a Giuseppe Albenga

Fig. 24. - Interno del serbatoio dopo la messa in tensione delle funi di acciaio agenti come catene delle volte di copertura.

si verifica infatti una ridistr ibuzione delle tensioninelle zone contigue gi poste in tensione, non esi-stendo alcun vincolo, ove si escludano gli anco-raggi di estremit, fra l ' a rmatura e la parete delcilindro da precomprimere (5).

Un 'a l t ra critica pot rebbe essere mossa a questoprocedimento di precompressione, specialmenteove si t rat t i di adottare funi di grosso diametro, aproposito della loro azione cerchiante localizzatain punt i eccessivamente distanti tra loro a scapito

(4) Si vedano a questo proposito le pubblicazioni diG. Ferrand sulle tubazioni di acciaio surpressato a blindag-gio flessibile costruite dagli stabilimenti Bouchayer e Viallet.

Aspetti analoghi tra il procedimento di precompressionequi descritto e quello adottato dai costruttori di tubazioniin acciaio surpressato a blindaggio flessibile si ritrovano, inun certo qual modo, anche nella realizzazione della messain tensione delle funi. Non sarebbe infatti possibile avvol-gere attorno al tubo, sia di acciaio, sia di calcestruzzo, funidi grosso diametro sotto la tensione definitiva, dato il va-lore rilevante degli sforzi che entrerebbero in gioco e checomprometterebbero la resistenza stessa delle tubazioni. Sitratta dunque di realizzare questa messa in tensione dellefuni dopo averle avvolte sotto una piccola tensione, suffi-ciente a farle aderire in modo perfetto alla superficie deitubi. Mentre nel caso delle condotte metalliche la messa intensione definitiva viene realizzata deformando plasticamentela parete di lamiera, col sottoporre la tubazione ad una so-vrapressione interna adeguata, nel caso delle condotte incalcestruzzo tale tensione pu essere ottenuta agendo diret-tamente sulle funi nel modo sopra descritto.

(5) Allo scopo di controllare sperimentalmente l'entitdi questa disuniformit di tensioni, ultimata l'operazione diprecompressione, si sono in pi casi ripresi con la pressadiversi punti di avvicinamento misurando al manometro lapressione necessaria per liberare le funi dalle graffe, si sonoriscontrate per l'appunto variazioni massime dell'ordinedel 10%.

della uniformit di precompressione nel calce-struzzo.

Esperienze accurate eseguite dall ' ingegnere Coy-ne sulla condotta forzata in calcestruzzo precom-presso del l ' impianto idroelettrico di Marges hannopermesso di constatare che disponendo di cerchia-ture indipendent i ad intervalli par i a quat t ro voltelo spessore della parete si realizza ancora sullafaccia interna della parete del tubo una precom-pressione prat icamente costante.

Ora nel caso del procedimento qui descritto ilpasso dell 'elica di avvolgimento originaria (distan-za media delle a rma tu re in tensione) per lo picirca eguale allo spessore del ci l indro da precom-pr imere ; se poi , oltre a ci, si tien conto che nonsi t rat ta qui di anelli indipendent i ma di una verae propr ia maglia continua di a rma tu re in tensionechiusa su tut ta la superficie esterna del tubo , si haragione di r i tenere, e l 'esperienza lo ha confer-mato , che in ogni pun to della pare te si realizza unabuona uniformit di precompressione.

Sino ad oggi questo procedimento di precom-pressione stato applicato esclusivamente a strut-ture piane e cilindriche circolari, chiaro pe r al t roche esso pu essere esteso, con le modifiche delcaso, alla precompressione mediante a rmatureesterne flessibili di s t rut ture diverse.

In part icolare si pu con esso risolvere il pro-blema della precompressione di volte sottili di variafoggia nonch di s t rut ture sferiche, pe r esempio diserbatoi destinati al contenimento di gas compressi.

Giovanni Tournon

Politecnico di Torino.

La fragilit nelle strutture metallicheSi esaminano le cause accertate di rottura fragile degli acciai nelle strutture metalliche.

342 ATTI E RASSEGNA TECNICA DELLA SOCIET DEGLI INGEGNERI E DEGLI ARCHITETTI IN TORINO - NUOVA SERIE - ANNO 6 - N. 10 - OTTOBRE 1952

Alcune disavventure delle costruzioni saldate,in part icolare quelle eccezionalmente spettacolariiniziatesi in Germania nel 1938 con gli incidenti aipont i del Giardino Zoologico di Berl ino e dell 'au-tostrada di Rudersdorf (1), in Belgio con la rovinadel ponte di Hasselt (2) e proseguite in Belgio congli incidenti dei pont i di Herenthals-Oolen (19gennaio 1940) e di Kauli l le (25 gennaio 1940), suimari del mondo con 722 gravi incidenti a cargoamericani Liberty e Victory (fino a tu t to il 1 feb-braio 1945) con rot tura completa di 23 navi , e per-dita totale di 5 (3) hanno r ichiamato vivamente e api riprese i costruttori a considerare la fragilitche in alcuni casi presentano i material i abitual-mente dutt i l i , in part icolare gli acciai pe r s t rut ture .

La preoccupazione di scagionarsi da eventualiresponsabilit spinse i peri t i delle par t i interessatead at t r ibuire la ragione degli incidenti a cause indi-pendent i da esse, cos i fautori della saldatura l'at-t r ibuirono alla quali t del metal lo, i rappresentant idelle acciaierie alla qual i t degli e let t rodi e ad er-rori di esecuzione, o di progetto.

