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Tecnica delle costruzioni - UNIONI acciaio - Parte 1

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Franco Bontempi
Franco Bontempi

Slide delle esercitazioni di tecnica delle costruzioni per il corso di Ingegneria Civile tenuto dal prof. Franco Bontempi alla Sapienza di Roma - Prima esercitazione sulle UNIONI

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STRUTTURE IN ACCIAIO: SISTEMI DI COLLEGAMENTO E UNIONI – PARTE 1 GENERALITÀ Sapienza Università di Roma Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile A.A. 2014 – 15 ESERCITAZIONI UNIONI BULLONATE UNIONI SALDATE Website: http://www.francobontempi.orgWebsite: http://www.francobontempi.org Prof. Franco Bontempi, Ing. Stefania Arangio, Ing. Paolo E. Sebastiani franco.bontempi@uniroma1.it, stefania.arangio@uniroma1.it 13 Marzo 2015
2/47 UnionibullonateGeneralità I sistemi di collegamento: generalità Unioni bullonate Outline UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unioni saldate
3/47 UnionibullonateGeneralità I sistemi di collegamento: generalità Unioni bullonate Outline UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unioni saldate
4/47 UnionibullonateGeneralità SCOMPOSIZIONE STRUTTURALE Struttura Sottostruttura Struttura Sottostruttura UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Componenti Componenti Elementi
5/47 UnionibullonateGeneralità SISTEMI DI COLLEGAMENTO L’acciaio è fornito dall’industria siderurgica in elementi di forme tipiche (profilati, lamiere, tubi) e di dimensioni unificate A partire da questi elementi resistenti semplici è possibili costruire una qualsiasi struttura In questo senso assumono un ruolo fondamentale i collegamenti. Devono essere realizzati in modo che ciascun elemento semplice contribuisca alla capacità portante dell’insieme. Sistemi di collegamento: dispositivi costruttivi che hanno lo scopo specifico UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Sistemi di collegamento: dispositivi costruttivi che hanno lo scopo specifico di connettere due o più elementi strutturali inizialmente indipendenti Sistemi di collegamento nelle NTC 2008: • bulloni normali (§ 11.3.4.6.1) • bulloni ad attrito (AR) (§ 11.3.4.6.2) • saldature (§ 13.3.4.5) • chiodi (§ 11.3.4.6.3)
6/47 UnionibullonateGeneralitàGeneralità UNIONI TRA COMPONENTI STRUTTURALI Unioni correnti: servono per creare profili composti a partire da ferri piatti e cantonali (profili che non esistono sui sagomari, come travi alte e profili a cassone) Unioni di forza: uniscono tra lori i vari elementi strutturali per formare l’intera (collegamenti) costruzione I giunti tra gli elementi sono realizzati nelle zone di diffusione (D regions): - Sono sede di concentrazioni di sforzi UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Immagine da http://dankuchma.com/stm - Non vale la teoria della trave di Bernoulli (non sono verificate le ipotesi alla base della teoria di De Saint Venant) - Le indicazioni progettuali sono basate su basate su teorie e modellazioni semplificate supportate da analisi sperimentali o numeriche Lo studio accurato delle unioni è fondamentale perché i collegamenti possono costituire il punto debole della struttura
7/47 UnionibullonateGeneralità CRITERI DI CLASSIFICAZIONE DELLE UNIONI (1) Sistema di collegamento Tipo di sollecitazione che trasmettono (o vincolo che schematizzano) • bullonate • saldate • chiodate • Taglio (T) • Sforzo normale (N) • Sforzo normale e taglio (N+T) • Sforzo normale, taglio, momento (N+T+M) cerniera incastro, vincolo continuità GeneralitàUnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Deformabilità Statica (N+T+M) • flessibili • semirigide • rigide • articolazioni • unioni a parziale ripristino • unioni a completo ripristino vincolo continuità
8/47 UnionibullonateGeneralità CRITERI DI CLASSIFICAZIONE DELLE UNIONI (2) Tipologia di componenti che vengono collegati 1. trave principale – trave secondaria (giunto di estremità) 2. trave – trave continua 3. trave – colonna 4. colonna - colonna 5. colonna – fondazione 6. elementi di controventamento 7. …1 3 4 GeneralitàUnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 2 6 5
9/47 UnionibullonateGeneralità QUADRO RIASSUNTIVO DELLE TIPOLOGIE DI COLLEGAMENTI COMPONENTI VINCOLO SOLLECITAZIONE TIPO UNIONE GeneralitàUnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 COMPONENTI VINCOLO SOLLECITAZIONE TIPO UNIONE 1) Trave principale - trave secondaria cerniera T bullonata 2) Trave - trave continua continuità T T + M bullonata bullonata con coprigiunto 3) 4) 5) Trave - colonna (a 2, 3, 4 vie) RITTI: cerniera T bullonata TELAIO: nodo rigido T + M bullonata + saldata (giunto flangiato) 6) Controvento cerniera N +( N*e) bullonata 7) Colonna - colonna biella N bullonata 8) Colonna - plinto di fondazione cerniera N Bullonata incastro N + M Bullonata + irrigidimenti
10/47 UnionibullonateGeneralità TIPOLOGIE DI COLLEGAMENTI (ritti pendolari) GeneralitàUnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015
11/47 UnionibullonateGeneralità TIPOLOGIE DI COLLEGAMENTI (controventi) GeneralitàUnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015
12/47 UnionibullonateGeneralità TIPOLOGIE DI COLLEGAMENTI (telaio a nodi rigidi) GeneralitàUnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015
13/47 UnionibullonateGeneralità I sistemi di collegamento: generalità Unioni bullonate Outline UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unioni saldate
14/47 UnionibullonateGeneralità GENERALITA’ Unionibullonate VANTAGGI • Facilità e velocità di montaggio e smontaggio – per questo motivo nel tempo la bullonatura ha rimpiazzato la chiodatura • Flessibilità della struttura nel caso debba essere modificata per rispondere a nuove esigenze distributive • Riutilizzo delle parti strutturali SVANTAGGI UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate SVANTAGGI • Gli elementi strutturali sono indeboliti dalla presenza dei fori (è necessario effettuare opportune verifiche) • La presenza dei fori comporta una distribuzione delle tensioni caratterizzata da punte locali smax smin sm Ø s Ø
