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Profilati metallici INP ad ali inclinate: geometria, inerzie e masse
I profilati metallici IPN, indicati comunemente come INP in parte della terminologia commerciale e cantieristica, costituiscono la tradizionale famiglia europea delle travi ad I laminate a caldo. A differenza della serie IPE (caratterizzata da ali a facce parallele), i profili IPN presentano una marcata inclinazione delle facce interne delle ali. Rispetto ai profilati a facce parallele di pari altezza nominale, le sezioni IPN evidenziano un'anima generalmente più spessa e una differente distribuzione del materiale, determinata proprio dalla geometria rastremata e dai raccordi delle ali.
Tali peculiarità geometriche influenzano in modo significativo le proprietà inerziali della sezione e possono risultare favorevoli per specifiche condizioni di impiego o per la resistenza a instabilità locale dell'anima, pur comportando masse lineari diverse. Oggi l'impiego dei profilati IPN risulta meno diffuso nella nuova carpenteria metallica per edilizia — prevalentemente orientata sugli IPE —, tuttavia mantengono un ruolo fondamentale nella componentistica di sollevamento industriale, nella carpenteria metallica per settore ferroviario, o come elementi di sostituzione e rinforzo per l'adeguamento statico di strutture storiche e tralicci preesistenti.
1. Pendenza delle ali e accorgimenti costruttivi
La caratteristica geometrica che governa l'intero profilo IPN è l'inclinazione nominale del 14% (circa 8°) delle facce interne delle ali. Lo spessore dell'ala non è costante, ma cresce linearmente procedendo dal bordo esterno verso l'anima centrale. Il profilo è inoltre caratterizzato da due distinti raggi di curvatura: un raggio di raccordo interno alla radice dell'anima (r1) e un raggio di arrotondamento all'estremità dell'ala (r2).
Considerazioni per le giunzioni bullonate
Quando le operazioni di accoppiamento a taglio o flangiatura prevedono che la testa di un bullone o il dado debbano serrare appoggiando direttamente sulla faccia interna inclinata dell'ala, il piano di contrasto non risulta ortogonale all'asse della vite. Per evitare l'insorgere di flessioni o tagli secondari dannosi per il gambo filettato, il collegamento deve compensare tale pendenza del 14%. È pertanto prassi ricorrere a rondelle smussate o piastrine cuneiformi specifiche, selezionate in ottemperanza ai criteri dettati per le giunzioni strutturali (EN 1090-2 / EN 14399).
2. Inquadramento normativo: UNI EN 10365 e tolleranze
La famiglia dei profilati ad U e ad I ad ali inclinate era storicamente normata in Italia dalla UNI 5679:1973, ritirata formalmente nel 2017. Nella prassi tecnica e produttiva attuale, le dimensioni nominali e le masse lineari dei profilati IPN laminati a caldo sono stabilite a livello europeo dalla norma UNI EN 10365:2026 (Hot rolled steel channels, I and H sections). Parallelamente, le tolleranze di fabbricazione relative alla geometria, alla rettilineità e agli scostamenti ammissibili sulla massa rientrano nel campo di applicazione della UNI EN 10024:1996.
Ai fini dell'analisi strutturale, le moderne tabelle dei cataloghi siderurgici recepiscono le nomenclature proprie dell'Eurocodice 3 per le strutture in acciaio (serie EN 1993). Di seguito il glossario per una corretta interpretazione, fondamentale in caso di pre-lavorazioni tramite taglio laser o meccanico:
3. Database Tecnico: Geometria, Inerzia e Moduli Elastici
La seguente tabella di riferimento ingegneristico espone le grandezze per le sezioni standard dalla IPN 80 alla IPN 600. Per rigore strutturale, i moduli di resistenza qui tabulati sono esplicitamente quelli elastici (Wel,y e Wel,z), da non confondere con i moduli plastici omonimi (Wpl).