Quantunque a tut t 'oggi non sia completamentechiaro il comportamento delle s t rut ture soggette arot ture fragili, in tut t i i casi prat ici , pure i moltistudi eseguiti negli ul t imi t empi permet tono unapi serena valutazione delle cause principal i di fra-gilit che veramente possono di volta in volta at-tr ibuirsi a quali t del metal lo di base, a inoppor-tuna scelta degli elettrodi e cattiva utilizzazione diessi, a imperfetta esecuzione e programmazionedelle saldature, ad error i di dettaglio nei progettiesecutivi.

Spesso molte cause concorrono a rendere pifacile la rot tura fragile.

Pu essere interessante riassumere qui i risul-tat i delle indagini f inora compiute per addi tare aiprogettisti e ai costruttori alcuni pericoli facilmenteevitabili.

Comportamento degli acciai da strutture soggetti atensioni mono bi e triassiali.

noto da tempo che material i abi tualmente fra-gili possono comportarsi come perfet tamente dut-tili se soggetti a compressione nelle t re direzionipr incipal i , per contro material i abi tualmente dut-tili , possono comportarsi come fragili se soggetti atrazione nelle tre direzioni pr incipal i .

noto altres che la condizione di rot tura diMaxwell-Huber-Mises-Hencky porta ad ammettere

(1) SCHAPER, Sthlerne Brcken. 1 Band 1949 Berlin.(2) Oss. Met. n. 7-8 - 1938.(3) Secondo rapporto provvisorio della Commissione di

inchiesta - Maggio 1945.

che per i material i dutti l i omogeneamente solleci-tati il passaggio dal campo elastico a quello plasticoavvenga, a par i t di mater ia le , di velocit di appl i -cazione dei carichi, di t empera tura , ecc. ad un va-lore determinato del lavoro specifico di cambia-mento di forma per scorrimento

essendo

per un sistema triassale di tensioni e 1, 2, 3le tensioni principali (1 la massima, 2 l ' inter-media, 3 la minima) .

Assunto

essendo :

la tensione tangenziale nelle faccette normal i allediagonali del l 'ot taedro le cui faccie sono normal ialle tensioni principali, e

e la tensione al l imite

di elasticit del materiale in esame. Ci rende lacondizione di r o t t u r a indipendente dalla teoriadell 'elasticit e dalle relazioni esistenti fra ten-sioni e deformazioni e, secondo l 'Autore (4), ap-plicabile anche al campo plastico fino alla ro t tu rapurch si cambi adegua tamente la costante .

Ma P p , che alcuni chiamano potere plastificantenel pun to considerato (5) non che la sollecita-zione ideale di paragone i di Rs (6) divisa perla tensione principale 1.

T u t t o ci autorizza il t en ta t ivo di costruire un

(4) Ros, Les bases des contraintes admissibles dans lesconstructions mtalliques. Annales de l'Inst. Tech, du Bat.June 1949, Paris.

(5) VAN MAANEN, Nouvelles mthodes d'tude et d'essaides mtaux. Institut belge de la Sudure, 1951.

(6) Opera citata.

ATTI E RASSEGNA TECNICA DELLA SOCIET DEGLI INGEGNERI E DEGLI ARCHITETTI IN TORINO - NUOVA SERIE - ANNO 6 N. 10 - OTTOBRE 1952 343

si deve ri tenere costante agli s ta t i limitianaloghi, deve esserlo anche P p 1 . La stessa con-dizione di r o t t u r a , secondo l ' interpretazione delRs, equivale a stabilire

3) che a u m e n t a n d o il valore di 3 r i spet toa quello di 1 la r o t t u r a pu avvenire nel campoimperfe t tamente plast ico per f inire in quello com-ple tamente fragile;

4) l 'opinione corrente che la deformazioneelastica si accompagni a quella plastica per unvalore ben de terminato di 1 come avviene nelleprove di tensione monoassiale non corrisponde allareal t , vi sono infiniti p u n t i di transizione dipen-dent i dal valore relat ivo di 1, 3 e t r a essi alcuniimplicano il passaggio brusco dal campo elasticoalla r o t t u r a bruta le , fragile, senza a d a t t a m e n t o ,senza strizione, e ta lvol ta con rap id i t cos elevatada potersi paragonare ad uno scoppio.

Molte di queste conclusioni sono avallate dallaprat ica.

Sollecitazione di trazione lungo i tre assi principali.

Da qualche tempo molt i degli incidenti inspie-gabili o pe r lo meno non giustificabili nel campodelle s t rut ture si attr ibuiscono ad un sistema t r iplodi t razione.

Alcuni pensano che in prat ica non sia facilecreare una sollecitazione spaziale cos complessa, ilBAES osserva anzi che salvo pe r casi molto spe-ciali come nei pezzi cerchiati , nei cil indri ad altapressione, e le zone d 'applicazione di forti carichiconcentrati , alla superfice degli elementi costituentiuna s trut tura, non si hanno che sistemi semplicio ecceziontalmente doppi di tensione (7).

Appun to pe r verificare i sospetti sul comporta-mento dei sistemi t r ip l i di tensione denunciati inoccasione dei danni osservati sulle Liberty, la SmithCorporation di Millwaukee ha eseguito la ormaiclassica esperienza (8) (fig. 2) della rot tura di unasfera di 2 metr i di d iametro in acciaio molto dut-ti le soggetto a forte pressione interna.

La sfera si rotta in piena lamiera cio fuoridalle saldature con lacerazioni net te senza defor-mazione apparente e senza strizione, quantunque ,a rigore nella sfera soggetta a pressione interna ilcampo tr iplo di tensione sia costituito da due tra-zioni di eguale valore e da una terza di entit moltopi modesta.

