Problemi di collegamento delle strutture in acciaio

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1 1 Problemi di collegmento delle strutture in cciio Unioni con bulloni soggette tglio Le unioni tglio vengono generlmente utilizzte negli elementi compressi, quli esempio le unioni colonn-colonn soggette sforzo ssile di compressione [fig. ]. Le verifiche dell unione devono essere condotte nei confronti si dei bulloni, si degli elementi collegti. Per l verific dei bulloni deve risultre: τ b = V n n b τ b,dm dove: V = sforzo di tglio che sollecit il collegmento dovuto ll trzione ; n = numero dei pini di tglio; n b = numero dei bulloni. Ponendo τ b,dm l posto di τ b si effettu il progetto dei bulloni determinndo il loro dimetro. Per effetto dell forz il gmbo del bullone esercit un pressione, dett pressione di rifollmento, sull prete del foro che può determinre l rottur per tglio dell lmier [fig. b], con un tensione che viene clcolt con l relzione: σ rif = V d t,5 σ dm dove: σ dm = tensione mmissibile dell cciio delle lmiere collegte; V = τ b,dm n n (1 o ) = numero delle sezioni dicenti l foro oggetto di verific (sezione, n = 1; sezione b, n = ). d c c / b t / c / c / c Fig. b Fig. I vlori dell tensione mmissibile τ b,dm per i bulloni sono riportti in tbell 1 in funzione dell clsse. Tbell 1 Vlori di t b,dm per bulloni (/mm ) Bulloni normli Bulloni d lt resistenz I vlori ottenuti nell verific rifollmento sono vlidi se vengono rispettte le seguenti limitzioni [fig. c]: elementi compressi 15 t p 3 d elementi tesi 5 t p 3 d in direzione dell forz d in direzione perpendicolre ll forz 1 1,5 d. Ed d Ed 1 p 1 p p t Fig. c

2 Unioni tglio per ttrito Per l verific d ttrito deve risultre per ogni bullone: µ V b b η f dove: µ = coefficiente di ttrito; η f = coefficiente di sicurezz nei confronti dello scorrimento; b = sforzo normle nel gmbo del bullone in funzione di T b. I vlori di b e T b sono tbellti in funzione del dimetro nominle e dell clsse del bullone. Unioni sldte Giunti complet penetrzione L verific dell unione si effettu nell ipotesi di comportmento elstico-linere, clcolndo le tensioni mssime che si verificno in un sezione con lunghezz ugule quell dell sldtur e per lrghezz il minore degli spessori degli elementi collegti; in bse l criterio di von Mises viene clcolt l tensione idele con l relzione [fig. d]: σ id = σ + σ // σ σ // + 3 τ Le tensioni σ e τ sono quelle mssime nell ipotesi di comportmento elstico-linere. Perché l verific si soddisftt deve risultre: σ id 0,85 σ dm Giunti cordoni d ngolo L verific del cordone di sldtur viene effettut considerndo un sezione resistente convenzionle, dett sezione di gol [fig. e], con lunghezz l ugule quell del cordone di sldtur e ltezz corrispondente quell del tringolo isoscele inscritto nell su sezione trsversle. L verific è soddisftt qundo sono rispettte le seguenti condizioni: σ id = τ + σ + τ// 0,85 σ dm per cciio S35 0,70 σ dm per ccii S75 ed S355 τ + σ σ dm per cciio S35 0,85 σ dm per ccii S75 ed S355 L tensione σ // non viene considert, in qunto l su influenz è prticmente null. Fig. d Fig. e