| Profilo IPN |
Dimensioni Nominali [mm] | Massa [kg/m] |
Area [cm²] |
Momenti d'Inerzia [cm4] | Moduli Elastici [cm³] | Raggi Inerzia [cm] | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| h | b | tw | tf | r1 | r2 | Iy | Iz | Wel,y | Wel,z | iy | iz | |||
| 80 | 80 | 42 | 3,9 | 5,9 | 3,9 | 2,3 | 5,94 | 7,57 | 77,8 | 6,29 | 19,5 | 2,99 | 3,20 | 0,91 |
| 100 | 100 | 50 | 4,5 | 6,8 | 4,5 | 2,7 | 8,34 | 10,6 | 171 | 12,2 | 34,2 | 4,88 | 4,01 | 1,07 |
| 120 | 120 | 58 | 5,1 | 7,7 | 5,1 | 3,1 | 11,1 | 14,2 | 328 | 21,5 | 54,7 | 7,41 | 4,81 | 1,23 |
| 140 | 140 | 66 | 5,7 | 8,6 | 5,7 | 3,4 | 14,3 | 18,2 | 573 | 35,2 | 81,9 | 10,7 | 5,61 | 1,40 |
| 160 | 160 | 74 | 6,3 | 9,5 | 6,3 | 3,8 | 17,9 | 22,8 | 935 | 54,7 | 117 | 14,8 | 6,40 | 1,55 |
| 180 | 180 | 82 | 6,9 | 10,4 | 6,9 | 4,1 | 21,9 | 27,9 | 1.450 | 81,3 | 161 | 19,8 | 7,20 | 1,71 |
| 200 | 200 | 90 | 7,5 | 11,3 | 7,5 | 4,5 | 26,2 | 33,4 | 2.140 | 117 | 214 | 26,0 | 8,00 | 1,87 |
| 220 | 220 | 98 | 8,1 | 12,2 | 8,1 | 4,9 | 31,1 | 39,5 | 3.060 | 162 | 278 | 33,1 | 8,80 | 2,02 |
| 240 | 240 | 106 | 8,7 | 13,1 | 8,7 | 5,2 | 36,2 | 46,1 | 4.250 | 221 | 354 | 41,7 | 9,59 | 2,20 |
| 260 | 260 | 113 | 9,4 | 14,1 | 9,4 | 5,6 | 41,9 | 53,3 | 5.740 | 288 | 442 | 51,0 | 10,40 | 2,32 |
| 280 | 280 | 119 | 10,1 | 15,2 | 10,1 | 6,1 | 47,9 | 61,0 | 7.590 | 364 | 542 | 61,2 | 11,10 | 2,45 |
| 300 | 300 | 125 | 10,8 | 16,2 | 10,8 | 6,5 | 54,2 | 69,0 | 9.800 | 451 | 653 | 72,2 | 11,90 | 2,56 |
| 320 | 320 | 131 | 11,5 | 17,3 | 11,5 | 6,9 | 61,0 | 77,7 | 12.510 | 555 | 782 | 84,7 | 12,70 | 2,67 |
| 340 | 340 | 137 | 12,2 | 18,3 | 12,2 | 7,3 | 68,0 | 86,7 | 15.700 | 674 | 923 | 98,4 | 13,50 | 2,80 |
| 360 | 360 | 143 | 13,0 | 19,5 | 13,0 | 7,8 | 76,1 | 97,0 | 19.610 | 818 | 1.090 | 114 | 14,20 | 2,90 |
| 380 | 380 | 149 | 13,7 | 20,5 | 13,7 | 8,2 | 84,0 | 107 | 24.010 | 975 | 1.260 | 131 | 15,00 | 3,02 |
| 400 | 400 | 155 | 14,4 | 21,6 | 14,4 | 8,6 | 92,4 | 118 | 29.210 | 1.160 | 1.460 | 149 | 15,70 | 3,13 |
| 450 | 450 | 170 | 16,2 | 24,3 | 16,2 | 9,7 | 115 | 147 | 45.850 | 1.730 | 2.040 | 203 | 17,70 | 3,43 |
| 500 | 500 | 185 | 18,0 | 27,0 | 18,0 | 10,8 | 141 | 179 | 68.740 | 2.480 | 2.750 | 268 | 19,60 | 3,72 |
| 550 | 550 | 200 | 19,0 | 30,0 | 19,0 | 11,4 | 166 | 212 | 99.180 | 3.480 | 3.610 | 349 | 21,60 | 4,02 |
| 600 | 600 | 215 | 21,6 | 32,4 | 21,6 | 13,0 | 199 | 254 | 139.000 | 4.630 | 4.670 | 434 | 23,40 | 4,29 |
Calcolatore Interattivo: Dati e massa nominale della fornitura
Attraverso la selezione della designazione della trave, l'applicativo recupera il momento d'inerzia e i moduli di resistenza. Integrando la lunghezza e il numero di barre, stima la massa teorica totale e traccia una proiezione illustrativa del profilato.
Valore teorico calcolato sulla massa lineare nominale tabulata. La massa effettiva del materiale fornito in cantiere può differire dal valore nominale, posizionandosi all'interno delle tolleranze di processo previste dalla UNI EN 10024:1996.
Rappresentazione schematica proporzionata della sezione IPN
Schema geometrico a scopo illustrativo, finalizzato all'evidenziazione qualitativa della pendenza (14%) delle facce interne delle ali; non utilizzabile come tracciato CAD esecutivo o per l'esatta rappresentazione dei raccordi (r2).
