UNIONI BULLONATE e SALDATE

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1 UNIONI BULLONATE e SALDATE VERIFICA AGLI STATI LIMITE D.M. 14/01/2008 NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI Appunt d Maro Zafonte 1

2 1. GENERALITA IL MATERIALE GEOMETRIA DEL BULLONE NORMATIVA Resstenza d alolo a Taglo de Bullon (art ) Resstenza d alolo a Rfollamento della Lamera (art ) Resstenza d alolo a Trazone de Bullon (art ) Resstenza d alolo a ompressone del alestruzzo (art ) Tensone tangenzale d aderenza aao-alestruzzo (art ) TIPI DI UNIONI UNIONI RESISTENTI A TAGLIO UNIONI RESISTENTI A TRAZIONE UNIONI RESISTENTI A TAGLIO E TRAZIONE UNIONI CON SALDATURE A CORDONE D ANGOLO Resstenza delle saldature a ordone d angolo (art ) UNIONE COLONNA - PLINTO CERNIERA SOGGETTA A COMPRESSIONE CENTRATA CERNIERA SOGGETTA A TRAZIONE CENTRATA CERNIERA SOGGETTA A SFORZO ASSIALE E TAGLIO INCASTRO - SFORZO ASSIALE, MOMENTO FLETTENTE, TAGLIO ESEMPIO UNIONE COLONNA PLINTO INCASTRO UNIONE TRAVE CATENA PIASTRA DI NODO CON PROFILO SINGOLO UNIONE TRAVE TRAVE CON FLANGIA Unone soggetta a Sforzo Assale nterno al Noolo d nerza Unone soggetta a Flessone Semple Unone soggetta a Presso/Tenso Flessone

3 1. GENERALITA Le unon bullonate, ome ndato al paragrafo delle NTC, sono onsderate sstem d unone elementar, n quanto part osttuent ollegament struttural tra le membrature n aao. Le solletazon agent ne ollegament allo stato lmte ultmo e allo stato lmte d eserzo s devono valutare on rter ndat n Le solletazon osì determnate possono essere dstrbute, on rter elast oppure plast, ne sngol element osttuent ollegament struttural tra le membrature a ondzone he: - le azon osì rpartte fra gl element d unone elementar (unon) del ollegamento sano n equlbro on quelle applate e soddsfno la ondzone d resstenza mposta per ognuno d ess; - le deformazon dervant da tale dstrbuzone delle solletazon all nterno degl element d unone non superno la loro apatà d deformazone. 2. IL MATERIALE Ne ollegament on bullon non prearat s possono mpegare vt delle lass da 4.6 a 10.9 d u al I bullon - onform per le arattersthe dmensonal alle norme UNI EN ISO 4016:2002 e UNI 5592:1968 devono appartenere alle sotto ndate lass della norma UNI EN ISO 898-1:2001, assoate nel modo ndato nella Tabella:. Le tenson d snervamento f yb e d rottura f tb delle vt appartenut alle lass ndate nella preedente tabella, sono ravabl drettamente dalla lasse n quanto l prmo numero nda l valore d rottura mentre l seondo nda l valore d snervamento quale perentuale d quello d rottura. ES. CLASSE 5.6 f tb = 500 N/mm 2 f yb = 0.6*500 = 300 N/mm 2 3

4 3. GEOMETRIA DEL BULLONE Le dmenson arattersthe d un bullone sono: d dametro nomnale del gambo p passo della flettatura Ares area resstente 4

5 4. NORMATIVA A fn del alolo e della verfa delle Unon Bullonate, s fa rfermento a quanto ndato dal D.M. 14/01/2008 Norme Tenhe per le Costruzon. In partolare, seondo quanto ndato al par , per l alolo della resstenza a taglo delle vt e de hod, per l rfollamento delle pastre ollegate e per l prearo de bullon, s adottano fattor parzal γm ndat n Tab. 4.2.XII. Tab. 4.2.XIII. La poszone de for per le unon bullonate o hodate deve rspettare le lmtazon presentate nella I for devono avere dametro uguale a quello del bullone maggorato al massmo d 1 mm, per bullon sno a 20 mm d dametro, e d 1,5mm per bullon d dametro maggore d 20 mm. S può derogare da tal lmt quando eventual assestament sotto arh d servzo non omportno l superamento de lmt d deformabltà o d servzo. Quando neessaro, è possble adottare aoppament d presone n u l goo foro-bullone non dovrà superare 0,3 mm per bullon sno a 20 mm d dametro e 0,5 mm per bullon d dametro superore, o altr aorgment d ronosuta valdtà. 5

