STRUTTURA TRASVERSALE
APPROFONDIMENTI > STRUTTURA
Struttura trasversale e struttura a prevalenza trasversale.
Il sistema trasversale è stato, per secoli, l’unico adottato e nel corso del tempo è stato migliorato, tanto da raggiungere un ottimo livello di validità e sicurezza.
Il problema fondamentale della costruzione navale è stato sempre quello di realizzare uno scafo con superficie esterna stagna all’acqua. Per risolvere questo problema si è ricorso alla realizzazione di una superficie esterna costituita da tavole di legno (fasciame). Poiché la superficie esterna (fondo, fianchi e ponte) di una nave è a doppia curvatura e queste variano più gradualmente nel senso della lunghezza che non in quello dell’altezza o della larghezza, le tavole del fasciame dovevano essere disposte longitudinalmente. Per poter porre in loco le tavole (già incurvate) e bloccarle nella loro posizione definitiva, era indispensabile avere delle strutture trasversali (ossature) che, da una parte, definissero (sia pure in modo discreto) la superficie da fasciare e, dall’altra, consentissero il bloccaggio delle tavole. Ovviamente ogni tavola di un corso doveva iniziare su una ossatura, avere lunghezza tale da impegnare un congruo numero di ossature e terminare su un’altra ossatura. L’intestatura tra due tavole contigue dello stesso corso poteva facilmente essere resa stagna proprio perché la detta intestatura avveniva sulla stessa ossatura. I comenti tra due corsi di tavole adiacenti veniva reso stagno all’acqua a mezzo della geometria dato agli stessi ed al calafataggio che veniva effettuato successivamente.
Per impostare la serie di ossature, erano necessarie delle robuste travi longitudinali; essenzialmente due, una in basso (chiglia) ed una in alto (anguilla). Si aveva così che le ossature – collocate in modo fisso ad intervalli regolari - consentivano di sistemare le tavole nella maniera migliore fasciando in modo stagno lo scafo; d’altra parte, il fasciame contribuiva in modo molto efficace all’ulteriore bloccaggio delle ossature nella posizione voluta. Il fasciame interno, poi, contribuiva a sua volta ed in modo definitivo al bloccaggio delle ossature ed a rendere lo scafo un tutt’uno di elevata robustezza.
Una tale struttura dello scafo risultava idonea a ben sopportare le sollecitazioni gravanti sulla trave-nave a causa dei carichi interni ed esterni, che, comunque, erano abbastanza contenuti, stante le ridotte dimensioni delle navi. Una tale struttura era in grado, soprattutto, a resistere egregiamente alle gravose sollecitazioni che l’attrezzatura velica (con uno o più alberi) trasferiva ad alcune parti dello scafo inducendo azioni locali di buckling (Collasso per carico di punta; fenomeno per il quale, raggiunta la tensione critica, che può essere anche inferiore a quella di snervamento del materiale, la struttura cede per instabilità, senza dare segni premonitori).
L’introduzione dell’acciaio nella costruzione di navi, con propulsione a vela, non mutò il sistema costruttivo, non solo per la grandissima esperienza accumulata nelle costruzioni in legno, ma anche perché il fasciame (corsi di lamiere) andava chiodato sulle strutture dello scafo e perché le sollecitazioni restavano essenzialmente le stesse in quanto le dimensioni e la forma delle navi si mantennero quasi invariate.
Il passaggio dalla propulsione a vela a quella a motore, invece, determinò cambiamenti nei carichi agenti, per cui il sistema di realizzare lo scafo fu in parte modificato.
Il crescere delle dimensioni della nave (in particolare la lunghezza) ha fatto sì che la sollecitazione più importante fosse quella di flessione, ponendo in crisi (soprattutto per gli elevati costi e tempi di costruzione) il sistema trasversale.
Da alcuni decenni, quindi, per le navi in acciaio, non si adotta più il sistema trasversale puro, cioè per la totalità delle strutture dello scafo, ma solo per la maggior parte delle strutture, per cui si tratta di struttura a prevalenza trasversale, cioè che adotta prevalentemente (nella maggioranza delle parti dello scafo) il sistema trasversale.
Ovviamente, nelle costruzioni in legno si adotta ancora il sistema trasversale anche se la propulsione è a motore.
La struttura a prevalenza trasversale è quella che si adotta, di norma, per navi di lunghezza inferiore a 65 metri, cioè per quelle navi per le quali le sollecitazioni dovute al momento flettente sono di importanza secondaria rispetto alle altre.