15/47 UnionibullonateGeneralità MORFOLOGIA DEI BULLONI Unionibullonate Bullone Rondella Dado filettatura Vite con testa esagonale Rondella Dado Area dei bulloni (CNR 10011 prosp. 4 IV) d [mm] Anom, area nominale Ares, area resistente Area nominale Area resistente UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate d [mm] Anom, area nominale [mm2] Ares, area resistente [mm2] 12 113 84 14 154 115 16 201 157 18 254 192 20 314 245 22 380 303 24 452 353 27 572 459 30 707 561 Diametro del foro = d bullone + 1 mm (fino d= 20 mm) Diametro del foro = d bullone + 1,5 mm (fino d > 20 mm)
16/47 UnionibullonateGeneralità CLASSI DEI BULLONI Unionibullonate CLASSE VITE fyb N/mm2 snervamento ftb N/mm2 rottura fdN N/mm2 fdN = 0,9ftb/γM2 fdV N/mm2 fdV = 0,6ftb/γM2 4.6 240 400 288 192 UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate N 4.6 240 400 288 192 5.6 300 500 360 240 6.8 480 600 432 288 AR 8.8 649 800 576 fdV = 0,6ftb/γM2 320 fdV = 0,5ftb/γM2 384 10.9 900 1000 720 400 480 10*9= 90 Kg/mm2 = 900 N/mm2 Aresistente Anominale
17/47 UnionibullonateGeneralità INTERASSE E DISTANZE TRA I FORI Unionibullonate (NTC 2008, § 4.2.8.1.1) d = diametro bullone d0 = diametro foro UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate t = spessore minimo tra quelli degli elementi collegati
18/47 UnionibullonateGeneralità INTERASSE E DISTANZE TRA I FORI Unionibullonate (NTC 2008, § 4.2.8.1.1) t = spessore minimo tra quelli degli elementi collegati d = diametro bullone d0 = diametro foro E’ necessario rispettare i limiti della normativa per rimanere nel UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate E’ necessario rispettare i limiti della normativa per rimanere nel campo di validità dei controlli sperimentali
19/47 UnionibullonateGeneralità STATI DI SOLLECITAZIONE Unionibullonate Si distinguono le unioni in: • unioni in cui il bullone è sollecitato a taglio • unioni in cui il bullone è sollecitato a trazione • unioni in cui il bullone è sollecitato a trazione e taglio Per il calcolo dello stato di sollecitazione non si possono usare le formule della teoria della trave. La sezione di calcolo coincide con la sezione di applicazione delle forze e non è applicabile il principio di De Saint Venant UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate IPOTESI utilizzate per lo studio delle unioni: • lamiera “inifinitamente” rigida – si trascura la sua deformazione • si trascura l’inflessione dei bulloni • si trascurano le concentrazioni di tensioni in corrispondenza dei bordi dei fori • pressioni uniformemente distribuite sui fori e sul gambo dei bulloni
20/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TAGLIO Unionibullonate F F/2 F/2 Forza che agisce nel piano di contatto tra gli elementi Si considera un collegamento elementare Il bullone è soggetto a UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate FF F/2 F/2 F/2 F/2 F/2 F/2 F F/2 F/2 F Il bullone è soggetto a notevoli sforzi taglianti
21/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TAGLIO: MODALITÁ DI COLLASSO Unionibullonate 1) Rottura per strappo della lamiera 2) Rottura per recisione del gambo del bullone 3) Rifollamento della lamiera 4) Rottura per trazione della lamiera UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate
22/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TAGLIO: MODALITA’ DI COLLASSO (1/4) Unionibullonate 1) Rottura per strappo della lamiera FF FF D D' E E' s = spessore UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate sm F ⋅⋅ ⋅= 2 1 1τ s = spessore m = proiezione orizzontale del segmento DD’ Lo sforzo di taglio si divide su due sezioni di A = ms
23/47 UnionibullonateGeneralità 2) Rottura per recisione del gambo del bullone UNIONI A TAGLIO: MODALITA’ DI COLLASSO (2/4) Unionibullonate F/2 F/2 F F/2 F/2 F/2 F/2 F F/2 F/2 4F UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate Il gambo lavora su due facce Sulla sezione di A = π d2 /4 agisce la forza F/2 22 4 2 d F ⋅ ⋅= π τ
24/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TAGLIO: MODALITA’ DI COLLASSO (3/4) Unionibullonate 3) Rifollamento della lamiera F F Campo elastico Campo plastico Valore medio sd F ⋅ =1σ UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate F a b c F elastico plastico medio s = spessore d = diametro del bullone sd ⋅
25/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TAGLIO: MODALITA’ DI COLLASSO (4/4) Unionibullonate 4) Rottura per trazione della lamiera FF F F F/2 F/2 F/2 F/2A A' sm s ( ) sda F ⋅− =2σ UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate smax s min Ø Ø ( ) sda ⋅− a = altezza della lamiera d = diametro del bullone s = spessore Andamento delle tensioni intorno al foro Valore convenzionale medio della tensione Conoscendo le tensioni di collasso dei vari meccanismi è possibile risalire ai vari carichi di collasso. Il più piccolo dei 4 rappresenta l’effettivo carico ultimo del collegamento a
26/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TAGLIO: VERIFICHE Unionibullonate Una volta calcolate le tensioni agenti è necessario valutare la sicurezza nei confronti dei vari meccanismi di collasso. 4 meccanismi 4 verifiche (NTC 2008, § 4.2.8.1.1) 1) Verifica a strappo della lamiera La verifica a strappo è soddisfatta se il predimensionamento di distanze e interassi è stato effettuato seguendo le indicazioni della normativa 2) Verifica a recisione del gambo del bullone Con l’ipotesi che la tensione tangenziale si distribuisca uniformemente: UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate Con l’ipotesi che la tensione tangenziale si distribuisca uniformemente: VRd b f A R ≤=τ 2 6,0 M tb VRd f f γ = 2 5,0 M tb VRd f f γ = R = risultante sul singolo bullone Ab = area della sezione interessata (Ab = A se il bullone lavora su una faccia Ab = 2A se il bullone lavora su due facce) Bulloni 6.8 e 10.9 con filettatura a contatto Ab = 2A Ab = A
27/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TAGLIO: VERIFICHE Unionibullonate 3) Verifica a rifollamento 2M tk rif fk ds R γ α σ ⋅⋅ ≤ ⋅ = R = risultante sul singolo bullone d = diametro del bullone s = spessore ftk = resistenza a rottura del materiale della piastra γM2 = 1,25 UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate 4) Verifica di resistenza della lamiera ydf≤σ ridA N =σ ridW M =σ ridA V =τ 22 3τσσσ +== id       ⋅ = 02 ; 9,0 min M yk M tk yd ff f γγ o Se è presente anche sforzo tangenziale