Rimane quindi dimostrata la possibilit di rot-tura fragile a causa di una sollecitazione t r ipla ditrazione, in acciaio dutti le non invecchiato.

Effetto d'intaglio.Veramente si sapeva da t empo che era possi-

bile ottenere una rot tura senza strizione e con al-lungamento nullo o trascurabile in piatt i intagliatisoggetti a trazione lenta, gi ne aveva dato notiziail Ludwik nel 1909, se ne occup a lungo, dopoaltr i , il Kuntze , nacque anzi cos la parola Trenn-bruch , che i francesi tradussero in dcohsion d 'ac-cordo con gli americani , quando si occuparono

(7) BAES L., Calcul des ossatures des constructions.I Voi. Centre B. L. d'U. de l'Acier - Bruxelles, 1952.

(8) NIHOUL, Les aciers pour construction sondes. IIICongresso Ass. Int. Ponts et Chauses, 1948. Pubbl. preli-minaire.

Fig. 2.

delle ro t ture fragili p e r sospetto campo t r iplo ditrazione.

Spett al Campus (9) di chiarire molt i dubbi emolte incertezze in questa materia mediante le suesistematiche esperienze volte a spiegare il compor-tamento delle s t rut ture saldate, esperienze nellequali egli ottenne rot ture di piat t i l ievemente in-tagliati senza strizione, e rot ture analoghe in piat t idotati di un t ra t to di saldatura.

Tensioni interne di origine termica.

Ma un campo t r ip lo di trazione pu abbastanzaagevolmente crearsi mediante tensioni interne do-vute ad azioni termiche part icolar i .

noto che molti laminati e profilati sono sog-getti a notevoli tensioni interne per effetto dellalaminazione e contemporaneo ineguale raffredda-mento .

Frequent i sono i casi di profilati di grandi di-mensioni che sotto uno stimolo anche modesto, adesempio bassa tempera tura invernale ed ur to nettodurante una manovra di scarico si rompono spon-taneamente e rap idamente senza al lungamento esenza strizione denunciando con una notevole de-formazione delle due par t i staccate l ' instabilit del-l 'equil ibrio precedente .

Il Dawance (1 0) ha ot tenuto rot ture fragili intravi a doppio T sollecitate staticamente con inizioda un foro punzonato , la fessura, che rap idamentesi estese a tut ta la sezione, ha avuto evidentementeorigine dalla zona incrudita e frastagliata dal pun-zone.

Ma un cordone di saldatura contraendosi du-

(9) CAMPUS F., Recherches sur les constructions sou-des - Liege 1946.

(10) DAWANCE, Nouvelles recherches esprimentales surla plasticit. Annales de l'Inst. Tech, du Bat. - Mai 1950.

ATTI E RASSEGNA TECNICA DELLA SOCIET DEGLI INGEGNERI E DEGLI ARCHITETTI IN TORINO - NUOVA SERIE - ANNO 6 - N. 10 - OTTOBRE 1952 ATTI E RASSEGNA TECNICA DELLA SOCIET DEGLI INGEGNERI E DEGLI ARCHITETTI IN TORINO - NUOVA SERIE - ANNO 6 - N. 10 - OTTOBRE 1952 345344

La rappresentazione della figura pu ramen te in-dicat iva di un ' ipotesi che richiede molte verifichesperimentali ma che ha il mer i to di chiarire il com-por tamento , a l t r iment i oscuro, dei corpi dutt i l isoggetti a campi di tensione bi e triassiali e delleconseguenze che ne possono derivare.

Nella figura, l 'iperbole e e corrisponde al l imitedelle deformazioni elast iche per un acciaio A 37,l ' iperbole r r corrisponde al l imite di r o t t u r a perscorrimento dello stesso acciaio, la superficie infe-riore alla curva dei limiti elastici r appresen ta ilcampo elastico, quella compresa fra le due curvedei l imiti elastici e dei l imiti di ro t tu ra il campoplastico, la Rf corrisponde alla ro t tu ra fragile di-r e t t a che avviene senza passaggio in plast ici t,la R p m a x la sollecitazione massima per r o t t u r adut t i le in un acciaio A 37 incrudi to , ad esempio,

potere plastificante (fig. 1).

diagramma della sollecitazione principale 1 infunzione del r a p p o r t o

Fig. 1.

per laminazione, la curva R f ' R p m a x copre i l campodella r o t t u r a imper fe t tamente dutt i le o imperfetta-mente fragile perch si accompagna ad una sempreminore deformazione plastica, la R fR f ' segna ill imite di r o t t u r a fragile per mater ia le dutt i leincrudi to , la R R p m a x il campo di ro t tu ra dutt i lecon plastificazione completa.

Per che si verifica, ad esempio, per

1 = 2 = 3 i l imiti di elasticit e di resistenzaper la tensione principale 1 vengono r idot t i am e t di quelli afferenti alla t razione monoassiale;

per i l che avviene, ad esempio, per 2 = 3 =

= 0, sussistendo la sola 1 valgono i valori abi-tual i , di poi i valori a u m e n t a n o per part icolarisistemi tr ipl i di sollecitazione dei quali abbiamoindizi nelle t r a v i l aminate incrudite aventi ten-sioni residue.

Se 3 = 0 il campo nel quale possibile la va-

si restringe perch l imi ta to dariazione di

invece se e si ha

la scala posta sotto alle precedenti che corri-sponde ad un caso part icolare.