6 La verfa allo Stato Lmte Ultmo dpendente dal tpo d unone onsderata (Unone a Taglo, Unone a Trazone, e.) vene effettuata verfando he l valore d alolo della solletazone agente sa nferore al valore d alolo della resstenza ome defnto dalla normatva Resstenza d alolo a Taglo de Bullon (art ) La resstenza d alolo a taglo de bullon Fv,Rd, per ogn pano d taglo he nteressa l gambo dell elemento d onnessone, può essere assunta par a: Fv,Rd = 0,6 ftb Ares / γm2, per bullon lasse 4.6, 5.6 e 8.8 dove: Ares ftb, Fv,Rd = 0,5 ftb Ares / γm2, per bullon lasse 6.8 e 10.9; nda l area resstente della vte e s adotta quando l pano d taglo nteressa la parte flettata della vte; nda la resstenza a rottura del materale mpegato per realzzare l bullone Resstenza d alolo a Rfollamento della Lamera (art ) La resstenza d alolo a rfollamento Fb,Rd del patto dell unone bullonata, può essere assunta par a Fb,Rd = k α ftk d t/γm2 dove: d è l dametro nomnale del gambo del bullone, t è lo spessore della pastra ollegata, ftk è la resstenza a rottura del materale della pastra ollegata, α=mn {e1/(3 d0) ; ftb/ft; 1} per bullon d bordo nella drezone del aro applato α=mn {p1/(3 d0) 0,25 ; ftb/ft ; 1} per bullon ntern nella drezone del aro applato k=mn {2,8 e2/d0 1,7 ; 2,5} per bullon d bordo nella drezone perpendolare al aro applato, k=mn {1,4 p2 / d0 1,7, 2,5} per bullon ntern nella drezone perpendolare al aro applato, d0 l dametro nomnale del foro d alloggamento del bullone 6

7 4.3. Resstenza d alolo a Trazone de Bullon (art ) La resstenza d alolo a trazone degl element d onnessone Ft,Rd può essere assunta par a: Ft,Rd = 0,9 ftb Ares /γm Resstenza d alolo a ompressone del alestruzzo (art ) Per l alestruzzo la resstenza d alolo a ompressone, fd, é: fd = α fk / γc (4.1.4) dove: α è l oeffente rduttvo per le resstenze d lunga durata; γc è l oeffente parzale d surezza relatvo al alestruzzo; fk è la resstenza arattersta lndra a ompressone del alestruzzo a 28 gorn. Il oeffente γc è par ad 1,5; Il oeffente α è par a 0, Tensone tangenzale d aderenza aao-alestruzzo (art ) La resstenza tangenzale d aderenza d alolo fbd vale: fbd = fbk / γc (4.1.7) dove: γc è l oeffente parzale d surezza relatvo al alestruzzo, par a 1,5; fbk è la resstenza tangenzale arattersta d aderenza data da: fbk = 2,25 η ftk (4.1.8) n u η = 1,0 per barre d dametro φ 32 mm η = (132 - φ)/100 per barre d dametro superore. Nel aso d armature molto addensate o anoragg n zona d alestruzzo teso, la resstenza d aderenza va rdotta dvdendola almeno per 1,5. 7

8 5. TIPI DI UNIONI A seonda del tpo d solletazone he s ha nell unone bullonata, le stesse s dstnguono prevalentemente n: - Unon soggette a Taglo - Unon soggette a Trazone - Unon soggette a Taglo e Trazone 5.1. UNIONI RESISTENTI A TAGLIO Sono tphe della arpentera metalla e s rtrovano ogn qualvolta s vuole rprstnare la ontnutà d element nterrott, medante oprgunt. Ad es. se dobbamo fare una trave on profl tpo IPE he abba una lue d ml. 30,00, pohé profl non arrvano a questa dmensone, s può realzzare un unone del tpo: la quale può essere rondotta al seguente shema: tale tpo d unone è detta gunto solletato prevalentemente a taglo. In questo aso, l ollasso dell unone può verfars: - per taglo del bullone; - per rfollamento della lamera (ovalzzazone del foro); - per trazone della lamera: - per taglo (strappamento) della lamera. La verfa dell unone vene eseguta ontrollando he l valore del taglo sa nferore alla resstenza d alolo a taglo determnata ome ndato dalla normatva (D.M. 14/01/2008) all art : F v, Ed Fv, Rd F v, Ed Fb, Rd 8