28/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TRAZIONE Unionibullonate Forza che agisce in direzione perpendicolare al piano di contatto tra gli elementi Si considera un collegamento elementare FN effetto leva UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate FN 2 9,0 M tb res N f A N γ γσ ⋅ ≤⋅= γN = 1,25 per tenere conto dell’effetto leva e di eventuali flessioni parassite Ares = A resistente del bullone ftb = resistenza a rottura del bullone γM2 = 1,25
29/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TAGLIO E TRAZIONE Unionibullonate 1 4,1 ≤ ⋅ + tRd tEd vRd vEd F F F F Nel caso di presenza combinata di taglio e trazione si può adottare la formula di interazione lineare: FtEd sollecitazione di trazione di progetto UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate 2 6,0 M restb vRd Af F γ ⋅ = 2 9,0 M restb tRd Af F γ ⋅⋅ FvEd sollecitazione di taglio di progetto
30/47 UnionibullonateGeneralità EFFETTI DELLE CARATTERISTICHE DI SOLLECITAZIONE Unionibullonate Le unioni reali sono costituite da più bulloni. E’ necessario utilizzare metodi di calcolo che permettono di ripartire gli effetti delle azioni esterne tra gli n bulloni Ipotesi semplificative • lamiera “infinitamente” rigida • bulloni perfettamente elastici •T e N si ripartiscono in modo uguale tra i bulloni • lo spostamento di ogni bullone è costante e proporzionale alla distanza dal baricentro UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate T M T T Se lo sforzo di taglio non è applicato sull’asse baricentrico nasce un momento torcente N e Se lo sforzo normale non passa per il baricentro della bullonatura bisogna considerare anche gli effetti di un momento flettente
31/47 UnionibullonateGeneralità EFFETTI DELLE CARATTERISTICHE DI SOLLECITAZIONE: TAGLIO (E TORSIONE)Unionibullonate VT.1 VT.2 VT.5 VT.3 VT.4 + = VV V V V1 V2 V3 V4 T T M T M T T M T UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate V VT.6 VT.5 V V6 V5 Si trasporta la forza al baricentro della bullonatura Si genera un momento torcente MT Lo sforzo di taglio si ripartisce tra gli n bulloni nn T V s = ns = numero sezioni resistenti i i T T y yn M V ⋅ ⋅ = ∑ 2 Anche MT si ripartisce tra i bulloni yi = distanza dal baricentro della bullonatura Su ogni bullone agisce la risultante di V e VT
32/47 UnionibullonateGeneralità EFFETTI DELLE CARATTERISTICHE DI SOLLECITAZIONE: TRAZIONE (E FLESSIONE)Unionibullonate N e ymax yi NM N F = y M F ⋅= ∑ UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate n N FN = Lo sforzo normale si ripartisce tra i bulloni i i i y y F ⋅= ∑ 2 M è proporzionale alla distanza dei bulloni dall’asse neutro n N y y M F i +⋅ ⋅ = ∑ max2max 2 Lo sforzo totale massimo nel bullone più sollecitato sarà:
33/47 UnionibullonateGeneralità I sistemi di collegamento: generalità Unioni bullonate Outline UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unioni saldate Unionisaldate
34/47 UnionibullonateGeneralità TECNOLOGIA DELLE UNIONI PER SALDATURA UNI 1307 Per saldatura si intende il processo mediante il quale si effettua l’unione dei pezzi metallici sotto l’azione del calore, con o senza l’apporto di un materiale metallico, in modo da realizzare nei tratti di collegamento la continuità fra i pezzi stessi. VANTAGGI • collegamenti più rigidi • si evita l’indebolimento dovuto ai fori dei bulloni • le saldature occupano meno spazio. I giunti sono più snelli UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate SVANTAGGI • le saldature occupano meno spazio. I giunti sono più snelli • gli elementi da unire non devono subire un trattamento iniziale (per le bullonature bisogna realizzare i fori • La buona riuscita dipende principalmente dall’operaio (si cerca infatti di farle il più possibile da manodopera specializzata in officina dove c’è più controllo) • Maggiori oneri di lavorazione che portano a costi maggiori
35/47 UnionibullonateGeneralità PROCEDURE DI SALDATURA Saldature a pressione • Sono utilizzate per realizzare le strutture composte acciaio – cls • I connettori sono saldati alla trave e la collegano alla soletta in cls • Non si usa materiale d’apporto Saldature a fusione • Si crea continuità tra gli elementi elettrodo UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate • Si crea continuità tra gli elementi • Il materiale proviene da un corpo esterno. E’ necessario farlo sciogliere e una volta sciolto proteggere il bagno di fusione per evitare un raffreddamento troppo rapido • Esistono oltre 40 tipi di diversi di procedure elettrodo rivestimento arco guidato metallo di basemetallo fusozona di trazione cordone scoria gas
36/47 UnionibullonateGeneralità PROCEDURE DI SALDATURA (1/2) Saldatura manuale ad arco con elettrodi rivestiti elettrodo cordone di saldatura pezzi da saldare (materiale base) generatore manico isolante pinza porta elettrodo E’ la più usata perché è la più semplice (si può fare anche in opera) ed è molto versatile. Il generatore trasmette corrente che crea un arco elettrico tra l’elettrodo e il materiale base a causa della d.d.p. Si crea una sorgente di calore localizzata che fa fondere entrambi e dal raffreddamento si ottiene il UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate fondere entrambi e dal raffreddamento si ottiene il cordone di saldatura. L’elettrodo è una bacchetta di materiale siliceo- vetroso (è più leggero dell’ acciaio fuso quindi galleggia sul materiale base e forma una pellicola protettiva contro l’idrogeno dell’atmosfera che fragilizza l’acciaio)
37/47 UnionibullonateGeneralità PROCEDURE DI SALDATURA (2/2) Saldatura automatica ad arco sommerso Di suo industriale. E’ caratterizzata da bagli di fusione di elevate dimensioni La sorgente termica è costituita da un filo avvolto in matassa che un opportuno dispositivo meccanico provvede a far avanzare man mano che si fonde La parte da saldare è ricoperta da sabbia che protegge l’acciaio fuso (“sommerso” perché coperto dalla sabbia) Saldatura automatiche o semiautomatiche sotto gas di protezione Saldature a filo continuo in cui la protezione del bagno di fusione è affidata a un gas inerte o a un gas chimicamente attivo. UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate gas inerte o a un gas chimicamente attivo. Hanno un costo elevato e sono utilizzate per saldare acciai particolari Saldature con elettrodo infusibile L’arco elettrico scocca tra un elemento di tugsteno e il materiale base. L’elettrodo di tugsteno serve solo per far scoccare l’arco. Il materiale di apporto proviene da una bacchetta dello stesso materiale da saldare.
