I tubi quadrati sono diventati molto popolari per le strutture portanti perché offrono un'elevata resistenza torsionale e distribuiscono i carichi in modo uniforme su tutta la struttura. La forma costante aiuta a diffondere lo sforzo in modo uniforme in ogni direzione, il che significa che c'è minore probabilità che parti si rompano in punti specifici di colonne o travi. Per quanto riguarda i sistemi di controventatura che devono sopportare forze laterali, i tubi quadrati funzionano particolarmente bene. Secondo una ricerca dell'Istituto Americano per la Costruzione in Acciaio pubblicata nel 2023, questi tubi possono effettivamente resistere a forze di torsione dal 20 al 30 percento meglio rispetto a quelli rotondi durante i terremoti. Un altro vantaggio significativo è che i lati piatti rendono molto più semplice il collegamento con altre parti della struttura. Gli operatori del settore riportano una riduzione dei tempi di lavorazione di circa un quarto quando utilizzano tubi quadrati invece di profili dalla forma irregolare o curva, che richiedono maggiore impegno per essere fissati correttamente.
Un magazzino costruito di recente ha utilizzato questi tubi quadrati in acciaio 4x4 come colonne e travi principali di supporto lungo tutta la struttura. Questo approccio ha ridotto il peso complessivo dell'acciaio di circa il 15 percento rispetto a quanto sarebbe stato necessario con tradizionali profilati a I, mantenendo comunque le stesse capacità di resistenza. Poiché questi tubi sono disponibili in dimensioni standard, il loro assemblaggio è stato molto più rapido. I collegamenti bullonati hanno richiesto circa il 40% in meno di tempo per l'installazione rispetto alla saldatura. L'intera struttura ha finito per comprendere oltre 12.000 pied lineari di tubature, formando un solido scheletro portante per l'edificio. Durante i test effettuati con raffiche di vento fino a 110 miglia orarie, questa configurazione si è dimostrata perfettamente adeguata, superando addirittura i codici edilizi locali di quasi un quarto. Un rendimento di questo tipo è logico considerando sia i risparmi sui costi sia i fattori di durabilità a lungo termine.
Per quanto riguarda le capriate e le arcarecci, i tubi quadrati offrono effettivamente una resistenza superiore in rapporto al peso rispetto ai profili aperti che vediamo comunemente, come i profili a C. Il fatto è che questi profili quadrati gestiscono molto meglio sia le sollecitazioni torsionali sia quelle flessionali. Cosa significa questo nella pratica? Possiamo realizzare tetti più leggeri che tuttavia mantengono elevate capacità portanti. Le fondazioni non devono sforzarsi altrettanto e anche gli installatori apprezzeranno la maggiore facilità durante il montaggio. Per edifici con luci maggiori tra i punti di sostegno, i tubi quadrati si distinguono particolarmente perché si flettono meno sotto carichi di neve pesante o forti venti. Inoltre, i costruttori finiscono per utilizzare circa un quarto di materiale in meno rispetto a travi piene che offrono livelli di resistenza simili.
Un buon progetto di correnti trova il punto ideale tra l'eseguire correttamente il lavoro e contenere i costi. Quando si utilizzano elementi più piccoli come tubi quadrati da 2x2, è possibile posizionarli più vicini tra loro, generalmente a distanze comprese tra 24 e 36 pollici. Questa configurazione distribuisce il carico in modo più uniforme sull'intera struttura e aiuta a prevenire quegli antiestetici cedimenti che nessuno desidera vedere. Per i tetti leggeri, vanno bene tubi da 14 o 16 gauge, ma se si tratta di zone con notevole accumulo di neve, ha senso utilizzare tubi zincati da 11 o 12 gauge. Il risparmio sui soli materiali può ridurre i costi di circa il 15% rispetto ai casi in cui gli elementi vengono distanziati troppo, costringendo a usare supporti più grandi e pesanti. Il risultato è una struttura solida e duratura senza gravare troppo sul budget.
