l'«I-beam» nel senso antico è la S-shape (American Standard, ali strette e rastremate); la trave da costruzione corrente è la W-shape, ali larghe e parallele, che nel linguaggio comune è anche «H-beam» o wide flange. Le HP sono vere H (altezza = larghezza) per pali.
Una H europea e una W americana sono quindi la stessa idea, così come IPE e S. Il resto dell'articolo usa le serie europee, perché le loro tabelle sono su questo sito e i numeri sono esatti.
Stessa altezza, tre travi
La misura 200 di ogni serie, direttamente dalle nostre schede:
- IPE 200 — 200 × 100 mm, anima 5,6, ala 8,5 mm · 22,4 kg/m · Ix 1.943 cm⁴ · Wx 194 cm³ · Iy 142 cm⁴
- HEA 200 — 190 × 200 mm, anima 6,5, ala 10 mm · 42,3 kg/m · Ix 3.692 cm⁴ · Wx 389 cm³ · Iy 1.336 cm⁴
- HEB 200 — 200 × 200 mm, anima 9, ala 15 mm · 61,3 kg/m · Ix 5.696 cm⁴ · Wx 570 cm³ · Iy 2.003 cm⁴
Saltano all'occhio tre cose. L'HEB porta quasi tre volte il momento flettente dell'IPE (Wx 570 contro 194) a pari altezza, ma pesa 2,7 volte tanto. Per chilogrammo di acciaio i valori sull'asse forte sono quasi uguali: Wx/G vale 8,7 cm³ per kg/m nell'IPE, 9,2 nell'HEA, 9,3 nell'HEB. Sull'asse debole le serie si separano: Iy per kg/m è 6,3 cm⁴ nell'IPE contro 31,6 nell'HEA e 32,7 nell'HEB — cinque volte più rigide lateralmente a pari peso.
Stesso peso, altezza diversa
Ora fissa il peso e cambia serie. Un IPE 300 pesa 42,2 kg/m, quanto l'HEA 200:
- IPE 300: Ix 8.356 cm⁴, Wx 557 cm³, Iy 604 cm⁴, alto 300 mm
- HEA 200: Ix 3.692 cm⁴, Wx 389 cm³, Iy 1.336 cm⁴, alto 190 mm
A pari acciaio l'IPE è 2,3 volte più rigido e il 43 % più resistente a flessione, perché il materiale sta a 300 mm di distanza invece di 190. L'HEA è 2,2 volte più rigido lateralmente e 110 mm più basso. Tutto lo scambio è qui: la trave a I compra capacità flessionale con l'altezza, la trave a H compra rigidezza laterale e altezza libera con il peso.
Quando vince la trave a I
- Travi appoggiate di solai e coperture con l'ala superiore trattenuta da soletta o lamiera grecata: l'unico carico vero è la flessione verticale. L'altezza è gratis, il peso si paga.
- Luci grandi con budget stretto. Se la verifica di deformazione chiede Ix ≥ 8.000 cm⁴, un IPE 300 la soddisfa con 42 kg/m; la H equivalente è un HEB 240 da 83 kg/m.
- Arcarecci, travetti, telai di rimorchi e vie di corsa — stessa logica, carichi in una direzione.
Quando vince la trave a H
- Pilastri. Un pilastro sbanda sull'asse debole, e a trattenerlo è Iy. Un HEB 200 ha 14 volte l'inerzia debole di un IPE 200.
- Travi senza ritegno laterale: un'ala superiore libera di spostarsi va in instabilità flesso-torsionale molto prima di raggiungere la capacità flessionale, e un'ala larga la contrasta.
- Altezza limitata. Altezze interne, sottopassi, travi di trasferimento nelle ristrutturazioni: quando conta ogni centimetro, l'HEA o l'HEB basso porta il carico per cui l'IPE avrebbe bisogno di 100 mm in più.
- Flessione biassiale e mensole per carroponte, con carichi da due direzioni.
- Collegamenti. Un'ala da 200 mm accoglie due file di bulloni e una piastra d'appoggio larga; un'ala da 100 mm impone spesso un dettaglio irrigidito.
Note per l'acquisto
- Magazzino e prezzo. IPE e HEA/HEB sono a stock ovunque in Europa in 6 e 12 m; le W sono lo standard USA. Il prezzo a tonnellata è simile: la differenza nel preventivo la fanno i chilogrammi, quindi la I è di solito la trave più economica e la H il pilastro più economico.
- Non sostituire per nome. «IPE 200» e «HEB 200» hanno in comune solo il numero. Si sostituisce per Ix, Wx e — per tutto ciò che è privo di ritegno o compresso — Iy.
- Verifica la freccia, non solo la tensione. Oltre 5 m circa il limite L/250 o L/300 governa prima dello snervamento. Il nostro calcolatore di deflessione apre ognuna di queste sezioni con i valori precompilati dalla scheda.
Tabelle e strumenti
- Tutte le misure: IPE, HEA, HEB, W-shape (in inglese)
- Come scegliere tra IPE, HEA e HEB: guida alla scelta
- Che trave serve per una luce: dimensionamento travi in acciaio
- Peso per qualsiasi lunghezza e quantità: calcolatore peso metalli