Se invece si accet ta l 'ipotesi del Guest che, aifini del compor tamento alla ro t tu ra d importanzaalle sollecitazioni es t reme, o l 'opinione del Baesche assegna impor tanza trascurabile alla inter-media , nel definire i campi di plastificazione, sipu scrivere

e in ta l caso la scala inferiore rappresenta t u t t o ilcampo elastoplastico e coincide sol tanto apparen-temente con la precedente, in quan to , secondol'ipotesi del Rs per 3 = 0 il campo verrebbe a

restringersi per e quindi la rot-

t u r a fragile r isulterebbe eccezionale, m e n t r e conl'ipotesi del Guest potrebbe avvenire per l ' interocampo valido per lo s ta to tr iplo di tensione.

Il meri to del d iagramma di mostrare la possi-bilit per un mater iale dutt i le , in part icolari con-dizioni di sollecitazione, del comportamento imper-fettamente dutt i le o addir i t tura fragile e come possaaversi la rot tura con plastificazione completa ana-logamente ai casi comuni, o con plastificazione in-completa come ammette il Campus, o con fragilitcompleta, come ammettono altr i .

I l diagramma avverte ancora :1) che se una delle tensioni principal i di

compressione il comportamento dutti le assicurato;2) che pu esservi un campo nel quale, pur

essendo le t re tensioni principali positive e nonmille, purch 3 sia sufficiente piccola r i spet toalle a l tre due la r o t t u r a abi tuale ancora possibile;

rante i l raffreddamento in tu t te le direzioni puindubbiamente creare un campo t r ip lo di trazionedi notevole intensit se le par t i connesse, essendosufficientemente rigide, si oppongono alla contra-zione.

A ragioni del genere i Tecnici Tedeschi a t t r i -buirono nel 1938 le ro t ture osservate nelle granditravi piene saldate dei pont i di Berl ino e Rder-sdorf, accertando che le saldature di unione deiforti piat t i formanti briglie col l 'anima, realizzatecon due cordoni d 'angolo avevano appun to creatodelle zone soggette a forti tensioni interne nelle t redirezioni pr incipal i .

Caratteristiche degli acciai di base. stato notato che alcuni acciai sono p i sog-

getti a rot ture fragili. Si t ra t ta di acciai sensibilialle basse t empera tu re , aventi bassa resilienza e ten-denza al l ' invecchiamento.

Se la s trut tura saldata, alle suddette caratte-ristiche generali si aggiungono quelle relative allasaldabili t, acciai inadatt i alla saldatura danno,pi degli a l t r i , pericoli di rot tura fragile.

Si sa gi che conviene l imitare il carbonio e ilmanganese, r idur re il silicio, e l iminare quasi com-ple tamente lo zolfo e il fosforo, ma si impara toda non molto che l 'acciaio calmato, pe r la sua mi-nore tendenza al l ' invecchiamento si presta moltomeglio a queste applicazioni.

Poich gli acciai usati nei pont i tedeschi e belgiche subirono incidenti erano del t ipo A52 (ana-loghi) alcuni Tecnici r i tennero che a questo t ipod'acciaio, allora non ancora prodot to in vista dellasaldatura, si dovesse in buona par te imputa re lacolpa di quanto avvenuto.

noto che l ' invecchiamento considerato damolti come la precipitazione intercristallina di cor-pi disciolti in particelle ul tramicroscopiche che,ostacolando lo scorrimento dei cristalli, favorisconola rot tura per distacco o per decoesione sostituen-do al comportamento dutt i le quello fragile. notoancora che in certi acciai non calmati l ' invecchia-mento pu essere rapido se dopo un incrudimento,dovuto ad esempio ad una lavorazione meccanica,si sottopone il pezzo ad una tempera tura di circa250 centigradi per qualche minuto .

Ora la preparazione dei biselli si faceva spessomediante operazioni meccaniche violente, ad esem-pio mediante cesoie circolari, capaci di provocarel ' incrudimento, una successiva forte passata di

Fig. 3.

elet trodo poteva por ta re la zona incrudita a tem-pera tura d ' invecchiamento artificiale favorendo conci la formazione di fessure microscopiche da con-siderarsi poi come inizio delle rot ture fragili.

Velocit di propagazione della rottura fragile.Scoppio. noto che rot tura fragile si propaga spesso

con velocit elevatissima. Hudson e Greenfield han-no denunciato velocit del l 'ordine di 1000 m/sec (11). Nei p i impor tant i casi di rot tura fragilei testimoni hanno affermato di aver sentito dei ru-mori violentissimi simili a detonazioni (12), ci vuoldire che la rot tura era stata cos rapida da potersiassimilare ad uno scoppio.

Ci si pu spiegare considerando che la propa-gazione rapida della rot tura par tendo dalla fessurainiziale ha luogo quando il complesso che cedepossiede un 'energia potenziale elastica sufficientepe r consentire la propagazione stessa; nei pezzi sin-goli che si rompono p e r tensioni interne esaltateda cause concomitanti , il pericolo tanto mag-giore quanto pi aumentano gli spessori, nei com-plessi le rot ture pi violente si sono verificate neipont i e negli scafi cio in travate di eccezionali di-mensioni.

D'a l t ro lato bene r icordare che l 'energia po-tenziale elastica proporzionale al quadra to dellasollecitazione cosicch uti l izzando degli acciai adalta resistenza, che consentono sollecitazioni spe-cifiche elevate, si aumenta , a par i t di al tre condi-zioni, la probabi l i t di rot tura violenta.

Temperatura ambiente.Tut t i i casi di rot tura violenta spettacolare sono

avvenuti con tempera tura esterna piuttosto bassa.Gli accidenti ai pont i del canale Alberto avven-

nero tut t i verso le p r ime ore del mat t ino in invernoe dopo per iodi di freddi molto forti, le ro t ture de-gli scafi in navigazione avvennero tu t te , o quasi ,durante t empo cattivo, in acque fredde, e con tem-peratura bassa.

