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Travi HEA: dimensioni, proprietà e calcolatore
La famiglia dei profilati europei ad ali larghe (serie HE) rappresenta l'elemento cardine per le strutture soggette a rilevanti carichi di compressione assiale o a flessione deviata. All'interno di questa tipologia, i profilati HEA (serie alleggerita) offrono un compromesso progettuale ottimale tra la necessità di elevata resistenza all'instabilità (buckling) e il contenimento della massa complessiva della struttura d'acciaio. A differenza della serie IPE, dove l'altezza prevale nettamente sulla base, le travi HE presentano fino all'altezza nominale 300 una sezione con larghezza e altezza pressoché identiche (profilo "tozzo").
Questo formidabile bilanciamento delle masse rende i profili HEA ineguagliabili per l'impiego come pilastri e colonne portanti nella carpenteria metallica per l'edilizia. Inoltre, grazie alla larghissima impronta delle ali, costituiscono la scelta d'elezione per i montanti principali nella realizzazione di cerchiature strutturali, poiché agevolano sensibilmente l'imbullonatura e la saldatura dei nodi di continuità a momento rispetto alle sezioni IPE.
1. Comportamento strutturale e stabilità dell'asse debole
Il vantaggio intrinseco della geometria HEA risiede nell'eccezionale incremento del momento d'inerzia rispetto all'asse debole (Iz secondo EC3, storicamente Iy). In un profilato IPE, il rapporto tra l'inerzia forte e quella debole può superare agevolmente il valore di 20. Nei profili HEA fino al formato 300, questo rapporto si attesta su valori prossimi a 3.
Resistenza allo svergolamento e al carico di punta
L'elevata inerzia trasversale garantisce raggi d'inerzia (iz) consistenti. Ciò si traduce in una drastica riduzione della snellezza adimensionale (λ). Di conseguenza, una colonna HEA sollecitata a compressione assiale risulta decisamente meno vulnerabile all'instabilità euleriana rispetto a una colonna IPE di pari massa lineare. Parimenti, se impiegata come trave inflessa su grandi luci, la larga ala compressa ritarda in modo significativo il potenziale innesco dell'instabilità flesso-torsionale (svergolamento laterale), sovente senza la necessità di appositi controventi intermedi.
2. Evoluzione normativa: UNI 5397 e UNI EN 10365
La tabella in questa pagina ingegneristica riporta i dati dimensionali e inerziali codificati a livello italiano dalla storica norma UNI 5397:1978. Nella prassi progettuale e siderurgica odierna, le masse lineari e le dimensioni nominali dei profili H ad ali larghe (incluse le varianti HEB normali ed HEM rinforzate) sono disciplinate dalla direttiva europea vigente UNI EN 10365:2026. Le tolleranze dimensionali, geometriche e di massa sono invece coperte dalla pertinente norma UNI EN 10034:1995.
Ai fini dell'applicazione dell'Eurocodice 3 (EN 1993-1-1) e delle moderne NTC, è essenziale raccordare le nomenclature storiche italiane (Jx, Jy) con le denominazioni formali internazionali (Iy, Iz):
3. Database Tecnico: Geometria, Inerzia e Moduli Elastici
La seguente tabella di riferimento espone i valori meccanici per le sezioni standard dalla HEA 100 alla HEA 1000. I moduli di resistenza ($W$) sono indicati nella loro accezione elastica ($W_{el}$), che governa la resistenza di primo snervamento delle fibre estreme.
