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La Fatica nei Materiali in Acciaio

La Fatica nei Materiali in Acciaio
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    La Fatica nei Materiali in Acciaio

    La fatica è un fenomeno che può causare la rottura del materiale a seguito di carichi ciclici, anche se questi carichi sono molto inferiori alla resistenza massima del materiale. È un fattore critico in molte applicazioni ingegneristiche, come le strutture dei ponti, le componenti delle macchine, i componenti aeronautici e le strutture offshore.

    Rapporto tra Limite di Fatica e Resistenza a Trazione

    Esiste una relazione tra il limite di fatica e la resistenza a trazione di un materiale. Per gli acciai, il limite di fatica varia tra il 40% e il 60% della resistenza a trazione. Quindi, il rapporto tra il limite di fatica e la resistenza a trazione risulta compreso tra 0,4 e 0,6. Questo rapporto è influenzato da vari fattori, tra cui la microstruttura del materiale, le condizioni di carico, la presenza di difetti o discontinuità nel materiale, e le condizioni di superficie.

    Calcolo della Resistenza alla Fatica

    Per calcolare la resistenza alla fatica di un materiale, si moltiplica la resistenza a trazione per il rapporto tra il limite di fatica e la resistenza a trazione. Ad esempio, per l™acciaio S275JR con una resistenza a trazione di 430 MPa e un rapporto di 0,45, il limite di fatica sarebbe:

    430MPaà—0,45=193,5MPa

    Questo significa che l™acciaio S275JR può sopportare uno sforzo di 193,5 MPa per un numero specificato di cicli di carico senza fallire.

    Esempio: Trave HEA 100

    Consideriamo un trave HEA 100 in acciaio S275JR con una distanza di 5 metri tra gli appoggi. Il carico massimo (uniformemente distribuito) che un trave HEA 100 può sopportare a una distanza di 5 metri tra gli appoggi è di 1779 kg. Il carico massimo a fatica che abbiamo calcolato in precedenza è di 41,1 kg.

    Approfondisci  Acciaio S235JR - Caratteristiche, proprietà e utilizzi

    Quindi, il carico massimo che il trave può sopportare considerando anche la fatica è il minore tra questi due valori, ovvero 41,1 kg. Questo perché la fatica può causare la rottura del materiale anche a carichi molto inferiori rispetto al carico massimo che il materiale può sopportare in assenza di carichi ciclici.

    Considerazioni sulla Fatica nella Progettazione di Strutture in Acciaio

    Quando si progettano strutture in acciaio, è importante considerare la fatica e progettare la struttura in modo tale da minimizzare il rischio di rottura per fatica. Questo può includere l™uso di materiali con una resistenza alla fatica più elevata, la progettazione di componenti con una geometria che minimizza le concentrazioni di sforzo, e l™uso di tecniche di lavorazione e di trattamento termico che migliorano la resistenza alla fatica del materiale.

    Tuttavia, la resistenza alla fatica è un parametro complesso che può variare notevolmente a seconda delle condizioni specifiche. Pertanto, per una valutazione più precisa della resistenza alla fatica, potrebbe essere necessario eseguire test specifici o consultare un esperto di materiali.

    Quando considerare la fatica nei calcoli strutturali

    1. Carichi Ciclici o Variabili: La fatica è particolarmente rilevante quando una struttura è soggetta a carichi ciclici o variabili. Questi possono includere le vibrazioni causate dal vento o dal traffico, o i carichi variabili in strutture come i ponti o le gru.
    2. Durata della Struttura: Se la struttura è destinata a durare per molti anni, la fatica può diventare un fattore critico. Anche carichi relativamente piccoli possono causare la rottura del materiale se vengono applicati ripetutamente nel corso del tempo. (Come il vento in un edificio).
    3. Sicurezza: In molti casi, il fallimento di una struttura a causa della fatica può avere conseguenze gravi, compresi danni alla proprietà e lesioni alle persone. Pertanto, è importante considerare la fatica nella progettazione di strutture in acciaio per garantire la sicurezza.
    4. Normative: In molti paesi, le normative sulla progettazione strutturale richiedono che la fatica sia presa in considerazione. Questo è particolarmente vero per le strutture critiche come i ponti e le strutture offshore.
    5. Materiali e Geometria: Alcuni materiali e geometrie sono più suscettibili alla fatica di altri. Ad esempio, le strutture con dettagli geometrici come fori o scanalature possono avere concentrazioni di sforzo che aumentano la suscettibilità alla fatica.
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    Incentivi di sostegno per lavori in corso d’opera.

    Il decreto Sostegno Bis mette a disposizione un fondo da 100 Milioni per compensare l’aumento dei prezzi dei materiali da costruzione, riguardante i lavori in corso d’opera.

    Le condizioni per la compensazione

    Per il riconoscimento della compensazione sono previste le seguenti condizioni:

    • la compensazione deve riguardare i contratti in corso di esecuzione alla data di entrata in vigore della legge n. 106/2021;
    • la compensazione è riconosciuta per variazioni percentuali in aumento o in diminuzione dei singoli prezzi dei materiali da costruzione, superiori all™8%, verificatesi nell™anno 2021 e rilevate con decreto del MIMS;
    • l™appaltatore è tenuto a presentare apposita istanza alla stazione appaltante con le modalità indicate nella circolare MIMS del 25 novembre 2021.

