CORSO DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI ESERCITAZIONE n 7 del 27/02/2018

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1 CORSO DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI ESERCITAZIONE n 7 del 7/0/018 PROGETTO DELLE MENSOLE DEL CARROPONTE PROGETTO DELLE UNIONI DELLA TRAVE RETICOLARE (SOLUZIONE BULLONATA) 1) PROGETTO DELLE MENSOLE CHE SOSTENGONO LE VIE DI CORSA DEL CARROPONTE 1.1) ANALISI DEI CARICHI (valori caratteristici) Peso proprio della mensola (in prima approssimazione) Peso della trave di scorrimento del carroponte Carico verticale del carroponte Azione di frenatura del carroponte Azione di serpeggiamento del carroponte g = 1.00 kn/m p = 0.81 kn/m Pmax = 53.3 kn HL = 6.9 kn HT = 4.8 kn 1.) ANALISI DELLE SOLLECITAZIONI E VERIFICHE DI SICUREZZA Si deve verificare la sezione di incastro della mensola. Come combinazione di carico si assume quella in cui una delle ruote del carroponte insiste direttamente sulla mensola stessa. La sezione di incastro è quindi soggetta ad uno stato di sollecitazione di flessione e taglio deviati, torsione e sforzo assiale. Il momento flettente Mx e il taglio Vy sono dovuti al peso proprio della mensola g, al peso della trave di scorrimento p e alla reazione vincolare verticale in corrispondenza della ruota. Le forze suddette agiscono con bracci diversi, come specificato nella figura. Il momento flettente My, il taglio Vx e il momento torcente T sono invece dovuti all azione di frenatura del carroponte. Lo sforzo assiale N, infine, è dovuto all azione di serpeggiamento. Con buona approssimazione, i contributi del taglio Vx e del momento torcente T possono considerarsi trascurabili. Si eseguono quindi le verifiche a pressoflessione biassiale e sforzo assiale, come già visto relativamente alla trave di scorrimento del carroponte. 1

2 ) PROGETTO DELLE UNIONI DELLA TRAVE RETICOLARE.1) SOLUZIONE BULLONATA La configurazione di un nodo tipo della trave reticolare è mostrata nella figura seguente. Si devono progettare i bulloni per il collegamento di montanti e diagonali. Anche nella soluzione bullonata, i correnti longitudinali sono infatti saldati al fazzoletto di collegamento e sono, di norma, continui lungo il collegamento. Si possono utilizzare ad esempio bulloni normali di classe 8.8 e dadi di classe 8 (D.M. 14/01/08 punto ). La tensione di snervamento dei bulloni è: 649 N mm. La tensione di rottura dei bulloni è: ftb 800 N mm..1.1 Controllo della posizione dei fori La posizione dei fori per le unioni bullonate deve rispettare le limitazioni riportate nella tabella seguente: f yb

3 .1. Verifica a taglio dei bulloni La resistenza di calcolo a taglio dei bulloni può essere assunta pari a (il piano di taglio non deve interessare la filettatura): ftb Ares Fv, Rd 0.6 M Il taglio di calcolo sul singolo bullone F v, Ed si calcola tenendo conto del contributo dovuto alla forza assiale sull asta divisa per il numero dei bulloni e del contributo dovuto all eccentricità tra l asse della bullonatura e l asse baricentrico dell asta (si veda la Figura riportata di seguito in cui, a titolo di esempio, si è considerata la presenza di 3 bulloni). Tale sollecitazione vale quindi: Fv, Ed N S 3 in cui Ne S p1 La verifica consiste nel controllare che Fv, Ed Fv, Rd. 3

4 .1.3 Verifica a rifollamento La resistenza di calcolo a rifollamento del piatto dell unione può essere assunta pari a: k ftk d t Fb, Rd M in cui d è il diametro nominale del gambo del bullone, t è lo spessore della piastra collegata, f tk è la resistenza a rottura del materiale della piastra e i parametri α, k si desumono dal prospetto seguente: La verifica consiste nel controllare che Fv, Ed Fv, Rd..) SOLUZIONE SALDATA La resistenza di progetto, per unità di lunghezza, dei cordoni d angolo si determina con riferimento all altezza di gola a, cioè all altezza a del triangolo iscritto nella sezione trasversale del cordone stesso. 4

5 La lunghezza di calcolo L è quella intera del cordone, purché questo non abbia estremità palesemente mancanti o difettose. Nel seguito si indicano con σ la tensione normale e con τ la tensione tangenziale perpendicolari all asse del cordone d angolo, agenti nella sezione di gola nella sua posizione effettiva, e con σ la tensione normale e con τ la tensione tangenziale parallele all asse del cordone d angolo. La tensione normale σ non influenza la resistenza del cordone. Considerando la sezione di gola nella sua effettiva posizione, si può assumere la seguente condizione di resistenza: dove: ftk è la resistenza a rottura del più debole degli elementi collegati, β = 0,80 per acciaio S35, 0,85 per acciaio S75, 0,90 per acciaio S355, 1,00 per acciaio S40 e S460. In alternativa, detta a l altezza di gola, si può adottare cautelativamente il criterio semplificato: Fw, Ed 1 Fw, Rd dove Fw,Ed è la forza di calcolo che sollecita il cordone d angolo per unità di lunghezza e Fw,Rd è la resistenza di calcolo del cordone d angolo per unità di lunghezza a ftk Fw, Rd 3 M Considerando la sezione di gola in posizione ribaltata, si indicano con n e con t la tensione normale e la tensione tangenziale perpendicolari all asse del cordone. La verifica dei cordoni d angolo si effettua controllando che siano soddisfatte simultaneamente le due condizioni: dove fyk è la tensione di snervamento caratteristica ed i coefficienti β1 e β sono dati, in funzione del grado di acciaio, nella Tabella seguente: 5

6 Nel caso specifico delle aste della trave reticolare, il dimensionamento della saldatura si effettua con riferimento alla figura seguente. Si utilizza il metodo semplificato. t Nel caso di saldatura di un profilato sovrapposto ad un piatto deve essere: a, in cui t è il minimo spessore degli elementi collegati. Sulla base della precedente disuguaglianza si può quindi ipotizzare l altezza della sezione di gola a. Per progettare le lunghezze dei due cordoni di saldatura, ci si basa sulle seguenti equazioni: 1) Equazione di equilibrio alla traslazione: P P P t f l a l l a a f l 1 yk tot 1 tot 1 yk (fisso ltot) ) Equazione di equilibrio alla rotazione: l d l d l d l l d l l tot ) Infine: l l d l d d d d d 1 tot 1 1 l l l l l l 1 1 tot 1 La prima è l equazione di equilibrio alla traslazione e la seconda è l equazione di equilibrio alla rotazione intorno all asse baricentrico. Quest ultima garantisce la coincidenza tra il baricentro del profilato e il baricentro della saldatura, affinché non si producano momenti parassiti. Le lunghezze così ottenute vanno divise per, ovvero per il numero di angolari. 6