Lo scafo è costituito da una serie di telai (detti anche ossature) costituiti da madieri, costole e bagli.
I telai sono di due tipi: telai comuni o telai ordinari (madiere + costola + baglio) e telai rinforzati (madiere rinforzato + costola rinforzata + baglio rinforzato), a seconda che la loro robustezza è “normale” o “maggiorata”. I telai, comuni e rinforzati, sono disposti lungo l’asse longitudinale X della nave e giacciono in piani trasversali (piani paralleli al piano YZ). La distanza tra questi piani trasversali è detta intervallo di ossatura. Ogni n (n può assumere il valore 3 o 4 o 5) telai comuni c’è un telaio rinforzato. L’intervallo di ossatura ha valore costante per quasi tutta la lunghezza della nave. Alle estremità di poppa e di prua l’intervallo d’ossatura è minore; ciò per tenere conto della curvatura dello scafo in tali zone e per la necessità di realizzare una maggiore robustezza per sopportare le notevoli sollecitazioni statiche e dinamiche che cimentano ciascuna di queste parti (per la parte prodiera, si ricordano: i tremendi sforzi che si manifestano durante la navigazione in mare agitato, quelli che si generano in una collisione, ecc.; per la parte poppiera, si ricordano: le sollecitazioni derivanti dalla spinta dell’elica, dall’azione del timone, ecc.).
Collegano tra loro i detti telai (oltre al fasciame) grandi travi disposte secondo la direzione dell’asse X della nave e che costituiscono uno o più telai rinforzati longitudinali. Gli elementi costituenti il telaio rinforzato giacente nel piano diametrale della nave sono: la chiglia, il paramezzale centrale, l’anguilla centrale e le strutture diametrali della prua e della poppa. Se i telai rinforzati sono più di uno, si avranno paramezzali laterali ed anguille laterali (cioè non giacenti nel piano diametrale della nave). Detti elementi longitudinali si collegano alle strutture di poppa e di prua - costituendo, appunto, un telaio - e sono collegati a tutti i telai trasversali (comuni e rinforzati) nonché alle paratie stagne (squadre collegano i detti elementi longitudinali ai montanti di rinforzo del fasciame delle paratie).
Nel sistema a prevalenza trasversale, quindi, si hanno:
Il sistema trasversale è stato, per secoli, l’unico adottato e nel corso del tempo è stato migliorato, tanto da raggiungere un ottimo livello di validità e sicurezza.
Il problema fondamentale della costruzione navale è stato sempre quello di realizzare uno scafo con superficie esterna stagna all’acqua. Per risolvere questo problema si è ricorso alla realizzazione di una superficie esterna costituita da tavole di legno (fasciame). Poiché la superficie esterna (fondo, fianchi e ponte) di una nave è a doppia curvatura e queste variano più gradualmente nel senso della lunghezza che non in quello dell’altezza o della larghezza, le tavole del fasciame dovevano essere disposte longitudinalmente. Per poter porre in loco le tavole (già incurvate) e bloccarle nella loro posizione definitiva, era indispensabile avere delle strutture trasversali (ossature) che, da una parte, definissero (sia pure in modo discreto) la superficie da fasciare e, dall’altra, consentissero il bloccaggio delle tavole. Ovviamente ogni tavola di un corso doveva iniziare su una ossatura, avere lunghezza tale da impegnare un congruo numero di ossature e terminare su un’altra ossatura. L’intestatura tra due tavole contigue dello stesso corso poteva facilmente essere resa stagna proprio perché la detta intestatura avveniva sulla stessa ossatura. I comenti tra due corsi di tavole adiacenti veniva reso stagno all’acqua a mezzo della geometria dato agli stessi ed al calafataggio che veniva effettuato successivamente.
Per impostare la serie di ossature, erano necessarie delle robuste travi longitudinali; essenzialmente due, una in basso (chiglia) ed una in alto (anguilla). Si aveva così che le ossature – collocate in modo fisso ad intervalli regolari - consentivano di sistemare le tavole nella maniera migliore fasciando in modo stagno lo scafo; d’altra parte, il fasciame contribuiva in modo molto efficace all’ulteriore bloccaggio delle ossature nella posizione voluta. Il fasciame interno, poi, contribuiva a sua volta ed in modo definitivo al bloccaggio delle ossature ed a rendere lo scafo un tutt’uno di elevata robustezza.