9 5.2. UNIONI RESISTENTI A TRAZIONE Sono tphe della arpentera metalla e s rtrovano ogn qualvolta s vuole rprstnare la ontnutà d element nterrott, medante flange bullonate. Ad es. l unone d due profl, soggetta a momento flettente, s può realzzare nel seguente modo: la quale può essere rondotta al seguente shema: tale tpo d unone è detta gunto solletato prevalentemente a trazone. La verfa dell unone vene eseguta ontrollando he l valore dello sforzo d trazone sa nferore alla resstenza d alolo a trazone determnata ome ndato dalla normatva (D.M. 14/01/2008) all art : F t, Ed Ft, Rd 5.3. UNIONI RESISTENTI A TAGLIO E TRAZIONE Nelle unon soggette ontemporaneamente a trazone e taglo, la verfa può essere effettuata utlzzando la formula d nterazone lneare: Inoltre, F F v, Ed v, Rd F v, Ed Fv, Rd e F t, Ed Ft, Rd Ft, Ed Ft, Rd 1 9

10 5.4. UNIONI CON SALDATURE A CORDONE D ANGOLO Pohé nelle unon bullonate, sngol profl sono n genere bullonat a delle pastre he a loro volta possono essere saldate ad altr profl, s rporta quanto ndato dalla normatva per le unon on saldature a ordone d angolo. La resstenza d progetto, per untà d lunghezza, de ordon d angolo s determna on rfermento all altezza d gola a, oè all altezza a del trangolo srtto nella sezone trasversale del ordone stesso. Defnzone dell area d gola per le saldature a ordone d angolo. La lunghezza d alolo L è quella ntera del ordone, purhé questo non abba estremtà palesemente manant o dfettose. Eventual tenson σ// defnte al suessvo agent nella sezone trasversale del ordone, nteso ome parte della sezone resstente della membratura, non devono essere prese n onsderazone a fn della verfa del ordone stesso. Per l alolo della resstenza delle saldature on ordon d angolo, qualora s faa rfermento a modell d alolo presentat nel paragrafo seguente, s adottano fattor parzal γm ndat n Tab.4.2.XII. E possble utlzzare modell ontenut n normatve d omprovata valdtà, adottando fattor parzal γm he garantsano lvell d surezza stablt nelle present norme. A fn della durabltà delle ostruzon, le saldature orrent a ordon ntermttent, realzzat n modo non ontnuo lungo lemb delle part da unre, non sono ammesse n strutture non suramente protette ontro la orrosone. Per le verfhe oorre rferrs alternatvamente alla sezone d gola nella effettva poszone o n poszone rbaltata, ome ndato nel paragrafo suessvo Resstenza delle saldature a ordone d angolo (art ) Allo stato lmte ultmo le azon d alolo su ordon d angolo s dstrbusono unformemente sulla sezone d gola. Nel seguto s ndano on σ la tensone normale e on τ la tensone tangenzale perpendolar all asse del ordone d angolo, agent nella sezone d gola nella sua poszone effettva, e on σ la tensone normale e on τ la tensone tangenzale parallele all asse del ordone d angolo. La tensone normale σ non nfluenza la resstenza del ordone. Consderando la sezone d gola nella sua effettva poszone, s può assumere la seguente ondzone d resstenza ,5 [ σ ( τ + τ )] f /( βγ ) + 3 // tk M 2 dove ftk è la resstenza a rottura del pù debole degl element ollegat, β = 0,80 per aao S235, β = 0,85 per aao S275 β = 0,90 per aao S355, β = 1,00 per aao S420 e S