Ci indica che gli acciai soggetti a rot ture fra-gili si dimostrano par t icolarmente sensibili allebasse tempera ture , o quanto meno che il complessodelle tensioni interne ed esterne viene sostanzial-mente peggiorato dalle basse tempera ture .

Fragilit di forma.Dopo la caduta del ponte di Hasselt A. De Mar-

neffe (13) r ichiam l 'at tenzione dei costruttori so-pra l'effetto possibile di una fragilit di forma in-sita nel progetto delle s t rut ture .

Nel caso part icolare da lui esaminato, e cio ilraccordo dei montant i verticali della trave Vieren-deel colla briglia inferiore, punto nel quale avven-ne la fessurazione iniziale che dette luogo alla rot-

(11) HUDSON e GREENFFIELD, The speed of propagationof brittle cracks in steel. Journal of Applied Physics n. 4,aprile 1947.

(12) Oss. Mt. Accidents des Ponts du Canai Albert n. 2del 1940.

(13) Oss. Mt. Fragilit de forme, n. 6 del 1938.

346 ATTI E RASSEGNA TECNICA DELLA SOCIET DEGLI INGEGNERI E DEGLI ARCHITETTI IN TORINO - NUOVA SERIE - ANNO 6 - N. 10 - OTTOBRE 1952

tura , egli fece osservare (fig. 3) che nei montant idelle travi a telaio il momento flettente nul lo al-l ' incirca in mezzeria, e il d iagramma dei moment ipu ritenersi t r iangolare dalla mezzeria in gi, convalore massimo all ' innesto con la briglia. Se la sol-lecitazione esterna aumenta , la retta inclinata chedefinisce il d iagramma ruota at torno al pun to nelquale il momento nul lo .

Nel t ipo di montante raccordato circolarmenteusato in quel ponte , i l modulo del montante perla resistenza a flessione, pu ritenersi con buonaapprossimazione rappresenta to dalla larghezza delmontan te , data la presenza di un grosso piat to dibordo e la relativa modesta importanza del l 'animanella formazione del modulo resistente a flessione.Ne segue che la retta inclinata rappresentat iva dellesollecitazioni, ro tando, interseca la curva rappre-sentativa dei modul i resistenti in un pun to , quandovi tangente, in due punt i quando la supera, enella zona a a debbono avvenire concentrazioni

Fig. 4.

di sforzi sfavorevoli alla resistenza. Il ragionamentonon esente da crit iche, alcune ne espresse il Cam-pus nei suoi studi sperimentali sui nodi rigidi (14)basandosi sui risultati delle sue esperienze, nei ri-guardi delle qual i per pu osservarsi che essendoeseguite su elementi piarli a spessore costante, nonpossono ritenersi probator ie per raccordi nei qualila par te di gran lunga p i impor tante costituitadal notevole ingrossamento per imetrale dovuto alpiat to di briglia.

Sta per di fatto che la forma delle s t rut ture haspesso influenza notevole sulla fragilit del com-plesso, i costruttori meccanici conoscono la grandeimportanza dei raccordi sul modo di resistere a fa-tica e agli ur t i dei loro elementi , i costruttori inacciaio sanno quante disavventure abbiano provo-cato nelle s trut ture i punt i singolari nei quali con-centrazioni eccezionali di sforzi forniscono a causeesterne impreviste, come scosse sismiche, raffiche

Fig. 5.

r i tmiche di vento, vento di fondo con effetto Ma-gnus, l 'occasione di un cedimento pr ima localiz-zato e poi generale.

Diagnosi.

ora possibile t ra r re qualche conclusione suf-ficientemente motivata dagli esempi disponibil i ,dagli studi compiuti e dalle molte ipotesi presen-tate.

La rot tura fondamentale nella travata princi-pale del ponte di Rdersdorf si present come mo-stra la fig. 4, avvenne a t empera tura at torno a 12,interess la p ia t tabanda inferiore di mm 39 x 640 ebuona par te del l 'anima alta 3 metr i . L'acciaio uti-lizzato era lo St 52 della produzione corrente dal1936 al 1937, in Germania .

La Commissione di studio at tr ibu la rot tura aduna formazione di tensioni interne nelle t re dire-zioni pr incipal i favorevoli alla rot tura fragile, do-vute alla saldatura dei cordoni di collegamentodella briglia a l l ' an ima, furono per riscontrate an-che fessurazioni microscopiche nei pressi della sal-datura del t ipo di quelle della fig. 5.

Quali r imedi contro nuovi possibili incidenti

Fig. 6.

(14) Oss. Mt. Nouveaux essais sur modles de nudsrigides, n. 4 del 1940.

ATTI E RASSEGNA TECNICA DELLA SOCIET DEGLI INGEGNERI E DEGLI ARCHITETTI IN TORINO - NUOVA SERIE - ANNO 6 - N. 10 OTTOBRE 1952 347

Fig. 7.

del genere venne proposto di usare o acciai dolci oacciai a maggiore resistenza ma apposi tamente stu-diati per la saldatura, insensibili al l ' invecchiamentoartificiale, t ra t ta t i al forno MS, a basso tenore diC.; di l imitare lo spessore delle tavole saldate di-

re t tamente sul l 'anima, di l imitare lo spessore dellepassate, di controllare i cordoni con indagini ra-diografiche.