38/47 UnionibullonateGeneralità POSSIBILI DIFETTI • Mancanza di penetrazione: il cordone non collega l’intera sezione da saldare (errore dell’operatore o lembi preparati male) • Inclusioni solide: scorie nel bagno di fusione • Soffiature: cavità formate dai gas che si liberano durante la saldatura • Cricche a freddo: microfessure nel materiale base ai margini del cordone di saldatura. Dovute in genere a raffreddamento troppo rapido • Cricche a caldo: fessure nella zona fusa causate da un elevato tenore di impurezze nel bagno di fusione. E’ il difetto peggiore. cricche a freddo UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate • Deformazione
39/47 UnionibullonateGeneralità Esistono due classi (NTC 2008 - § 4.2.8.2, CNR 10011/97 - § 2.5.3) 1) Giunti a completa penetrazione • Viene ripristinata la continuità tra i pezzi uniti • Diventano monolitici (e vanno verificati come tali) La resistenza di calcolo dei collegamenti si assume uguale alla resistenza di CLASSIFICAZIONE testa a testa a T a croce UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 La resistenza di calcolo dei collegamenti si assume uguale alla resistenza di progetto del più debole tra gli elementi connessi Unionisaldate 2) Giunti a cordone d’angolo • Gli elementi da unire non vengono preventivamente modellati • Sono solo accostati. Si hanno discontinuità nel flusso delle tensioni discontinuità discontinuità
40/47 UnionibullonateGeneralità GIUNTI A CORDONE D’ANGOLO: CALCOLO E VERIFICHE Il problema di verificare la resistenza di un cordone d’angolo è stato oggetto di numerosi studi. Tutti i metodi proposti si basano su una ipotesi semplificativa: le tensioni si vengono considerate uniformemente distribuite sulla sezione di gola (a*L) Reale distribuzione degli sforzi. Mano a mano che il materiale si plasticizza si ha una ridistribuzione degli sforzi e le disuniformità si attenuano Altezza di gola a UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate Sezione di gola nella reale posizione Sezione di gola ribaltata
41/47 UnionibullonateGeneralità • Van den Eb traccia un dominio a peroide a partire da risultati sperimentali Si cerca un dominio con una forma traducibile in equazione • ellissoide ISO VERIFICHE SULLA SEZIONE DI GOLA RIBALTATA: CENNI STORICI ( ) ( ) 1 70,058,0 2 2 // 2 2 2 2 = ⋅ + ⋅ + ⊥⊥ uuu fff ττσ Lo scopo era quello di tracciare il dominio spaziale delle resistenze UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 • ellissoide ISO • sfera inglese (BS, 1966): raggio pari a 0,58·fu; • sfera americana (AISC, 1969): raggio pari a 0,61·fu; • sfera tedesca (DIN, 1968): raggio pari a 0,70·fu. Unionisaldate ( ) ( )70,058,0 ⋅⋅ uuu fff
42/47 UnionibullonateGeneralità VERIFICHE SULLA SEZIONE DI GOLA RIBALTATA (NTC E CNR) In Italia: • si vuole mantenere l’interpretazione delle DIN ma rendendola più cautelativa • Si vuole evitare una formulazione analitica di tipo quadratico SFERA MOZZA Sfera tagliata da due coppie di piani passanti per 0,58fu su entrambi gli assi UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate 7,02 // 22 ydftnt ⋅⋅≤++ ⊥⊥ β ydfnt ⋅⋅⋅≤+ ⊥⊥ β258,0 Verifiche
stato tensionale limitazioni Fe 360 Fe 430/ 510 0,85 fyd 0,70 fyd fyd 0,85 fyd fyd 0,85 fyd 0,85 fyd 0,70 fyd 0,85 fyd 0,70 fyd ⊥ ⊥ ⊥ a n σ⊥ t τ 2 // 22 ≤++ ⊥⊥ ττσ ⊥ ⊥ σ τ ⊥ ⊥ σ τ τ τ ≤+ ⊥⊥ στ ≤⊥τ ≤⊥σ 2 // 2 ≤+⊥ ττ ≤+ ⊥⊥ στ ≤⊥σ 0,85 fyd 0,70 fyd 0,85 fyd 0,70 fyd 0,85 fyd 0,70 fyd 0,85 fyd 0,70 fyd ⊥τ ⊥ τσ τ⊥ σ⊥ τ //⊥ 2 // 2 ≤+⊥ τσ ≤//τ ≤⊥τ ≤⊥σ
44/47 UnionibullonateGeneralità EFFETTI DELLE CARATTERISTICHE DI SOLLECITAZIONE: TRAZIONE a F F/2 F/2 L f F ⋅≤= 85,0τ F ⋅≤=σ a L F F/2 F/2 Cordoni laterali Cordone frontaleUnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate yd ii f aL F ⋅≤ ⋅ = ∑ 85,0//τ ∑ ⋅⋅=⋅ aLaL ii 4 ydf aL F ⋅≤ ⋅⋅ =⊥ 85,0 2 σ
45/47 UnionibullonateGeneralità EFFETTI DELLE CARATTERISTICHE DI SOLLECITAZIONE: TAGLIO F a h L F a h b L n σt τ ⊥n t σ ⊥ ⊥ ⊥ ⊥ ⊥ ⊥ L’area resistente è pari a A = 2·a·h 2 ha⋅ Cordoni frontali longitudinali Cordoni frontali trasversali habW ⋅⋅= UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 (o ) Unionisaldate con modulo di resistenza 6 2 2 ha W ⋅ ⋅= La massima tensione derivante dal momento flettente è pari a: 2max 3 ha lF W M ⋅ ⋅⋅==⊥σ ha F ⋅⋅ = 2 //τ ydf⋅≤+⊥ 85,02 // 2 max τσ hab LF W M ⋅⋅ ⋅ ==⊥σ ab F ⋅⋅ =⊥ 2 τ ydf ba F hab FL ≤ ⋅⋅ + ⋅⋅ =+ ⊥⊥ 2 τσ ydf⋅85,0 ydf⋅≤⊥ 85,0σ ydf⋅70,0 ydf⋅≤⊥ 85,0τ ydf⋅70,0 habW ⋅⋅= (o ) (o )
46/47 UnionibullonateGeneralità EFFETTI DELLE CARATTERISTICHE DI SOLLECITAZIONE: TAGLIO F -σ max flessione τ taglio A B UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate ydA f⋅≤⊥ 85,0maxσ ydBB f⋅≤+⊥ 85,02 // 2 τσ (o 0,70 fyd) Verifica nel punto A Verifica nel punto B
47/47 UnionibullonateGeneralità EFFETTI DELLE CARATTERISTICHE DI SOLLECITAZIONE: TORSIONE a H L h a H MT M a V z h V MT a L M V T = Cordoni laterali Cordoni frontaliUnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate ( )ah M H T + = La H ⋅ =//τ z M V T = aLz M aL V T ⋅⋅ = ⋅ =//τ ydf⋅≤ 85,0//τ (o 0,70 fyd)
PROSSIMA ESERCITAZIONE STRUTTURE IN ACCIAIO: SISTEMI DI COLLEGAMENTO E UNIONI – PARTE 2 E Sapienza Università di Roma Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile A.A. 2014 – 15 ESERCITAZIONI UNIONI ESEMPI: GIUNTI DI ESTREMITÀ (TRAVE PRINCIPALE – SECONDARIA) GIUNTI TRAVE – COLONNA UNIONE CONTINUA TRAVE – TRAVE UNIONE COLONNA – COLONNA UNIONE COLONNA FONDAZIONE UNIONE TRA GLI ELEMENTI DI CONTROVENTAMENTO Website: http://www.francobontempi.orgWebsite: http://www.francobontempi.org Prof. Franco Bontempi, Ing. Stefania Arangio, Ing. Paolo E. Sebastiani

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  • 1. STRUTTURE IN ACCIAIO: SISTEMI DI COLLEGAMENTO E UNIONI – PARTE 1 GENERALITÀ Sapienza Università di Roma Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile A.A. 2014 – 15 ESERCITAZIONI UNIONI BULLONATE UNIONI SALDATE Website: http://www.francobontempi.orgWebsite: http://www.francobontempi.org Prof. Franco Bontempi, Ing. Stefania Arangio, Ing. Paolo E. Sebastiani franco.bontempi@uniroma1.it, stefania.arangio@uniroma1.it 13 Marzo 2015