11 Consderando la sezone d gola n poszone rbaltata, s ndano on n e on t la tensone normale e la tensone tangenzale perpendolar all asse del ordone. La verfa de ordon d angolo s effettua ontrollando he sano soddsfatte smultaneamente le due ondzon: n 2 + t + t β 2 2 // 1 n + t β 2 f yk f yk dove fyk è la tensone d snervamento arattersta ed oeffent β1 e β2 sono dat, n funzone del grado d aao, n Tab. 4.2.XIV. 11

12 6. UNIONE COLONNA - PLINTO Al fne d anorare le strutture n aao al suolo n genere le olonne vengono ollegate alle opere d fondazone n emento armato (trav d fondazone, plnt, platee, et.). Il modo d realzzare l ollegamento d un elemento n aao on un elemento n alestruzzo dpende, essenzalmente dalle solletazon he bsogna trasmettere alle fondazon e dal tpo d vnolo (appoggo semple, ernera, nastro). Pohé l elemento n aao non può essere semplemente nfsso nel ls. n quanto s avrebbero elevate tenson d ontatto, n genere l unone vene realzzata saldando alla olonna metalla una pastra n aao he onsente d estendere n modo adeguato la superfe d ontatto. Tale pastra vene ollegata al alestruzzo medante delle barre tonde, dette trafond. Pohé la pastra ha un omportamento elasto he può permettere de pol movment rotazonal dell unone, nel aso n u s vuole realzzare l vnolo d nastro, oltre agl 12

13 element suddett, l unone vene rrgdta da element n aao dett ostole he vengono saldat vertalmente alla olonna. Inoltre, se l unone è solletata da sforz d taglo, sotto la pastra vene saldata una pastra vertale detta nervatura la quale mpedse l movmento orzzontale. ostole nervatura trafond 13

14 7. CERNIERA SOGGETTA A COMPRESSIONE CENTRATA Nel aso d unone soggetta solo a sforzo assale d ompressone, lo stesso vene trasferto alla fondazone n.a. drettamente dalla pastra d base. I trafond non sono solletat né da sforz d taglo né da sforz d trazone. Oorre qund verfare solo la sezone d alestruzzo, d base Bp ed altezza Hp, soggetta a ompressone entrata. A tale sopo, s determna l valore d alolo dello Sforzo Assale Resstente: N = B H RD f d e s verfa he rsult: N = N ED N RD Verfa pastra d base La verfa della pastra d base può essere eseguta potzzando he la stessa sa nastrata alla base del proflo, 14

15 Determnata la resstenza d alolo a flessone: W f y, k M, Rd = γ e la resstenza d alolo a taglo: Av f y, k V, Rd = 3 γ s verfa he rsult: M M Ed, Rd VEd 1; 1 V, Rd n entrambe le drezon. M M 15

16 8. CERNIERA SOGGETTA A TRAZIONE CENTRATA Nel aso d unone soggetta solo a sforzo assale d trazone, lo stesso vene trasferto alla fondazone n.a. tramte trafond. Detta As l area omplessva d aao, osttuta da trafond, l valore d alolo dello Sforzo Assale Resstente rsulta: N = f A RD yd s e s deve verfare he rsult: N = N ED N RD Oltre alla verfa su ndata, la quale onsente d dmensonare trafond, oorre noltre verfare he trafond possano effettvamente trasmettere lo sforzo d trazone al ls. Ipotzzando he trafond sano semplemente annegat nel ls. s verfa he l anoraggo degl stess sa doneo n relazone all aderenza aao-alestruzzo. Verfa anoraggo trafond Indato on n l numero d trafond, l valore d alolo dello Sforzo Assale Resstente (d aderenza) rsulta: 16

17 N bd = n f π D L bd l quale deve rsultare maggore dello sforzo assale he trafond devono trasmettere alla fondazone: N = N ED N bd Verfa pastra d base La verfa della pastra d base può essere eseguta potzzando he la stessa sa nastrata alla base del proflo, Determnata la resstenza d alolo a flessone: W f 2 y, k B s M, Rd = = f yd γ 6 e la resstenza d alolo a taglo: Av f y, k Av V, Rd = = f 3 γ 3 s verfa he rsult: M M yd B s = 3 f yd M M Ed, Rd VEd 1; 1 V, Rd 17