La caduta del ponte di Hasselt ebbe originedalla rot tura della briglia inferiore di una travata(fig. 6). A sua volta tale rot tura si inizi in unasaldatura D collegante il raccordo del montantealla briglia e venne seguita immedia tamente dallafessura ab formatasi con grande rapidi t (scoppio)e interessante l ' intera briglia a doppio T saldataall 'arco elettrico. L'esame di altri nodi simili delponte caduto e di altri 5 ponti pu re del CanaleAlberto in Belgio, dimostr che esistevano fortis-sime tensioni interne nella zona AB, in 4 ponti siconstatarono anche delle fessure sia in D sia anche,nei casi pi gravi, nella briglia, di andamento si-mile alla ac. Le tensioni interne si poterono r idur renotevolmente segando il piat to di raccordo fra De B, le deformazioni osservate nei due pezzi stac-cati hanno dimostrato che le tensioni in quel pun tosuperavano il limite di elasticit del metallo dibase.

La ragione di tali notevoli tensioni interne ap-pare chiara quando si pensi che il raccordo in esa-me venne eseguito saldando, p r ima il pezzo A sullarobustissima trave E, poi il montante col suo rac-cordo C sulla stessa trave e finalmente in D i duetronchi del piat to di raccordo AB. Data la granderigidit delle due par t i da unire costituite da unlargo piat to di forte spessore r igidamente connessoad una grande trave, la voluminosa saldatura Ddovette esercitare, raffreddandosi, una forte azione

Fig. 8.

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su A e su B, ma senza riuscire a deformarne il sup-por to , t roppo rigido per cedere. I l volume note-vole del cordone in rappor to alla sua lunghezza faprevedere come effetto della contrazione al raffred-damento il sorgere di un sistema t r ip lo di tensionipositive tut te di notevole valore. Tali tensioni, tro-vate superiori al limite di elasticit dell 'acciaio dibase, avranno probabi lmente provocato delle fes-surazioni microscopiche nella zona di transizioneche per l 'uso dei grossi elettrodi si sar certamentetrovata alla tempera tura critica detta di fragilital bleu.

Su questo complesso di minor resistenza agliagenti esterni, p i dei carichi accidentali pesarono,probabi lmente , l ' invecchiamento rapido , la fragi-lit maggiore connessa alla bassa tempera tura e letensioni interne nei nodi rigidi della Vierendeel su-scitate dalle escursioni termiche. Ci sembra pro-vato dal fatto che il ponte resist vittoriosamentea severi collaudi e a notevoli sovraccarichi di traf-fico ment re cadde dopo pochi mesi dal collaudo,essendo pra t icamenute scarico, in un mat t ino par-t icolarmente rigido.

L' incidente al ponte di Hrenthals-Oolen ebbeluogo alle 2 e del mat t ino il 19 gennaio 1940 evenne segnalato alle sentinelle di guardia al ponteda t re violente detonazioni. La rot tura inizialesembra sia quella segnata nella fig. 7 col numero 1.

Essa par te dalla tavola inferiore della brigliainferiore della travata nel pun to in cui vi si innestamediante saldatura la p ia t tabanda irrigidente delmontante .

La rot tura 2 interessa la traversa che collega ledue travate in corrispondenza della rot tura 1, larot tura 3, che ha sezionato completamente la bri-glia inferiore della travata opposta, avvenuta inposizione quasi antisimmetrica della 1 in corri-spondenza del secondo giunto di dilatazione. Si notiche tut te le rot ture sono prossime al giunto di di-latazione realizzato con una discontinuit delle lon-garine e con una sezione del l ' impalcata in cementoarmato. Si ha quindi , da un lato una concentra-zione di tensioni interne nel punto iniziale di rot-tura a causa delle saldature che ivi si incrociano,di pi una discontinuit notevole del flusso di forzenel complesso, per l variazione brusca del mo-mento d' inerzia totale in corrispondenza del giuntodi dilatazione.

La mat t ina del 25 gennaio 1940 alle ore 7 e sopravveniva l ' incidente al ponte di Kaui l le . Larot tura iniziale sembra la l d , essa par te come quelladel ponte precedente dall ' innesto del montante alla

Fig. 10.

Fig. 9.

briglia inferiore che in questo caso, anzich essereuna trave a doppio T saldata come nei casi prece-dent i , era una trave Grey (fig. 8).

La fessura I I I situata in corrispondenza di unraccordo del montante colla briglia superiore, lefessure 4 e 5 hanno ancora inizio all ' innesto deimontant i con la briglia inferiore, del par i che lafessura 6 la quale per ha provocato il distacconetto di un t ra t to di ala, indizio probabi le di ten-sioni interne di laminazione e di saldatura som-mate . La tempera tura esterna, al momento dell ' in-cidente, era di circa 20 come per il ponte pre-cedente.

Gli incidenti avvenuti agli scafi dei cargo sal-dati non sono sempre perfet tamente noti pe r ra-gioni ovvie, il numero delle fessurazioni percos grande che consente di t ra r re con mezzi stati-stici delle conclusioni abbastanza sicure e certo in-teressanti.

Il secondo rappor to della Commissione di stu-dio nominata in seguito agli incidenti suddett i con-clude affermando che tut te le rot ture studiate det-tagliatamente hanno , come origine, delle discon-t inui t s t rut tural i di progetto o dei difetti di esecu-zione delle saldature, agenti come intagli.

I miglioramenti proposti dal p r imo rappor toconsistevano pr incipalmente :

nel miglioramento dei dettagli del pro-getto ai fini di e l iminare pericolosi concentramentidi sforzi e azioni d ' intaglio,

unificazione degli elet trodi, del loro con-trollo e della loro utilizzazione,

programmazione molto minuta della ese-cuzione delle saldature,

rinforzo del fasciame dei pont i in corri-spondenza degli angoli ret t i dei boccaporti e a l t r ipassaggi e raccordo degli stessi mediante archi dicerchio,

diminuzione della rigidit delle unioni sal-

Fig. 11.