    L™articolo della legge Sostegni bis sulla revisione prezzi

    L™articolo 1 della legge n. 106/2021 è costituito dai seguenti 9 commi:

    1. Per fronteggiare gli aumenti eccezionali dei prezzi di alcuni materiali da costruzione verificatisi nel primo semestre dell™anno 2021, per i contratti in corso di esecuzione alla data di entrata in vigore della legge di conversione del presente decreto, il Ministero delle infrastrutture e della mobilità sostenibili rileva, entro il 31 ottobre 2021, con proprio decreto, le variazioni percentuali, in aumento o in diminuzione, superiori all™8 %, verificatesi nel primo semestre dell™anno 2021, dei singoli prezzi dei materiali da costruzione più significativi.

    2. Per i materiali da costruzione di cui al comma 1 si procede a compensazioni, in aumento o in diminuzione, nei limiti di cui ai commi 3, 4, 5 e 6 del presente articolo, anche in deroga a quanto previsto dall™articolo 133, commi 4, 5, 6 e 6 -bis , del codice dei contratti pubblici relativi a lavori, servizi e forniture, di cui al decreto legislativo 12 aprile 2006, n. 163, e, per i contratti regolati dal codice dei contratti pubblici, di cui al decreto legislativo 18 aprile 2016, n. 50, in deroga alle disposizioni dell™articolo 106, comma 1, lettera a) , del medesimo codice, determinate al netto delle compensazioni eventualmente già riconosciute o liquidate in relazione al primo semestre dell™anno 2021, ai sensi del medesimo articolo 106, comma 1, lettera a).

    3. La compensazione è determinata applicando alle quantità dei singoli materiali impiegati nelle lavorazioni eseguite e contabilizzate dal direttore dei lavori dal 1° gennaio 2021 fino al 30 giugno 2021 le variazioni in aumento o in diminuzione dei relativi prezzi rilevate dal decreto di cui al comma 1 con riferimento alla data dell™offerta, eccedenti l™8 % se riferite esclusivamente all™anno 2021 ed eccedenti il 10 % complessivo se riferite a più anni.

    4. Per le variazioni in aumento, a pena di decadenza, l™appaltatore presenta alla stazione appaltante l™istanza di compensazione entro quindici giorni dalla data di pubblicazione nella Gazzetta Ufficiale del decreto di cui al comma 1. Per le variazioni in diminuzione, la procedura è avviata d™ufficio dalla stazione appaltante, entro quindici giorni dalla predetta data; il responsabile del procedimento accerta con proprio provvedimento il credito della stazione appaltante e procede a eventuali recuperi.

    5. Per le lavorazioni eseguite e contabilizzate negli anni precedenti al 2021, restano ferme le variazioni rilevate dai decreti adottati ai sensi dell™articolo 133, comma 6, del codice di cui al dlgs n. 163/2006, e dell™art. 216, comma 27 -ter, del codice di cui al dlgs n. 50/2016.

    6. Ciascuna stazione appaltante provvede alle compensazioni nei limiti del 50 % delle risorse appositamente accantonate per imprevisti nel quadro economico di ogni intervento, fatte salve le somme relative agli impegni contrattuali già assunti, nonché le eventuali ulteriori somme a disposizione della stazione appaltante per lo stesso intervento e stanziate annualmente. Possono, altresì, essere utilizzate le somme derivanti da ribassi d™asta, qualora non ne sia prevista una diversa destinazione sulla base delle norme vigenti, nonché le somme disponibili relative ad altri interventi ultimati di competenza della medesima stazione appaltante e per i quali siano stati eseguiti i relativi collaudi ed emanati i certificati di regolare esecuzione nel rispetto delle procedure contabili della spesa, nei limiti della residua spesa autorizzata disponibile alla data di entrata in vigore della legge di conversione del presente decreto.

    7. Per i soggetti tenuti all™applicazione del codice di cui al dlgs 12 aprile 2006, n. 163, ad esclusione dei soggetti di cui all™articolo 142, comma 4, del medesimo codice, ovvero all™applicazione del codice di cui al dlgs 50/2016, ad esclusione dei soggetti di cui all™articolo 164, comma 5, del medesimo codice, per i lavori realizzati ovvero affidati dagli stessi, in caso di insufficienza delle risorse di cui al comma 6 del presente articolo, alla copertura degli oneri si provvede, fino alla concorrenza dell™importo di 100 milioni di euro, che costituisce limite massimo di spesa, con le modalità di cui al comma 8 del presente articolo.

    8. Per le finalità di cui al comma 7, nello stato di previsione del Ministero delle infrastrutture e della mobilità sostenibili è istituito un Fondo per l™adeguamento dei prezzi, con una dotazione di 100 milioni di euro per l™anno 2021. Con decreto del Mims, adottato entro 60 giorni dalla data di entrata in vigore della legge di conversione del presente decreto, sono stabilite le modalità di utilizzo del Fondo, garantendo la parità di accesso per le piccole, medie e grandi imprese di costruzione, nonché la proporzionalità, per gli aventi diritto, nell™assegnazione delle risorse.

    9. Agli oneri derivanti dal presente articolo, pari a 100 milioni di euro per l™anno 2021, si provvede ai sensi dell™articolo 77.

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