18 9. CERNIERA SOGGETTA A SFORZO ASSIALE E TAGLIO Nel aso d unone soggetta a sforzo assale (sa esso d ompressone o d trazone) e taglo, l unone può essere realzzata ome n fgura, saldando una nervatura sotto la pastra d base. La forza d taglo s trasmette alla fondazone n alestruzzo attraverso la nervatura, generando delle tenson d ontatto d ompressone sul ls, noltre la stessa genera delle tenson d taglo su trafond. Ipotzzando he la sezone d alestruzzo, d base Bp ed altezza Hn, sa soggetta a ompressone entrata, l valore d alolo del Taglo Resstente è par a: V RD = B p H n f d + f vd A s dove: f = f 3 = f / γ 3 vd yd / yk M e s verfa he rsult: V = T ED V RD 18

19 10. INCASTRO - SFORZO ASSIALE, MOMENTO FLETTENTE, TAGLIO Nel aso d unone soggetta a sforzo assale e momento flettente, nella zona d ontatto della pastra può avers sa ompressone he trazone, a seonda del valore delle solletazon N ed M. Per l dmensonamento de var element bsogna tenere presente he le tenson d ompressone possono essere trasmesse (tramte la pastra) al ls d fondazone, mentre le tenson d trazone devono essere assorbte da trafond he s hanno nella zona tesa. In partolare, assegnate le dmenson della pastra e de trafond, s può proedere alla verfa utlzzando le formule della Presso-Flessone del emento armato. 19

20 S verfa he, l valore d alolo del momento resstente orrspondente allo sforzo assale applato sa maggore del momento flettente applato, seondo quanto ndato dalla normatva vgente (D.M. 14/01/2008) Anals della Sezone (art DM.2008) Con rfermento alla sezone pressonflessa, rappresentata n Fg asseme a dagramm d deformazone e d sforzo osì ome dedott dalle potes e da modell σ ε d u ne punt preedent, la verfa d resstenza (SLU) s esegue ontrollando he: MRd = MRd (NEd ) MEd (4.1.9) dove MRd è l valore d alolo del momento resstente orrspondente a NEd; NEd è l valore d alolo della omponente assale (sforzo normale) dell azone; MEd è l valore d alolo della omponente flettente dell azone. Per una trattazone dettaglata sulla verfa a pressoflessone delle sezon n.a. e sulla ostruzone del relatvo domno d rottura (N,M) s vedano gl appunt d tena delle ostruzon: LA TEORIA SEMIPROBABILISTICA ED IL CALCOLO AGLI STATI LIMITE DELLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO. 20

21 11. ESEMPIO UNIONE COLONNA PLINTO INCASTRO DATI PIASTRA CONFRONTO TRA METODO TENSIONI AMMISSIBILI E STATI LIMITE Da ompletare Base B = 290,00 mm Altezza H = 380,00 mm Spessore t = 25,00 mm Dametro For d0 = 21,00 mm Dstanza X Bullone - Bordo Pastra e1 = 50,00 mm Interasse Bullon p1 = 190,00 mm Dstanza Y Bullone - Bordo Pastra e2 = 50,00 mm Interasse Bullon p2 = 280,00 mm DATI BULLONI / TIRAFONDI Resstenza a Snervamento fyb = 373,40 N/mm² Resstenza a Rottura ftb = 400,00 N/mm² Dametro de Bullon d = 20 mm Area Resstente Ares = 245 mm² Lunghezza d Anoraggo L = 500 mm DATI CALCESTRUZZO Classe C25/30 Resstenza Car. Cuba Rk = 30,00 N/mm² Resstenza Car. Clndra fk = 24,90 N/mm² Coeff. parzale d surezza ls γ = 1,50 Coeff. per effett d Lungo Termne α = 0,85 Valore Medo Resstenza ompressone ls fm = 32,90 N/mm² Valore Medo Resstenza trazone ls ftm= 2,56 N/mm² Modulo Elasto ls Dagramma Calolo Tensone-Deform. ls.: E = 31447,16 N/mm² Parabola Rettangolo (CEB) Deformazone lmte elasto-plasto ls ε2 = 0,20% Deformazone Ultma ls εu = 0,35% Resstenza d Progetto a Compressone fd = 14,11 N/mm² Resstenza d Progetto a Trazone ftd= 1,19 N/mm² DATI ACCIAIO Resstenza arattersta d Snervamento fyk = 240,00 N/mm² Resstenza arattersta d Rottura ftk = 360,00 N/mm² 21