  • 2. 2/47 UnionibullonateGeneralità I sistemi di collegamento: generalità Unioni bullonate Outline UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unioni saldate
  • 3. 3/47 UnionibullonateGeneralità I sistemi di collegamento: generalità Unioni bullonate Outline UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unioni saldate
  • 4. 4/47 UnionibullonateGeneralità SCOMPOSIZIONE STRUTTURALE Struttura Sottostruttura Struttura Sottostruttura UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Componenti Componenti Elementi
  • 5. 5/47 UnionibullonateGeneralità SISTEMI DI COLLEGAMENTO L’acciaio è fornito dall’industria siderurgica in elementi di forme tipiche (profilati, lamiere, tubi) e di dimensioni unificate A partire da questi elementi resistenti semplici è possibili costruire una qualsiasi struttura In questo senso assumono un ruolo fondamentale i collegamenti. Devono essere realizzati in modo che ciascun elemento semplice contribuisca alla capacità portante dell’insieme. Sistemi di collegamento: dispositivi costruttivi che hanno lo scopo specifico UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Sistemi di collegamento: dispositivi costruttivi che hanno lo scopo specifico di connettere due o più elementi strutturali inizialmente indipendenti Sistemi di collegamento nelle NTC 2008: • bulloni normali (§ 11.3.4.6.1) • bulloni ad attrito (AR) (§ 11.3.4.6.2) • saldature (§ 13.3.4.5) • chiodi (§ 11.3.4.6.3)
  • 6. 6/47 UnionibullonateGeneralitàGeneralità UNIONI TRA COMPONENTI STRUTTURALI Unioni correnti: servono per creare profili composti a partire da ferri piatti e cantonali (profili che non esistono sui sagomari, come travi alte e profili a cassone) Unioni di forza: uniscono tra lori i vari elementi strutturali per formare l’intera (collegamenti) costruzione I giunti tra gli elementi sono realizzati nelle zone di diffusione (D regions): - Sono sede di concentrazioni di sforzi UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Immagine da http://dankuchma.com/stm - Non vale la teoria della trave di Bernoulli (non sono verificate le ipotesi alla base della teoria di De Saint Venant) - Le indicazioni progettuali sono basate su basate su teorie e modellazioni semplificate supportate da analisi sperimentali o numeriche Lo studio accurato delle unioni è fondamentale perché i collegamenti possono costituire il punto debole della struttura
  • 7. 7/47 UnionibullonateGeneralità CRITERI DI CLASSIFICAZIONE DELLE UNIONI (1) Sistema di collegamento Tipo di sollecitazione che trasmettono (o vincolo che schematizzano) • bullonate • saldate • chiodate • Taglio (T) • Sforzo normale (N) • Sforzo normale e taglio (N+T) • Sforzo normale, taglio, momento (N+T+M) cerniera incastro, vincolo continuità GeneralitàUnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Deformabilità Statica (N+T+M) • flessibili • semirigide • rigide • articolazioni • unioni a parziale ripristino • unioni a completo ripristino vincolo continuità
  • 8. 8/47 UnionibullonateGeneralità CRITERI DI CLASSIFICAZIONE DELLE UNIONI (2) Tipologia di componenti che vengono collegati 1. trave principale – trave secondaria (giunto di estremità) 2. trave – trave continua 3. trave – colonna 4. colonna - colonna 5. colonna – fondazione 6. elementi di controventamento 7. …1 3 4 GeneralitàUnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 2 6 5
  • 9. 9/47 UnionibullonateGeneralità QUADRO RIASSUNTIVO DELLE TIPOLOGIE DI COLLEGAMENTI COMPONENTI VINCOLO SOLLECITAZIONE TIPO UNIONE GeneralitàUnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 COMPONENTI VINCOLO SOLLECITAZIONE TIPO UNIONE 1) Trave principale - trave secondaria cerniera T bullonata 2) Trave - trave continua continuità T T + M bullonata bullonata con coprigiunto 3) 4) 5) Trave - colonna (a 2, 3, 4 vie) RITTI: cerniera T bullonata TELAIO: nodo rigido T + M bullonata + saldata (giunto flangiato) 6) Controvento cerniera N +( N*e) bullonata 7) Colonna - colonna biella N bullonata 8) Colonna - plinto di fondazione cerniera N Bullonata incastro N + M Bullonata + irrigidimenti
  • 10. 10/47 UnionibullonateGeneralità TIPOLOGIE DI COLLEGAMENTI (ritti pendolari) GeneralitàUnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015
  • 11. 11/47 UnionibullonateGeneralità TIPOLOGIE DI COLLEGAMENTI (controventi) GeneralitàUnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015
  • 12. 12/47 UnionibullonateGeneralità TIPOLOGIE DI COLLEGAMENTI (telaio a nodi rigidi) GeneralitàUnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015
  • 13. 13/47 UnionibullonateGeneralità I sistemi di collegamento: generalità Unioni bullonate Outline UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unioni saldate
  • 14. 14/47 UnionibullonateGeneralità GENERALITA’ Unionibullonate VANTAGGI • Facilità e velocità di montaggio e smontaggio – per questo motivo nel tempo la bullonatura ha rimpiazzato la chiodatura • Flessibilità della struttura nel caso debba essere modificata per rispondere a nuove esigenze distributive • Riutilizzo delle parti strutturali SVANTAGGI UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate SVANTAGGI • Gli elementi strutturali sono indeboliti dalla presenza dei fori (è necessario effettuare opportune verifiche) • La presenza dei fori comporta una distribuzione delle tensioni caratterizzata da punte locali smax smin sm Ø s Ø
  • 15. 15/47 UnionibullonateGeneralità MORFOLOGIA DEI BULLONI Unionibullonate Bullone Rondella Dado filettatura Vite con testa esagonale Rondella Dado Area dei bulloni (CNR 10011 prosp. 4 IV) d [mm] Anom, area nominale Ares, area resistente Area nominale Area resistente UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate d [mm] Anom, area nominale [mm2] Ares, area resistente [mm2] 12 113 84 14 154 115 16 201 157 18 254 192 20 314 245 22 380 303 24 452 353 27 572 459 30 707 561 Diametro del foro = d bullone + 1 mm (fino d= 20 mm) Diametro del foro = d bullone + 1,5 mm (fino d > 20 mm)
  • 16. 16/47 UnionibullonateGeneralità CLASSI DEI BULLONI Unionibullonate CLASSE VITE fyb N/mm2 snervamento ftb N/mm2 rottura fdN N/mm2 fdN = 0,9ftb/γM2 fdV N/mm2 fdV = 0,6ftb/γM2 4.6 240 400 288 192 UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate N 4.6 240 400 288 192 5.6 300 500 360 240 6.8 480 600 432 288 AR 8.8 649 800 576 fdV = 0,6ftb/γM2 320 fdV = 0,5ftb/γM2 384 10.9 900 1000 720 400 480 10*9= 90 Kg/mm2 = 900 N/mm2 Aresistente Anominale