Una tale struttura dello scafo risultava idonea a ben sopportare le sollecitazioni gravanti sulla trave-nave a causa dei carichi interni ed esterni, che, comunque, erano abbastanza contenuti, stante le ridotte dimensioni delle navi. Una tale struttura era in grado, soprattutto, a resistere egregiamente alle gravose sollecitazioni che l’attrezzatura velica (con uno o più alberi) trasferiva ad alcune parti dello scafo inducendo azioni locali di buckling (Collasso per carico di punta; fenomeno per il quale, raggiunta la tensione critica, che può essere anche inferiore a quella di snervamento del materiale, la struttura cede per instabilità, senza dare segni premonitori).
L’introduzione dell’acciaio nella costruzione di navi, con propulsione a vela, non mutò il sistema costruttivo, non solo per la grandissima esperienza accumulata nelle costruzioni in legno, ma anche perché il fasciame (corsi di lamiere) andava chiodato sulle strutture dello scafo e perché le sollecitazioni restavano essenzialmente le stesse in quanto le dimensioni e la forma delle navi si mantennero quasi invariate.
Il passaggio dalla propulsione a vela a quella a motore, invece, determinò cambiamenti nei carichi agenti, per cui il sistema di realizzare lo scafo fu in parte modificato.
Il crescere delle dimensioni della nave (in particolare la lunghezza) ha fatto sì che la sollecitazione più importante fosse quella di flessione, ponendo in crisi (soprattutto per gli elevati costi e tempi di costruzione) il sistema trasversale.
Da alcuni decenni, quindi, per le navi in acciaio, non si adotta più il sistema trasversale puro, cioè per la totalità delle strutture dello scafo, ma solo per la maggior parte delle strutture, per cui si tratta di struttura a prevalenza trasversale, cioè che adotta prevalentemente (nella maggioranza delle parti dello scafo) il sistema trasversale.
Ovviamente, nelle costruzioni in legno si adotta ancora il sistema trasversale anche se la propulsione è a motore.
La struttura a prevalenza trasversale è quella che si adotta, di norma, per navi di lunghezza inferiore a 65 metri, cioè per quelle navi per le quali le sollecitazioni dovute al momento flettente sono di importanza secondaria rispetto alle altre.
Lo scafo è costituito da una serie di telai (detti anche ossature) costituiti da madieri, costole e bagli.
I telai sono di due tipi: telai comuni o telai ordinari (madiere + costola + baglio) e telai rinforzati (madiere rinforzato + costola rinforzata + baglio rinforzato), a seconda che la loro robustezza è “normale” o “maggiorata”. I telai, comuni e rinforzati, sono disposti lungo l’asse longitudinale X della nave e giacciono in piani trasversali (piani paralleli al piano YZ). La distanza tra questi piani trasversali è detta intervallo di ossatura. Ogni n (n può assumere il valore 3 o 4 o 5) telai comuni c’è un telaio rinforzato. L’intervallo di ossatura ha valore costante per quasi tutta la lunghezza della nave. Alle estremità di poppa e di prua l’intervallo d’ossatura è minore; ciò per tenere conto della curvatura dello scafo in tali zone e per la necessità di realizzare una maggiore robustezza per sopportare le notevoli sollecitazioni statiche e dinamiche che cimentano ciascuna di queste parti (per la parte prodiera, si ricordano: i tremendi sforzi che si manifestano durante la navigazione in mare agitato, quelli che si generano in una collisione, ecc.; per la parte poppiera, si ricordano: le sollecitazioni derivanti dalla spinta dell’elica, dall’azione del timone, ecc.).
Collegano tra loro i detti telai (oltre al fasciame) grandi travi disposte secondo la direzione dell’asse X della nave e che costituiscono uno o più telai rinforzati longitudinali. Gli elementi costituenti il telaio rinforzato giacente nel piano diametrale della nave sono: la chiglia, il paramezzale centrale, l’anguilla centrale e le strutture diametrali della prua e della poppa. Se i telai rinforzati sono più di uno, si avranno paramezzali laterali ed anguille laterali (cioè non giacenti nel piano diametrale della nave). Detti elementi longitudinali si collegano alle strutture di poppa e di prua - costituendo, appunto, un telaio - e sono collegati a tutti i telai trasversali (comuni e rinforzati) nonché alle paratie stagne (squadre collegano i detti elementi longitudinali ai montanti di rinforzo del fasciame delle paratie).
Nel sistema a prevalenza trasversale, quindi, si hanno:
- strutture trasversali primarie comuni (ad ogni intervallo di ossatura),
- strutture trasversali secondarie rinforzate (ad ogni x intervalli di ossatura),
- strutture longitudinali rinforzate.