3 3 ESERCIZI SVOLTI Unioni 1 Verificre l unione bullont rppresentt in figur, reltiv due pitti con spessore t = 1 mm e lrghezz b = 175 mm in cciio S35, per l qule sono impiegti bulloni con dimetro nominle d = 0 mm e clsse di resistenz 8.8. L sezione dei bulloni è sollecitt tglio nell prte non filettt dl crico ssile = 300 k. bulloni 0 1 e 1 = 50 p = 75 e 1 = 50 A e = 50 e = 50 p = 75 B L tensione mmissibile tglio dei bulloni si ricv dll tbell 1 del prgrfo.1.1 e vle τ b,dm = 6 /mm. Si effettu prim l verific reltiv l posizionmento dei fori: 1 = = 50 mm > 1,5 d = 1,5 = 33 mm p = 5 t p = 75 mm 3 d 5 1 p = 75 mm mm p = 75 mm 66 mm Lo sforzo di tglio è V = = 300 k e determin un tensione: V τ b = = 3 n n 1 π 0 b 38,73 /mm < τ b,dm = 6 /mm Viene or eseguit l verific rifollmento; il foro è interes- sto d n = 1 sezione resistente del bullone sull lmier e quindi si h: τ b,dm π 0 n 6 1 σ rif = = d t ,58 /mm <,5 σ dm =,5 160 = = 00 /mm In modo nlogo si effettu l verific dell lmier che tende trncirsi in corrispondenz dell sezione AB per effetto dello sforzo di tglio. τ b,dm π 0 n 5 1 σ rif = = t (l n b φ) 1 (175 0) 51,0 /mm < τ dm

4 Per l relizzzione di un tirnte, che deve sopportre lo sforzo di trzione t = 300 k, devono essere sldti test test complet penetrzione due pitti lminti cldo con sezione di 90 5 mm in cciio S35. Si richiede l verific dell unione. Il giunto è soggetto ll sol sollecitzione di trzione perpendicolre ll sse dell sldtur, per cui τ = τ // = 0 che determin l tensione normle: t σ id = σ = = 3 133,33 /mm < 0,85 σ dm = 0, = 136 /mm t l 5 90 L second condizione è ovvimente verifict in qunto σ < σ dm. 3 Due lmiere in cciio S75 devono essere sldte con due cordoni d ngolo come in figur e sono soggette gli sforzi di trzione // = 30 k ed = 00 k rispettivmente prllelo e perpendicolre i cordoni di sldtur che hnno le dimensioni indicte in figur b. Effetture l verific dell unione. L ltezz dell gol è: = 10 sen 5 7 mm. Ogni cordone è soggetto lle sollecitzioni: = = =100 k; // = = =170 k che producono le tensioni: // ) = σ = = 3 6,11 /mm l τ // = = 3 // 105,590 /mm l 7 30 mentre τ = 0. Per l verific si h: σ id = σ + τ // = 6, ,590 1,50 /mm < 0,70 σ dm = b) = 0, = 133 /mm 10 ESERCIZI Unioni con i bulloni 1 Il collegmento di tre pitti in cciio S75, con gli spessori indicti in figur, verrà effettuto con un unione bullont impiegndo n = bulloni 1 di clsse 8.8, disposti in fori 16, nei quli è contenut l prte filettt (A res = 115 mm ). I pitti sono soggetti uno sforzo di trzione Ed = = 150 k dovuto soli crichi permnenti strutturle di 60 k e non strutturle di 90 k. Si richiede l verific dell unione, compres l verific Ed / del posizionmento dei fori per unioni non esposte. e 1 = Ed / 1 1 bullone 1 16 Ed

5 ESERCIZI 5 16 e = 0 e = 0 p = 60 Unioni sldte Clcolre l lunghezz del cordone d ngolo di sldtur per l unione delle due lmiere di cciio S75 rppresentte in figur, con spessore t = 1 mm, spendo che l lrghezz del cordone è di 10 mm e che un lmier è soggett llo sforzo di trzione // = 300 k. 00 [sezioni tglio del giunto n = ; per pitto interno n = sezioni per verific rifollmento; tensione nei bulloni τ b = 6,60 /mm ; σ rif 36,85 /mm ; verific trncimento σ = 7,0 /mm ] = [ 7 mm; per ogni cordone t = 300/; l = 161,18 mm 160 mm ssumendo τ // = 0,7 σ dm ; verific: τ // 133,93 /mm < β 1 f yk ]