  • 17. 17/47 UnionibullonateGeneralità INTERASSE E DISTANZE TRA I FORI Unionibullonate (NTC 2008, § 4.2.8.1.1) d = diametro bullone d0 = diametro foro UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate t = spessore minimo tra quelli degli elementi collegati
  • 18. 18/47 UnionibullonateGeneralità INTERASSE E DISTANZE TRA I FORI Unionibullonate (NTC 2008, § 4.2.8.1.1) t = spessore minimo tra quelli degli elementi collegati d = diametro bullone d0 = diametro foro E’ necessario rispettare i limiti della normativa per rimanere nel UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate E’ necessario rispettare i limiti della normativa per rimanere nel campo di validità dei controlli sperimentali
  • 19. 19/47 UnionibullonateGeneralità STATI DI SOLLECITAZIONE Unionibullonate Si distinguono le unioni in: • unioni in cui il bullone è sollecitato a taglio • unioni in cui il bullone è sollecitato a trazione • unioni in cui il bullone è sollecitato a trazione e taglio Per il calcolo dello stato di sollecitazione non si possono usare le formule della teoria della trave. La sezione di calcolo coincide con la sezione di applicazione delle forze e non è applicabile il principio di De Saint Venant UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate IPOTESI utilizzate per lo studio delle unioni: • lamiera “inifinitamente” rigida – si trascura la sua deformazione • si trascura l’inflessione dei bulloni • si trascurano le concentrazioni di tensioni in corrispondenza dei bordi dei fori • pressioni uniformemente distribuite sui fori e sul gambo dei bulloni
  • 20. 20/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TAGLIO Unionibullonate F F/2 F/2 Forza che agisce nel piano di contatto tra gli elementi Si considera un collegamento elementare Il bullone è soggetto a UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate FF F/2 F/2 F/2 F/2 F/2 F/2 F F/2 F/2 F Il bullone è soggetto a notevoli sforzi taglianti
  • 21. 21/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TAGLIO: MODALITÁ DI COLLASSO Unionibullonate 1) Rottura per strappo della lamiera 2) Rottura per recisione del gambo del bullone 3) Rifollamento della lamiera 4) Rottura per trazione della lamiera UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate
  • 22. 22/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TAGLIO: MODALITA’ DI COLLASSO (1/4) Unionibullonate 1) Rottura per strappo della lamiera FF FF D D' E E' s = spessore UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate sm F ⋅⋅ ⋅= 2 1 1τ s = spessore m = proiezione orizzontale del segmento DD’ Lo sforzo di taglio si divide su due sezioni di A = ms
  • 23. 23/47 UnionibullonateGeneralità 2) Rottura per recisione del gambo del bullone UNIONI A TAGLIO: MODALITA’ DI COLLASSO (2/4) Unionibullonate F/2 F/2 F F/2 F/2 F/2 F/2 F F/2 F/2 4F UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate Il gambo lavora su due facce Sulla sezione di A = π d2 /4 agisce la forza F/2 22 4 2 d F ⋅ ⋅= π τ
  • 24. 24/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TAGLIO: MODALITA’ DI COLLASSO (3/4) Unionibullonate 3) Rifollamento della lamiera F F Campo elastico Campo plastico Valore medio sd F ⋅ =1σ UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate F a b c F elastico plastico medio s = spessore d = diametro del bullone sd ⋅
  • 25. 25/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TAGLIO: MODALITA’ DI COLLASSO (4/4) Unionibullonate 4) Rottura per trazione della lamiera FF F F F/2 F/2 F/2 F/2A A' sm s ( ) sda F ⋅− =2σ UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate smax s min Ø Ø ( ) sda ⋅− a = altezza della lamiera d = diametro del bullone s = spessore Andamento delle tensioni intorno al foro Valore convenzionale medio della tensione Conoscendo le tensioni di collasso dei vari meccanismi è possibile risalire ai vari carichi di collasso. Il più piccolo dei 4 rappresenta l’effettivo carico ultimo del collegamento a
  • 26. 26/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TAGLIO: VERIFICHE Unionibullonate Una volta calcolate le tensioni agenti è necessario valutare la sicurezza nei confronti dei vari meccanismi di collasso. 4 meccanismi 4 verifiche (NTC 2008, § 4.2.8.1.1) 1) Verifica a strappo della lamiera La verifica a strappo è soddisfatta se il predimensionamento di distanze e interassi è stato effettuato seguendo le indicazioni della normativa 2) Verifica a recisione del gambo del bullone Con l’ipotesi che la tensione tangenziale si distribuisca uniformemente: UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate Con l’ipotesi che la tensione tangenziale si distribuisca uniformemente: VRd b f A R ≤=τ 2 6,0 M tb VRd f f γ = 2 5,0 M tb VRd f f γ = R = risultante sul singolo bullone Ab = area della sezione interessata (Ab = A se il bullone lavora su una faccia Ab = 2A se il bullone lavora su due facce) Bulloni 6.8 e 10.9 con filettatura a contatto Ab = 2A Ab = A
  • 27. 27/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TAGLIO: VERIFICHE Unionibullonate 3) Verifica a rifollamento 2M tk rif fk ds R γ α σ ⋅⋅ ≤ ⋅ = R = risultante sul singolo bullone d = diametro del bullone s = spessore ftk = resistenza a rottura del materiale della piastra γM2 = 1,25 UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate 4) Verifica di resistenza della lamiera ydf≤σ ridA N =σ ridW M =σ ridA V =τ 22 3τσσσ +== id       ⋅ = 02 ; 9,0 min M yk M tk yd ff f γγ o Se è presente anche sforzo tangenziale
  • 28. 28/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TRAZIONE Unionibullonate Forza che agisce in direzione perpendicolare al piano di contatto tra gli elementi Si considera un collegamento elementare FN effetto leva UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate FN 2 9,0 M tb res N f A N γ γσ ⋅ ≤⋅= γN = 1,25 per tenere conto dell’effetto leva e di eventuali flessioni parassite Ares = A resistente del bullone ftb = resistenza a rottura del bullone γM2 = 1,25