22 DATI COLONNA Proflo (IPE: Profl IPE ad al parallele ) = IPE 180 Base proflo B = 91,00 mm Altezza proflo H = 180,00 mm SOLLECITAZIONI Sforzo Assale N = 25,38 kn Taglo T = 54,12 kn Momento Flettente M = 16,24 knm VERIFICA TENSIONI AMMISSIBILI STATI LIMITE VERIFICA CALCESTRUZZO PRESSOFLESSIONE Asse neutro 9,28 m = 92,80 mm 53,00 mm Tensone armatura tesa 1684,92 kg/mq = 168,5 N/mq 298,64 N/mmq Momento Resstente 48,86 knm VERIFICA PIASTRA Forza trazone sngolo bullone 4263,00 kg =42,63 kg 73,17 kn Taglo Resstente kg = 1914 kn 956,75 kn Momento Resstente kgm = 5,73 knm 6,90 kn Taglo 8256,11 kg = 82,56 kn 146,33 kn Momento 412,80 kgm = 4,13 knm 7,32 knm VERIFICA TAGLIO BULLONI Resstenza Taglo bullone kg = 258,72 kn 47,04 kn VERIFICA ANCORAGGIO TIRAFONDI Resstenza d Aderenza 5024 kg = 50,24 kn 84,35 kn 22

23 12. UNIONE TRAVE CATENA L unone trave-atena utlzzata ad esempo per ollegare la trave (puntone) d una aprata on la relatva atena, vene realzzata medante un fazzoletto saldato alla trave a u vene ollegata la atena medante de bullon. La relatva verfa vene ondotta sulla base delle solletazon massme nella atena (soggetta prevalentemente a sforzo assale). Verfa Bullon Detto H1 l taglo medo per bullone dovuto allo sforzo assale, ed n l numero d bullon, rsulta: H1 = N/n Nel aso n u l asse barentro della atena presenta una erta eentrtà rspetto l asse del trushno, l taglo dovuto allo sforzo assale s nrementa d una erta quanttà he, detta h la dstanza tra bullon d estermtà, è par a: H2 =N e/h S ha dunque: 23

24 H = (H1 2 +H2 2 ) (1/2) A questa omponente orzzontale s somma una omponente vertale dovuta al taglo: V1 = T/n ed una omponente vertale dovuta al momento flettente: V2 = M/h ossa: V = V1 + V2 Lo sforzo d taglo u è soggetto asun bullone è dunque: R = (V 2 +H 2 ) (1/2) Indato on ns l numero d superf d taglo (ns=2 nel aso d atena realzzata on profl aoppat), l azone d alolo a taglo rsulta: FvEd=R/ns Per verfa deve rsultare: FvEd FvRd Dove FvRd è la Resstenza a Taglo de bullon. Verfa a Rfollamento della lamera La pastra (fazzoletto) è soggetta a rfollamento,, l azone d alolo a rfollamento rsulta: Per verfa deve rsultare: FvEd=R FvEd FbRd Dove FbRd è la Resstenza a Rfollamento della Pastra. Verfa Saldatura Ipotzzando he la saldatura della pastra alla trave sa effettuata a ordone d angolo, dett: a lo spessore d gola; L la lunghezza del ordone; Lo sforzo assale e d taglo determnano sulla saldatura una Tensone tangenzale ortogonale all'asse del ordone d'angolo: to = [N sn(α) + T os(α)]/2 a L 24