Oggi un numero sempre maggiore di architetti ricorre ai tubi quadrati come componenti strutturali visibili, poiché offrono sia resistenza sia quell'aspetto pulito ed elegante desiderato negli edifici. I bordi dritti si abbinano perfettamente alle pareti in vetro, garantendo un solido sostegno agli edifici ma permettendo comunque ala luce di passare come se non ci fosse nulla. Quando si parla di ingressi o portali, i tagli angolari agli angoli fanno davvero la differenza nell'aspetto generale. Si pensi ai terminal degli aeroporti o agli ingressi dei centri commerciali, dove questo aspetto è particolarmente importante. Per strutture come pensiline sui passaggi pedonali, i tubi quadrati consentono ai progettisti di coprire ampie distanze senza dover ricorrere a quei pilastri spessi che tutti detestano vedere. Ciò che rende questi tubi così eccezionale è la loro versatilità: possono essere curvati in archi armoniosi per design modernisti oppure assemblati in angoli netti per uno stile più industriale. E non dimentichiamo nemmeno gli aspetti pratici: i tubi quadrati resistono bene alle intemperie, durando più a lungo all'esterno anche quando esposti a pioggia e sole. Inoltre, la loro superficie liscia accoglie perfettamente i rivestimenti verniciati, consentendo agli architetti di sbizzarrirsi con i colori senza preoccuparsi che la finitura si rovini dopo pochi mesi.
La zincatura a caldo (ASTM A123) applica uno strato protettivo di zinco di 0,10–0,15 mm, migliorando significativamente la resistenza alla corrosione in ambienti aggressivi come zone costiere o industriali. I tubi quadrati zincati superano l'acciaio non rivestito e offrono una migliore integrità strutturale rispetto all'alluminio in applicazioni esterne critiche.
| Confronto dei materiali | Resistenza alla corrosione | Esigenze di Manutenzione | Integrità Strutturale |
|---|---|---|---|
| Tubi quadrati zincati | Eccellente | Basso | Alto |
| Acciaio al carbonio semplice | Scarso | Alto | Alto |
| Alluminio | Buono | Basso | Moderato |
Installazioni di ringhiere in zone costiere con tubi quadrati zincati mostrano il 70% in meno di danni da corrosione dopo 10 anni rispetto all'acciaio non trattato, rendendoli ideali per ponti, passerelle e recinzioni di sicurezza dove l'affidabilità strutturale è imprescindibile.
I tubi quadrati zincati sono ottimi elementi costruttivi per progetti di infrastrutture pubbliche perché durano in eterno e, una volta installati, richiedono praticamente nessuna manutenzione. Le dimensioni uniformi li rendono facili da utilizzare nell'assemblaggio pezzo per pezzo, e offrono una notevole resistenza considerato il loro peso ridotto. Per quanto riguarda le recinzioni, questi tubi resistono agli urti molto meglio delle alternative più economiche che si trovano in città. Panchine e altri arredi per sedute all'aperto rimangono solidi anche dopo anni di pioggia e sole battente. I pali per la segnaletica non si piegano né oscillano nemmeno con venti forti, caratteristica molto importante vicino a strade trafficate dove la visibilità è fondamentale. Tutto ciò consente ai comuni di installare questi elementi senza spendere troppo, rispettando al contempo tutti quegli onerosi codici edilizi previsti per gli spazi pubblici.
I tubi quadrati sono preferiti per la loro superiore resistenza torsionale e per la facilità di collegamento. La loro forma distribuisce i carichi in modo uniforme, riducendo la concentrazione di tensione in colonne e travi.
I tubi quadrati offrono un migliore rapporto resistenza-peso, consentendo tetti più leggeri che mantengono il supporto del carico e richiedono meno materiale rispetto alle travi tradizionali.
I tubi quadrati zincati offrono un'eccellente resistenza alla corrosione, rendendoli ideali per l'uso all'aperto, in particolare in ambienti difficili come le zone costiere o industriali.
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