Tecnica delle Costruzioni - Unioni bullonate in acciaio

ARGOMENTO:

LE UNIONI BULLONATE

Premessa:

Abbiamo esaminato tutti gli elementi del capannone. Ebbene, questo si realizza «accoppiando» (unendo) tra loro elementi prefabbricati.

Questi punti di unione sono delicati. Un buon progetto si vede dunque dall’esame delle zone di collegamento.

Collegamenti:

Un buon collegamento deve:

1. Garantire il buon funzionamento della struttura
2. Garantire aderenza a schema statico.

Per ottenere questi due requisiti occorre privileg la semplicità. Infatti un’unione semplice:

1. È facile da capire e valutare
2. È facile da realizzare (dunque, anche in cantiere, sarà eseguita proprio come l’abbiamo progettata)
3. È rapida da eseguire ed economica

Oggi, le connessioni sono di 2 tipi:

• Bullonate
• Saldate

Prima, c’erano anche unioni chiodate e incollaggi.

Funzionamento:

Quest'elemento è il tavolo e tiene fermo il bullone. Gli si applica una coppia torcente M_z

↑ M_z => Tens normale a cui è soggetto il gambo, e si può rompere.

Per questo la normativa ci dice quanto dev'essere la coppia di serraggio per:

1. creare un'unione salda
2. non creare eccessivo sforzo normale, ma mantenerlo entro un certo valore

Dunque: C_s → N_s → σ_ns (tens di traz nel gambo della vite)

(σ_ns è un valore altissimo! σ_ns ≈ 0.80 f_yk)

Diagramma carico-scorrimento di una unione bullonata

Nel diagramma è facile riconoscere quattro rami, corrispondenti ad altrettanti diversi comportamenti dell'unione:

1. questo ramo è praticamente verticale perché lo scorrimento è quasi nullo al crescere del carico e la forza S_V aumenta rapidamente fra i pezzi collegati;
2. nel punto A₁ ha inizio l'aumento della resistenza attrito: i pezzi collegati cominciano a muoversi: ha inizio il ramo-scorrimento, fino a quando il gambo del bullone non entra a contatto con la superficie dei fori (punto B)
3. lo scorrimento è direttamente proporzionale al carico, il bullone si deforma elasticamente
4. in C₁ termina la fase elastica e inizia una fase plastica con grandi scorrimenti per piccoli incrementi di carico, fino ad arrivare alla rottura dell'unione

Il grafico si può interrompere anche prima, se il profilato si rompe prima della vite.

2) Verifica elementi indeboliti e piastra

Dunque: σ = ^N⁄_Arid ≤ ^f_yk⁄_γM

Es 1

A_rid = A_afori = A - d_tot

Es 2

A_rid = A - Σ d_tot

Es 3 Talvolta, per evitare indebolim, i fori sono sfalsati.

Fbu e Fbj si compongono vettorialm.

Es

F’

La piu’ sollec e’ la 4. La meno e’ la 1.

Fase 2 Bullone con il max Fb. Una tabella raccoglie i vari γ

NTC 2008:

• Resist a taglio γ_M2 = 1.25
• Resist ad attrito S.L.U. γ_M3 = 1.25 S.L.E. γ_M3 = 1.10
• Precarico Fp (Sforzo serr) γ_M7 = 1.10

Nella vecchia normativa, invece:

P₁ ≥ 3 Δ₀;

P₁ ≤ 15 t_min vite; elem compressi -

≤ 25 t_min; elem tesi -

a₁ ≥ 2 Δ₀;

a₁ ≤ 6 t_min;

≤ 9 t_min;

a₂ ≥ 1.5 Δ₀;

a₂ ≤ 6 t_min; bordo stand -

≤ 9 t_min; bordo irrigi -

*2 Nella vecchia normativa:

V_F = n · μ_F(N_P)

L sforzo norm tra i piatti.

N_P = N_serr - N_ext

se N_ext = N_serr non c'è piu' resist d'attrito!

Questo non avviene mai!

Da norma: N_ext ≤ 0.80 N_S;

γ_F = 1.25

N_S - N_ext = sforzo netto;

(Se N_ext < 0 => non ne tengo conto)

Esempio

N_i N_a

N_f ≠ N_a