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Torsione

Definizione – Etimologia

Dal latino torquere (torcere). Indica una sollecitazione caratterizzata da un momento ortogonale alla sezione trasversale di un elemento strutturale, per lo più monodimensionale (trave). Tale momento provoca rotazioni delle sezioni lungo un asse longitudinale, per cui la trave tende ad avvitarsi a elica. Il momento torcente induce degli sforzi tangenziali agenti nella sezione trasversale della trave.

Generalità

Nelle travi con sezione circolare il problema della torsione ha una soluzione intuitiva, ottenibile semplicemente sulla base di considerazioni di equilibrio. Le tensioni tangenziali da torsione crescono linearmente dal centro della trave. Nel caso di sezione di forma generica, la determinazione dello stato di sforzo indotto dalla torsione è più complessa e si basa necessariamente sulla teoria dell’elasticità. La soluzione del problema è dovuta a de Saint-Venant (1853) il quale osservò che le sezioni trasversali non rimangono piane (spostamenti descritti dalla funzione di ingobbamento).
Esistono delle analogie con problemi fisici efficaci per la comprensione dello stato di sforzo indotto dalla torsione. Ad esempio l’analogia idrodinamica è fondata sull’osservazione che le velocità delle particelle di un fluido contenuto in un recipiente con sezione uguale a quella della trave e posto in rotazione hanno la stessa direzione delle tensioni tangenziali dovute alla torsione.
Come evidente da tale analogia, nelle sezioni costituite da profili sottili aperti, le sforzi tangenziali variano linearmente lungo lo spessore con andamento a farfalla. Nelle sezioni cave sottili invece, tali sforzi sono costanti sullo spessore. In ragione di questa osservazione le sezioni chiuse (tubolari, scatolari, a cassone pluriconnesse) sono più adatte alla torsione rispetto alle sezioni aperte (a C, L o a doppio T).
Nelle strutture civili, la torsione si verifica tipicamente nelle travi di bordo che sostengono elementi a sbalzo. Inoltre la sollecitazione di torsione agisce in travi soggetta a taglio eccentrico rispetto al centro di taglio della sezione.

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