ATTI E RASSEGNA TECNICA DELLA SOCIET DEGLI INGEGNERI E DEGLI ARCHITETTI IN TORINO - NUOVA SERIE - ANNO 6 - N. 10 - OTTOBRE 1952 349348

Fig. 12.

date delle chiglie di rull io alla carena sostituendola saldatura continua con trat t i separati da allegge-r imenti semicircolari del l 'anima della chiglia dirul l io ,

introduzione nel fasciame dei pont i , inquello delle mura te e par t icolarmente nei raccordidei ponti alla carena, di giunti longitudinali chio-dati at t i ad arrestare l 'eventuale propagazione difessure trasversali, che, come si visto precedente-mente , una volta iniziate, nelle lamiere in un solpezzo si propagano rap idamente fino alla fine dellalamiera stessa se l 'energia potenziale elastica dispo-nibile sufficiente.

I l secondo rappor to constata che hanno avutoesito positivo.

Come esempi istruttivi di part icolari t costrut-tive sedi accertate di inizio di ro t ture con lunghefessurazioni potranno valere le seguenti :

Fig. 9: Angolo ret to in corrispondenza di unaaper tura , peggiorato dall 'azione di intaglio del cor-done di saldatura che fa capo allo spigolo. Perfe-z ionamento: raccordo circolare in p i e n a lamiera,cordone verticale spostato oltre il raccordo.

Fig. 10: Unione di t re lamiere del fasciame. Sideve saldare pr ima il cordone che non prosegue(1) se invece si salda pr ima il cordone passante (2)le due lamiere superiori r isultano gi r igidamentecollegate alla lamiera inferiore e le tensioni dovutealla contrazione del cordone verticale che non puavvenire l iberamente perch contrastata dall ' inca-stro con la lamiera inferiore, provoca forti tensioniinterne e concentrazioni con stato t r iplo di trazionenel l ' incontro dei cordoni. I l r isultato probabi le diun procedimento scorretto la fessurazione nel cor-done verticale e nelle lamiere illustrato in (3).

(15) Report on hogging and sagging test on all-weldedtanker M/V Neverita, London 1944.

Fig. 11 : Taglio di un t ra t to del fasciame perallogarvi un quadro di rinforzo di una aper tura .Errore nel taglio ossiacetilenico che invece di esserecurvo ha un regresso in corrispondenza di un rac-cordo circolare. Intaglio pericoloso anche se riem-pito con saldatura.

Fig. 12: Fessura in un ponte di una nave Li-berty che ha origine da una zona nella quale variesaldature in elementi vicini di notevole spessorehanno creato, probabi lmente anche a causa dellasequenza scorretta di formazione dei cordoni, unaforte concentrazione di tensioni interne nelle t redirezioni e un effetto d ' intaglio.

Completano questi interessanti dati sul compor-tamento di quelle grandi travi saldate a guscio chesono gli scafi, le esperienze condotte con molta di-ligenza sulla petroliera saldata Neverita, a cura del-l 'Admiral ty Ship Welding Committee (15).

Si t ra t ta di una nave varata nel 1944 del dislo-camento di 18.793 Tonn. nel cui progetto e nellacui costruzione si fece tesoro degli insegnamentidella guerra sui cargo saldati. '

I risultati p i interessanti sono:

la distribuzione delle sollecitazioni nellemura te a s trut tura prevalentemente trasversale enelle parat ie longitudinali dello stesso t ipo , risultameno in accordo con la teoria e col calcolo preli-minare di quanto non avvenga nel ponte e nel fon-do che sono a s t rut tura longitudinale.

si sono verificate sollecitazioni trasversalidel l 'ordine del 20% di quelle longitudinali , dotatedi considerevoli fluttuazioni finora inspiegate;

gli effetti dovuti alle azioni locali pe r pres-sione idrostatica e preesistenti deformazioni del fa-sciame, sono risultati molto pi considerevoli diquell i agenti nella fibra mediana delle lamiere pereffetto delle azioni generali di inarcamento e in-sel lamento;

le lamiere che presentavano deformazionipropr ie iniziali pe r imperfetta foggiatura o perpressione idrostatica, caricate assialmente, non se-guivano pi la legge della sovrapposizione deglieffetti ;

la discontinuit strut turale dei fianchi neiquali il sistema longitudinale sostituito da unsistema trasversale, si t raduce in un peggioramentodelle condizioni di resistenza degli stessi e in unaimperfetta armonia delle sollecitazioni, corrispon-dente alla incompleta armonia s t rut turale .

Le conclusioni che si possono t rar re da quantoesposto sono ovvie.

Basandosi su di esse da qualche anno i costrut-tori hanno imparato a progettare ed eseguire grandiopere arditissime sia nel campo dei ponti come inquello degli scafi, completamente saldate, senza chealcun pericolo ne mini il sicuro funzionamento.

Vittorio Zignoli

Politecnico di Torino - Istituto di tecnica ed eco-nomia dei trasporti.

350 ATTI E RASSEGNA TECNICA DELLA SOCIET DEGLI INGEGNERI E DEGLI ARCHITETTI IN TORINO - NUOVA SERIE - ANNO 6 - N. 10 - OTTOBRE 1952

Elenco delle pubblicazionidi Giuseppe Albenga

Contributo alla teoria dei solidi a grande curvatura - Attidella R. Accademia delle Scienze, vol. XLIV, 1908-1909.

Sul calcolo analitico degli archi elastici - Ibid., Torino.1909.