25 ed una Tensone tangenzale parallela all'asse del ordone d'angolo: tp = [N os(α) + T sn(α)]/2 a L Determnat Coeffent β1 e β2 n relazone al Tpo d Aao degl element ollegat, la verfa s esegue ontrollando he rsult: (to 2 + tp 2 )1/2 β1 Fyk to β2 Fyk Esempo d UNIONE TRAVE CATENA DATI BULLONI Classe della Vte = 8.8 Dado = 8 Resstenza a Snervamento Bullon fyb = 640,00 N/mm² Resstenza a Rottura Bullon ftb = 800,00 N/mm² Dametro de Bullon d = 16 mm Area Resstente Ares = 157 mm² DATI PIASTRA Spessore t = 10,00 mm Dametro For d0 = 17,00 mm DATI ACCIAIO Tpo d Aao = S235 t<40 UNI EN Resstenza arattersta d Snervamento fyk = 235,00 N/mm² Resstenza arattersta d Rottura ftk = 360,00 N/mm² DATI SALDATURA - Cordone Angolo Lunghezza saldatura Ls = 200,00 mm Spessore d Gola a = 5,00 mm Angolo d nlnazone Saldatura αs = 16,00 RESISTENZE DI CALCOLO Resstenza a taglo Bullon FvRd = 0.5 ftb Ares/1.25 = 60,29 kn Resstenza a rfollamento Pastra FbRd = k α ftk d t/1.25 = 112,94 kn DATI PROFILO Proflo (2LV: Profl ad L al dsugual a...) = 2LV1 Altezza proflo H = 50,00 mm Dstanza X Bordo Pastra - Bordo Catena a = 50,00 mm Dstanza X Bordo Catena - 1 Bullone e1 = 50,00 mm Interasse Bullon p1 = 50,00 mm Dstanza n Bullone - Bordo Pastra b = 30,00 mm Dstanza Y Bordo Pastra - Bordo Catena = 30,00 mm Dstanza Y Bordo Catena - fla Bullon e2 = 25,00 mm Numero d Bullon sulla fla n = 3 Dstanza Bullon d estremtà h' = 100,00 mm Numero sezon d ntaglo Bullon nt = 2,00 Angolo d nlnazone Proflo αp= 0,00 Angolo Asse Proflo - Asse Saldatura α = 16,00 25

26 SOLLECITAZIONI Sforzo Assale N = 20,00 kn Taglo T = 20,00 kn Momento Flettente M = 2,00 knm VERIFICA Componente Orzzontale dovuta allo Sforzo Assale Taglo medo per bullone H1 = N/n = 6,67 kn Taglo x eentrtà asse trushno H2 = Ne/h' = 0,60 kn Rsultante Componente orzzontale H =(H1²+H2²)½ = 6,69 kn Componente Vertale dovuta a Sforzo d Taglo Taglo medo per Bullone V1 = T/n = 6,67 kn Componente Vertale dovuta a Momento Flettente Taglo medo per Bullone V2 = M/h' = 20,00 kn Rsultante Componente vertale V = V1 + V2 = 26,67 kn Rsultante Taglo sngolo Bullone R =(H²+V²)½ = 27,49 kn VERIFICA A TAGLIO FvEd = R/2 = 13,75 kn < FvRd = 60,29 kn - VERIFICA VERIFICA A RIFOLLAMENTO FvEd = R = 27,49 kn < FbRd = 112,94 kn - VERIFICA VERIFICA SALDATURA (a ordone d'angolo) Tensone tangenzale ortogonale all'asse del ordone d'angolo: to = [N sn(α) + T os(α)]/2 a L = 12,37 N/mm² Tensone tangenzale parallela all'asse del ordone d'angolo: tp = [N os(α) + T sn(α)]/2 a L = 12,37 N/mm² Coeffent x Tpo d Aao element ollegat: β1 = 0,85; β2 = 1,00 (to 2 + tp 2 )1/2 = 17,49 N/mm² < β1 Fyk = 199,75 N/mm² - VERIFICA to = 12,37 N/mm² < β2 Fyk = 235,00 N/mm² - VERIFICA 26

27 13. PIASTRA DI NODO CON PROFILO SINGOLO Sovente l unone tra un proflo ed altr profl vene realzzata medante una pastra (fazzoletto) a u sngol profl vengono bullonat, l fazzoletto può essere o meno saldato ad uno de profl. La verfa della bullonatura del sngolo proflo vene ondotta sulla base delle solletazon massme he lo stesso trasmette all unone. Verfa Bullon Detto H1 l taglo medo per bullone dovuto allo sforzo assale, ed n l numero d bullon, rsulta: H1 = N/n Nel aso n u l asse barentro della atena presenta una erta eentrtà rspetto l asse del trushno, l taglo dovuto allo sforzo assale s nrementa d una erta quanttà he, detta h la dstanza tra bullon d estermtà, è par a: H2 =N e/h S ha dunque: H = (H1 2 +H2 2 ) (1/2) A questa omponente orzzontale s somma una omponente vertale dovuta al taglo: 27