  • 29. 29/47 UnionibullonateGeneralità UNIONI A TAGLIO E TRAZIONE Unionibullonate 1 4,1 ≤ ⋅ + tRd tEd vRd vEd F F F F Nel caso di presenza combinata di taglio e trazione si può adottare la formula di interazione lineare: FtEd sollecitazione di trazione di progetto UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate 2 6,0 M restb vRd Af F γ ⋅ = 2 9,0 M restb tRd Af F γ ⋅⋅ FvEd sollecitazione di taglio di progetto
  • 30. 30/47 UnionibullonateGeneralità EFFETTI DELLE CARATTERISTICHE DI SOLLECITAZIONE Unionibullonate Le unioni reali sono costituite da più bulloni. E’ necessario utilizzare metodi di calcolo che permettono di ripartire gli effetti delle azioni esterne tra gli n bulloni Ipotesi semplificative • lamiera “infinitamente” rigida • bulloni perfettamente elastici •T e N si ripartiscono in modo uguale tra i bulloni • lo spostamento di ogni bullone è costante e proporzionale alla distanza dal baricentro UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate T M T T Se lo sforzo di taglio non è applicato sull’asse baricentrico nasce un momento torcente N e Se lo sforzo normale non passa per il baricentro della bullonatura bisogna considerare anche gli effetti di un momento flettente
  • 31. 31/47 UnionibullonateGeneralità EFFETTI DELLE CARATTERISTICHE DI SOLLECITAZIONE: TAGLIO (E TORSIONE)Unionibullonate VT.1 VT.2 VT.5 VT.3 VT.4 + = VV V V V1 V2 V3 V4 T T M T M T T M T UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate V VT.6 VT.5 V V6 V5 Si trasporta la forza al baricentro della bullonatura Si genera un momento torcente MT Lo sforzo di taglio si ripartisce tra gli n bulloni nn T V s = ns = numero sezioni resistenti i i T T y yn M V ⋅ ⋅ = ∑ 2 Anche MT si ripartisce tra i bulloni yi = distanza dal baricentro della bullonatura Su ogni bullone agisce la risultante di V e VT
  • 32. 32/47 UnionibullonateGeneralità EFFETTI DELLE CARATTERISTICHE DI SOLLECITAZIONE: TRAZIONE (E FLESSIONE)Unionibullonate N e ymax yi NM N F = y M F ⋅= ∑ UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionibullonate n N FN = Lo sforzo normale si ripartisce tra i bulloni i i i y y F ⋅= ∑ 2 M è proporzionale alla distanza dei bulloni dall’asse neutro n N y y M F i +⋅ ⋅ = ∑ max2max 2 Lo sforzo totale massimo nel bullone più sollecitato sarà:
  • 33. 33/47 UnionibullonateGeneralità I sistemi di collegamento: generalità Unioni bullonate Outline UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unioni saldate Unionisaldate
  • 34. 34/47 UnionibullonateGeneralità TECNOLOGIA DELLE UNIONI PER SALDATURA UNI 1307 Per saldatura si intende il processo mediante il quale si effettua l’unione dei pezzi metallici sotto l’azione del calore, con o senza l’apporto di un materiale metallico, in modo da realizzare nei tratti di collegamento la continuità fra i pezzi stessi. VANTAGGI • collegamenti più rigidi • si evita l’indebolimento dovuto ai fori dei bulloni • le saldature occupano meno spazio. I giunti sono più snelli UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate SVANTAGGI • le saldature occupano meno spazio. I giunti sono più snelli • gli elementi da unire non devono subire un trattamento iniziale (per le bullonature bisogna realizzare i fori • La buona riuscita dipende principalmente dall’operaio (si cerca infatti di farle il più possibile da manodopera specializzata in officina dove c’è più controllo) • Maggiori oneri di lavorazione che portano a costi maggiori
  • 35. 35/47 UnionibullonateGeneralità PROCEDURE DI SALDATURA Saldature a pressione • Sono utilizzate per realizzare le strutture composte acciaio – cls • I connettori sono saldati alla trave e la collegano alla soletta in cls • Non si usa materiale d’apporto Saldature a fusione • Si crea continuità tra gli elementi elettrodo UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate • Si crea continuità tra gli elementi • Il materiale proviene da un corpo esterno. E’ necessario farlo sciogliere e una volta sciolto proteggere il bagno di fusione per evitare un raffreddamento troppo rapido • Esistono oltre 40 tipi di diversi di procedure elettrodo rivestimento arco guidato metallo di basemetallo fusozona di trazione cordone scoria gas
  • 36. 36/47 UnionibullonateGeneralità PROCEDURE DI SALDATURA (1/2) Saldatura manuale ad arco con elettrodi rivestiti elettrodo cordone di saldatura pezzi da saldare (materiale base) generatore manico isolante pinza porta elettrodo E’ la più usata perché è la più semplice (si può fare anche in opera) ed è molto versatile. Il generatore trasmette corrente che crea un arco elettrico tra l’elettrodo e il materiale base a causa della d.d.p. Si crea una sorgente di calore localizzata che fa fondere entrambi e dal raffreddamento si ottiene il UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate fondere entrambi e dal raffreddamento si ottiene il cordone di saldatura. L’elettrodo è una bacchetta di materiale siliceo- vetroso (è più leggero dell’ acciaio fuso quindi galleggia sul materiale base e forma una pellicola protettiva contro l’idrogeno dell’atmosfera che fragilizza l’acciaio)
  • 37. 37/47 UnionibullonateGeneralità PROCEDURE DI SALDATURA (2/2) Saldatura automatica ad arco sommerso Di suo industriale. E’ caratterizzata da bagli di fusione di elevate dimensioni La sorgente termica è costituita da un filo avvolto in matassa che un opportuno dispositivo meccanico provvede a far avanzare man mano che si fonde La parte da saldare è ricoperta da sabbia che protegge l’acciaio fuso (“sommerso” perché coperto dalla sabbia) Saldatura automatiche o semiautomatiche sotto gas di protezione Saldature a filo continuo in cui la protezione del bagno di fusione è affidata a un gas inerte o a un gas chimicamente attivo. UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate gas inerte o a un gas chimicamente attivo. Hanno un costo elevato e sono utilizzate per saldare acciai particolari Saldature con elettrodo infusibile L’arco elettrico scocca tra un elemento di tugsteno e il materiale base. L’elettrodo di tugsteno serve solo per far scoccare l’arco. Il materiale di apporto proviene da una bacchetta dello stesso materiale da saldare.