| Profilo HEA |
Dimensioni Nominali [mm] | Massa [kg/m] |
Area [cm²] |
Momenti d'Inerzia [cm4] | Moduli Elastici [cm³] | Raggi Inerzia [cm] | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| h | b | tw | tf | r | Iy (Jx) | Iz (Jy) | Wel,y | Wel,z | iy | iz | |||
| 100 | 96 | 100 | 5,0 | 8,0 | 12 | 16,7 | 21,24 | 349,2 | 133,8 | 72,76 | 26,76 | 4,06 | 2,51 |
| 120 | 114 | 120 | 5,0 | 8,0 | 12 | 19,9 | 25,34 | 606,2 | 230,9 | 106,3 | 38,48 | 4,89 | 3,02 |
| 140 | 133 | 140 | 5,5 | 8,5 | 12 | 24,7 | 31,42 | 1.033 | 389,3 | 155,4 | 55,62 | 5,73 | 3,52 |
| 160 | 152 | 160 | 6,0 | 9,0 | 15 | 30,4 | 38,77 | 1.673 | 615,6 | 220,1 | 76,95 | 6,57 | 3,98 |
| 180 | 171 | 180 | 6,0 | 9,5 | 15 | 35,5 | 45,25 | 2.510 | 924,6 | 293,6 | 102,7 | 7,45 | 4,52 |
| 200 | 190 | 200 | 6,5 | 10,0 | 18 | 42,3 | 53,83 | 3.692 | 1.326 | 388,6 | 133,6 | 8,28 | 4,98 |
| 220 | 210 | 220 | 7,0 | 11,0 | 18 | 50,5 | 64,34 | 5.410 | 1.955 | 515,2 | 177,7 | 9,17 | 5,51 |
| 240 | 230 | 240 | 7,5 | 12,0 | 21 | 60,3 | 76,84 | 7.763 | 2.769 | 675,1 | 230,7 | 10,05 | 6,00 |
| 260 | 250 | 260 | 7,5 | 12,5 | 24 | 68,2 | 86,82 | 10.450 | 3.668 | 836,4 | 282,1 | 10,97 | 6,50 |
| 280 | 270 | 280 | 8,0 | 13,0 | 24 | 76,4 | 97,26 | 13.670 | 4.763 | 1.013 | 340,2 | 11,86 | 7,00 |
| 300 | 290 | 300 | 8,5 | 14,0 | 27 | 88,3 | 112,5 | 18.260 | 6.310 | 1.260 | 420,6 | 12,74 | 7,49 |
| 320 | 310 | 300 | 9,0 | 15,5 | 27 | 97,6 | 124,4 | 22.930 | 6.985 | 1.479 | 465,7 | 13,58 | 7,49 |
| 340 | 330 | 300 | 9,5 | 16,5 | 27 | 105,0 | 133,5 | 27.690 | 7.436 | 1.678 | 495,7 | 14,40 | 7,46 |
| 360 | 350 | 300 | 10,0 | 17,5 | 27 | 112,0 | 142,8 | 33.090 | 7.887 | 1.891 | 525,8 | 15,22 | 7,43 |
| 400 | 390 | 300 | 11,0 | 19,0 | 27 | 125,0 | 159,0 | 45.070 | 8.564 | 2.311 | 570,9 | 16,84 | 7,34 |
| 450 | 440 | 300 | 11,5 | 21,0 | 27 | 140,0 | 178,0 | 63.720 | 9.465 | 2.896 | 631,0 | 18,92 | 7,29 |
| 500 | 490 | 300 | 12,0 | 23,0 | 27 | 155,0 | 197,5 | 86.970 | 10.370 | 3.550 | 691,1 | 21,98 | 7,24 |
| 550 | 540 | 300 | 12,5 | 24,0 | 27 | 166,0 | 211,8 | 111.900 | 10.820 | 4.146 | 721,3 | 22,99 | 7,15 |
| 600 | 590 | 300 | 13,0 | 25,0 | 27 | 178,0 | 226,5 | 141.200 | 11.270 | 4.787 | 751,4 | 24,97 | 7,05 |
| 650 | 640 | 300 | 13,5 | 26,0 | 27 | 190,0 | 241,6 | 175.200 | 11.720 | 5.474 | 781,6 | 26,93 | 6,97 |
| 700 | 690 | 300 | 14,5 | 27,0 | 27 | 204,0 | 260,5 | 215.300 | 12.180 | 6.241 | 811,9 | 28,87 | 6,84 |
| 800 | 790 | 300 | 15,0 | 28,0 | 30 | 224,0 | 285,8 | 303.400 | 12.640 | 7.682 | 842,6 | 32,58 | 6,65 |
| 900 | 890 | 300 | 16,0 | 30,0 | 30 | 252,0 | 320,5 | 422.100 | 13.550 | 9.485 | 903,2 | 36,29 | 6,50 |
| 1000 | 990 | 300 | 16,5 | 31,0 | 30 | 272,0 | 346,8 | 553.800 | 14.000 | 11.190 | 933,6 | 39,96 | 6,35 |
Calcolatore Interattivo: Massa nominale e proporzioni
Selezionando una trave dall'archivio, l'applicativo ne estrae i parametri meccanici associati. Inserendo lo sviluppo longitudinale e la quantità desiderata, il tool calcola la massa teorica totale del lotto e restituisce un tracciato in proporzione della sezione HEA.
Il valore di massa calcolato deriva linearmente dal peso nominale teorico. Lo scostamento della massa effettiva rispetto al limite di calcolo è governato dai vincoli di fornitura disposti in UNI EN 10034.
Rappresentazione schematica in scala della sezione HEA
La visualizzazione grafica in scala illustra inequivocabilmente il comportamento "tozzo" o squarish della serie HE (con ali di base molto estese rispetto alle IPE), che massimizza il raggio d'inerzia sull'asse z-z.