28 V1 = T/n ed una omponente vertale dovuta al momento flettente: V2 = M/h ossa: V = V1 + V2 Lo sforzo d taglo u è soggetto asun bullone è dunque: R = (V 2 +H 2 ) (1/2) Indato on ns l numero d superf d taglo (ns=2 nel aso d atena realzzata on profl aoppat), l azone d alolo a taglo rsulta: FvEd=R/ns Per verfa deve rsultare: FvEd FvRd Dove FvRd è la Resstenza a Taglo de bullon. Verfa a Rfollamento della lamera La pastra (fazzoletto) è soggetta a rfollamento,, l azone d alolo a rfollamento rsulta: Per verfa deve rsultare: FvEd=R FvEd FbRd Dove FbRd è la Resstenza a Rfollamento della Pastra. Verfa Saldatura Ipotzzando he la saldatura della pastra alla trave sa effettuata a ordone d angolo, dett: a L lo spessore d gola; la lunghezza del ordone; Lo sforzo assale e d taglo determnano sulla saldatura una Tensone tangenzale ortogonale all'asse del ordone d'angolo: to = [N sn(α) + T os(α)]/2 a L ed una Tensone tangenzale parallela all'asse del ordone d'angolo: tp = [N os(α) + T sn(α)]/2 a L 28

29 Determnat Coeffent β1 e β2 n relazone al Tpo d Aao degl element ollegat, la verfa s esegue ontrollando he rsult: (to 2 + tp 2 )1/2 β1 Fyk to β2 Fyk 29

30 14. UNIONE TRAVE TRAVE CON FLANGIA Il ollegamento tra due trav realzzato tramte delle pastre (flange) tra loro bullonate, è utlzzato quando l unone deve trasmettere prevalentemente sforz assal e momento flettente. A seonda del valore delle solletazon s dstngue l aso d unone soggetta a prevalente sforzo assale dal aso d unone soggetta a flessone semple e/o pressoflessone. 30

31 14.1. Unone soggetta a Sforzo Assale nterno al Noolo d nerza Nel aso d unone soggetta a sforzo assale d trazone, nterno al noolo entrale d nerza della sezone formata da sol bullon, Lo sforzo N agente sul genero bullone, nell potes d onservazone delle sezon pane, è dato da N N e N = + y n n 2 y 0ve: e è l eentrtà della forza applata rspetto al barentro de bullon y la dstanza del bullone -esmo dall asse barentro normale all asse d solletazone Indata on FtEd la massma azone d alolo a trazone: Per verfa deve rsultare: = 1 FtEd=N,max FtEd FtRd Dove FtRd è la Resstenza a Trazone de bullon. 31

32 14.2. Unone soggetta a Flessone Semple Nel aso d unone soggetta a flessone semple, Data la lneartà del dagramma delle tenson, sngol sforz d trazone sono proporzonal tra loro, e può srvers: N k ( y y ) A = y y y. Analogamente: essendo: σ = k y la dstanza del bullone -esmo dal bordo ompresso della flanga; la dstanza dell asse neutro dal bordo ompresso della flanga; Per l equlbro alla traslazone orzzontale, rsulta: n 1 2 b y A ( y y ) = 0 2 = 1 La quale è un equazone d seondo grado nell una nognta Determnato y, osservamo he essendo N = M J A ( y y ) M σ = y, s ottene: J Dove J è l momento d nerza della sezone reagente: n J = b y + A ( y y ) 3 = 1 Verfa: FtEd = N,max FtRd 32

33 Unone soggetta a Presso/Tenso Flessone Nel aso d unone soggetta a Pressoflessone (Tensoflessone), detta d l eentrtà della forza assale rspetto al lembo superore: d = e H/2 on (e>0 se N d Trazone, e<0 se N d Compressone) Per l equlbro alla rotazone attorno al lembo superore, rsulta: ( ) ( ) = = + + n y d y y A d y b y b (1) La quale è un equazone d 3 grado nell una nognta y. Per l equlbro alla traslazone orzzontale, rsulta: ( ) = + = n y y A y y b N σ σ Da u: ( ) n by y y A y N = = σ E qund: ( ) y y A y N = σ Verfa: FtEd = N,max FtRd

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