  • 38. 38/47 UnionibullonateGeneralità POSSIBILI DIFETTI • Mancanza di penetrazione: il cordone non collega l’intera sezione da saldare (errore dell’operatore o lembi preparati male) • Inclusioni solide: scorie nel bagno di fusione • Soffiature: cavità formate dai gas che si liberano durante la saldatura • Cricche a freddo: microfessure nel materiale base ai margini del cordone di saldatura. Dovute in genere a raffreddamento troppo rapido • Cricche a caldo: fessure nella zona fusa causate da un elevato tenore di impurezze nel bagno di fusione. E’ il difetto peggiore. cricche a freddo UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate • Deformazione
  • 39. 39/47 UnionibullonateGeneralità Esistono due classi (NTC 2008 - § 4.2.8.2, CNR 10011/97 - § 2.5.3) 1) Giunti a completa penetrazione • Viene ripristinata la continuità tra i pezzi uniti • Diventano monolitici (e vanno verificati come tali) La resistenza di calcolo dei collegamenti si assume uguale alla resistenza di CLASSIFICAZIONE testa a testa a T a croce UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 La resistenza di calcolo dei collegamenti si assume uguale alla resistenza di progetto del più debole tra gli elementi connessi Unionisaldate 2) Giunti a cordone d’angolo • Gli elementi da unire non vengono preventivamente modellati • Sono solo accostati. Si hanno discontinuità nel flusso delle tensioni discontinuità discontinuità
  • 40. 40/47 UnionibullonateGeneralità GIUNTI A CORDONE D’ANGOLO: CALCOLO E VERIFICHE Il problema di verificare la resistenza di un cordone d’angolo è stato oggetto di numerosi studi. Tutti i metodi proposti si basano su una ipotesi semplificativa: le tensioni si vengono considerate uniformemente distribuite sulla sezione di gola (a*L) Reale distribuzione degli sforzi. Mano a mano che il materiale si plasticizza si ha una ridistribuzione degli sforzi e le disuniformità si attenuano Altezza di gola a UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate Sezione di gola nella reale posizione Sezione di gola ribaltata
  • 41. 41/47 UnionibullonateGeneralità • Van den Eb traccia un dominio a peroide a partire da risultati sperimentali Si cerca un dominio con una forma traducibile in equazione • ellissoide ISO VERIFICHE SULLA SEZIONE DI GOLA RIBALTATA: CENNI STORICI ( ) ( ) 1 70,058,0 2 2 // 2 2 2 2 = ⋅ + ⋅ + ⊥⊥ uuu fff ττσ Lo scopo era quello di tracciare il dominio spaziale delle resistenze UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 • ellissoide ISO • sfera inglese (BS, 1966): raggio pari a 0,58·fu; • sfera americana (AISC, 1969): raggio pari a 0,61·fu; • sfera tedesca (DIN, 1968): raggio pari a 0,70·fu. Unionisaldate ( ) ( )70,058,0 ⋅⋅ uuu fff
  • 42. 42/47 UnionibullonateGeneralità VERIFICHE SULLA SEZIONE DI GOLA RIBALTATA (NTC E CNR) In Italia: • si vuole mantenere l’interpretazione delle DIN ma rendendola più cautelativa • Si vuole evitare una formulazione analitica di tipo quadratico SFERA MOZZA Sfera tagliata da due coppie di piani passanti per 0,58fu su entrambi gli assi UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate 7,02 // 22 ydftnt ⋅⋅≤++ ⊥⊥ β ydfnt ⋅⋅⋅≤+ ⊥⊥ β258,0 Verifiche
  • 43. stato tensionale limitazioni Fe 360 Fe 430/ 510 0,85 fyd 0,70 fyd fyd 0,85 fyd fyd 0,85 fyd 0,85 fyd 0,70 fyd 0,85 fyd 0,70 fyd ⊥ ⊥ ⊥ a n σ⊥ t τ 2 // 22 ≤++ ⊥⊥ ττσ ⊥ ⊥ σ τ ⊥ ⊥ σ τ τ τ ≤+ ⊥⊥ στ ≤⊥τ ≤⊥σ 2 // 2 ≤+⊥ ττ ≤+ ⊥⊥ στ ≤⊥σ 0,85 fyd 0,70 fyd 0,85 fyd 0,70 fyd 0,85 fyd 0,70 fyd 0,85 fyd 0,70 fyd ⊥τ ⊥ τσ τ⊥ σ⊥ τ //⊥ 2 // 2 ≤+⊥ τσ ≤//τ ≤⊥τ ≤⊥σ
  • 44. 44/47 UnionibullonateGeneralità EFFETTI DELLE CARATTERISTICHE DI SOLLECITAZIONE: TRAZIONE a F F/2 F/2 L f F ⋅≤= 85,0τ F ⋅≤=σ a L F F/2 F/2 Cordoni laterali Cordone frontaleUnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate yd ii f aL F ⋅≤ ⋅ = ∑ 85,0//τ ∑ ⋅⋅=⋅ aLaL ii 4 ydf aL F ⋅≤ ⋅⋅ =⊥ 85,0 2 σ
  • 45. 45/47 UnionibullonateGeneralità EFFETTI DELLE CARATTERISTICHE DI SOLLECITAZIONE: TAGLIO F a h L F a h b L n σt τ ⊥n t σ ⊥ ⊥ ⊥ ⊥ ⊥ ⊥ L’area resistente è pari a A = 2·a·h 2 ha⋅ Cordoni frontali longitudinali Cordoni frontali trasversali habW ⋅⋅= UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 (o ) Unionisaldate con modulo di resistenza 6 2 2 ha W ⋅ ⋅= La massima tensione derivante dal momento flettente è pari a: 2max 3 ha lF W M ⋅ ⋅⋅==⊥σ ha F ⋅⋅ = 2 //τ ydf⋅≤+⊥ 85,02 // 2 max τσ hab LF W M ⋅⋅ ⋅ ==⊥σ ab F ⋅⋅ =⊥ 2 τ ydf ba F hab FL ≤ ⋅⋅ + ⋅⋅ =+ ⊥⊥ 2 τσ ydf⋅85,0 ydf⋅≤⊥ 85,0σ ydf⋅70,0 ydf⋅≤⊥ 85,0τ ydf⋅70,0 habW ⋅⋅= (o ) (o )
  • 46. 46/47 UnionibullonateGeneralità EFFETTI DELLE CARATTERISTICHE DI SOLLECITAZIONE: TAGLIO F -σ max flessione τ taglio A B UnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate ydA f⋅≤⊥ 85,0maxσ ydBB f⋅≤+⊥ 85,02 // 2 τσ (o 0,70 fyd) Verifica nel punto A Verifica nel punto B
  • 47. 47/47 UnionibullonateGeneralità EFFETTI DELLE CARATTERISTICHE DI SOLLECITAZIONE: TORSIONE a H L h a H MT M a V z h V MT a L M V T = Cordoni laterali Cordoni frontaliUnionibullonateUnionisaldate Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile Prof. F. Bontempi – Ing. S. Arangio – Ing. P. E. Sebastiani UNIONI 1 A.A. 2014 - 2015 Unionisaldate ( )ah M H T + = La H ⋅ =//τ z M V T = aLz M aL V T ⋅⋅ = ⋅ =//τ ydf⋅≤ 85,0//τ (o 0,70 fyd)
  • 48. PROSSIMA ESERCITAZIONE STRUTTURE IN ACCIAIO: SISTEMI DI COLLEGAMENTO E UNIONI – PARTE 2 E Sapienza Università di Roma Corso di Tecnica delle Costruzioni – Ingegneria Civile A.A. 2014 – 15 ESERCITAZIONI UNIONI ESEMPI: GIUNTI DI ESTREMITÀ (TRAVE PRINCIPALE – SECONDARIA) GIUNTI TRAVE – COLONNA UNIONE CONTINUA TRAVE – TRAVE UNIONE COLONNA – COLONNA UNIONE COLONNA FONDAZIONE UNIONE TRA GLI ELEMENTI DI CONTROVENTAMENTO Website: http://www.francobontempi.orgWebsite: http://www.francobontempi.org Prof. Franco Bontempi, Ing. Stefania Arangio, Ing. Paolo E. Sebastiani