Compensazione grafica con la figura d'errore - Ibid., Torino,1912.

I problemi di Launhardt e di v. Schrutka - Ibid., Torino,1912.

La inflessione laterale delle palafitte da fondazione - Ibid.,Torino, 1913.

Su di alcune applicazioni di serie trigonometriche alla deter-minazione di linee elastiche - Atti del R. Istituto Ve-neto, 1913.

Sulla deformazione degli anelli circolari elastici - Rendicontidella R. Accademia dei Lincei, 1913.

Sul calcolo dei volumi dei solidi stradaliGenio Civile, 1913.

- Giornale del

Su di alcune teorie approssimate della lastra piana - RealeAccademia delle Scienze di Torino, 1913-14.

La cerchiatura delle condotte forzate - Atti della R. Acca-demia delle Scienze di Torino, 1914.

Sul profilo teorico delle funicolari - Ibid., 1915.Sul teorema di reciprocit di Land - Ibid., 1915.

Sulle linee di influenza delle tensioni interne negli archi -Ibid., Torino, 1916.

Sulla trave continua inflessa e sollecitata assialmente (I) -Ibid., 1916; ripubblicata nel Bollettino Direzione Tec-nica dell'Aviazione Militare N. 13.

Sulla trave continua inflessa e sollecitata assialmente (II) -Ibid., 1917-18. Ibid.

La formula di Zimmermann - Giornale Genio Civile, 1916.Sull'attrito volvente dei veicoli ordinari - Atti della R. Ac-

cademia delle Scienze di Torino, 1917.

La evoluzione della strada - La strada antica - Annali delleUniversit Toscane, 1918. Ripubblicato sul giornale Le Strade .

Linee di influenza degli archi iperstatici - Giornale del Ge-nio Civile, 1919.

Sul problema delle coazioni elastiche - Atti R. Accademiadelle Scienze di Torino, 1919.

Silvio Canevazzi - Atti Ass. Italiana per lo studio di mate-riali da costruzione, Pisa, 1919.

Spinte dei ghiacci contro le dighe di sbarramento - AnnaliConsiglio Sup. delle Acque, 1921.

Il diagramma della pressione dell'aria nel calcolo staticodegli Aeroplani - Atti R. Acc. delle Scienze di Torino,1924 e Notiziario del Commissariato d'Aeronautica, feb-braio 1925.

Calcolo di resistenza degli aeroplani:Nota I - Le azioni esterne ed il coeff. di rottura - An-

nali dei Lav. Pubblici, fasc. 9 e 12, 1924.Nota II - I rivestimenti - Ibid., fasc. 12, 1925.Nota III - Le centine - Ibid., fasc. 1, 1927.Nota IV - L'ala di sbalzo - Ibid., fasc. 4, 1928.Nota V - L'ala monoplano con saettoni e la cellula bi-

plana. Elementi tesi e compressi -' Ibid., fasc. 9,1929.

Nota VI - L'ala monoplano con saettoni e la cellula bi-plana. Elementi inflessi e sollecitati assialmente -Ibid., 1929.

L'analogia di Prandtl - Annali dei LL. PP., 1926.

Estensione dell'analogia di Prandll - Ibid., 1927.

Su una distorsione di Volterra usata nella costruzione deiponti in muratura - Memorie della R. Accademia delleScienze di Bologna, 1926.

Sulla chiusura delle cerniere nelle volte murarie articolate -Ibid., 1927.

Su di una particolare cellula biplana - Ibid., 1928.

L'analogia di Wieghardt - Annali dei lavori pubblici, 1927.

A proposito di un teorema di Volcovic - Atti della R. Ac-cademia delle Scienze di Torino, 1928.

Un precursore della organizzazione scientifica del lavoro:Leonardo da Vinci - L'Ingegnere, 1922.

Le vicende del nome ingegnere - L'Ingegnere, 1928.

Progetti di aeroplani - L'uomo ed il velivolo - Aerotec-nica , 1928.

La scienza delle costruzioni e Leonardo da Vinci - Atti delCongresso Internazionale dei matematici, Bologna, 1928.

Spinte del ghiaccio contro le dighe di sbarramento - L'In-gegnere, 1929.

L'appalto di un ponte a mezzo il trecento - Ibid., 1929.

Ancora sulla spinta del ghiaccio contro le dighe di sbarra-mento, L'Ingegnere, 1930.

A proposito di qualche formula approssimata per la traveinflessa e sollecitata assialmente - Atti della R. Acc. diScienze di Torino, 1929. Ed anche Aerotecnica , 1930.

Progetti di areoplani - L'atmosfera ed il velivolo - Aero-tecnica , 1929.

L'evoluzione della stradaLe strade , 1929.

- La strada nell'evo moderno -

Lezione di ponti - Vol. I, Utet, 1930.

Il calcolo statico degli aeroplani nei regolamenti esteri. Leproposte tedesche del giugno 1929 - Aerotecnica,1929.

Vite di Ingegneri: C. Ader, T. Agadio, Sir. J. Aird, W. A.J. Albert, P. Alibrandi, G. A. Alberti, J. Ansler, F. An-dreossi, R. Arkwright, W. G. Lord Amstrong, E. Ar-nold, Sir W. Arrol, L. Aspdin, F. Asthvic, G. Avan-zini, J. v. Baader, Sir R. Baker, A. F. Bauer, W. S. V.Bauer, J. Bauschinger, H. E. Bazin, L. A. Beaudemou-lin, L. Beck, J. Belgrado, F. E. M. Belgrand, A. G. Bell,G. B. Belluzzi, G. A. Belluzzi, G. B. Biadego, G. Bi-

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