Post on 20-Jan-2016
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I COLLEGAMENTII COLLEGAMENTIEsercitazioni del Corso di
Teoria e Progetto delle Costruzioni in Acciaio
I COLLEGAMENTII COLLEGAMENTI•• UNIONI BULLONATEUNIONI BULLONATE
•• UNIONI SALDATEUNIONI SALDATE 2
Componenti di una giunzione bullonata: bulloni a taglio
3UNIONI BULLONATEUNIONI BULLONATE
Componenti di una giunzione bullonata: bulloni ad attrito
4UNIONI BULLONATEUNIONI BULLONATE
Trasferimento dello sforzo (con 1 o 2 sezioni attive)
m = 1m = 1
m = 2
m = 1
m = 2
m = 1
5UNIONI BULLONATEUNIONI BULLONATE
Esempi di sollecitazioni
6UNIONI BULLONATEUNIONI BULLONATE
Limitazioni dimensionali
Limiti Tensionali
Fig. 4.2.3 ; Tab. 4.2.XIII (N.T.C. 2008)
Tab.11.3.XII.b (N.T.C. 2008)
7UNIONI BULLONATEUNIONI BULLONATE
DATIDATI
BullonaturaBullonatura: : dd, , AAresres, , AA, , mm ss d d
Verifiche (per il singolo bullone)
mm, , ssii, d, d00AzioniAzioni: : VVb,Sdb,Sd, , NNb,Sdb,SdResistenzeResistenze: : VVb,Rdb,Rd, , NNb,Rdb,Rd, , PPr,Rdr,Rd, , BBp,Rdp,Rd
CALCOLO DI VERIFICA: BULLONI A TAGLIO
VERIFICA A TAGLIOVERIFICA A TAGLIO
nella filettatura
nel gambo liscio
Classi 4.6, 5.6, 8.8
Classi 6.8, 10.9
VERIFICA A TAGLIO E TRAZIONEVERIFICA A TAGLIO E TRAZIONE
VERIFICA A TRAZIONEVERIFICA A TRAZIONE
VERIFICA A RIFOLLAMENTOVERIFICA A RIFOLLAMENTO
VERIFICA A PUNZONAMENTOVERIFICA A PUNZONAMENTO
γγM2M2 = 1.25= 1.25γγM2M2 = 1.25= 1.25
8UNIONI BULLONATEUNIONI BULLONATE
Meccanismi di rottura per unioni a taglio
La resistenza a collasso dell’unione corrisponde almeccanismo di collasso di minor resistenza tra i quattromeccanismi caratteristici delle unioni a taglio:
a) rottura per taglio del bullone
b) rottura per rifollamento della lamiera
c) rottura per trazione della lamiera nella sezione netta
fA90
d) rottura per taglio della lamiera
2M
tnRd,t
fA9,0Nγ
⋅⋅=
9UNIONI BULLONATEUNIONI BULLONATE
DATIDATI
BullonaturaBullonatura: : dd, , AAresres, , AA, , mm, , ssii, , µµ,,dd N N
Verifiche (per il singolo bullone)CALCOLO DI VERIFICA: dd00, N, Nss
AzioniAzioni: : VVb,Sd,serb,Sd,ser, , VVb,Sdb,SdResistenzeResistenze: : VVbs,Rd,serbs,Rd,ser, , VVbs,Rdbs,Rd, , VVb,Rdb,Rd, , PPr,Rdr,Rd
CALCOLO DI VERIFICA: BULLONI AD ATTRITO
A. Azione tagliante
VERIFICA AD ATTRITO (SLE)VERIFICA AD ATTRITO (SLE)
I. Unione resistente per attrito allo SLE
II. Unione resistente per attrito allo SLU
VERIFICA AD ATTRITO (SLU)VERIFICA AD ATTRITO (SLU)( )( )
VERIFICA A TAGLIO (SLU)VERIFICA A TAGLIO (SLU)
ser,3M
sser,Rd,bsser,Sd,b
NmVVγµ ⋅⋅
=≤
( )( )
3M
sRd,bsSd,b
NmVVγµ ⋅⋅
=≤
VERIFICA A VERIFICA A ( )( )
VERIFICA A VERIFICA A
RIFOLLAMENTO (SLU)RIFOLLAMENTO (SLU)
Rd,bSd,b VV ≤ Rd,rSd,b PV ≤
γγM3M3 = 1.25= 1.25γγM3M3 = 1.25= 1.25
VERIFICA A RIFOLLAMENTO (SLU)VERIFICA A RIFOLLAMENTO (SLU)
γγM3,M3,serser = 1.10= 1.10γγM3,M3,serser = 1.10= 1.10
Rd,rSd,b PV ≤
10UNIONI BULLONATEUNIONI BULLONATE
DATIDATIBullonaturaBullonatura: : dd, , AAresres, , AA, , mm, , ssii, , µµ,,dd00, N, NssAzioniAzioni: : VV VV NN
Verifiche (per il singolo bullone)CALCOLO DI VERIFICA:
AzioniAzioni: : VVb,Sd,serb,Sd,ser, , VVb,Sdb,Sd, , NNb,Sd,serb,Sd,ser, , NNb,Sdb,SdResistenzeResistenze: : VVbs,Rd,serbs,Rd,ser, , VVbs,Rdbs,Rd, , VVb,Rdb,Rd, , NNb,Rdb,Rd, , PPr,Rdr,Rd
BULLONI AD ATTRITO
I. Unione resistente per attrito allo SLE
II. Unione resistente per attrito allo SLU
B. Azione compostataglio e trazione
VERIFICA AD ATTRITO (SLE)VERIFICA AD ATTRITO (SLE)
ser,Sd,bsser,Rd,bs
)N8.0N(mV
µ −⋅⋅=
VERIFICA AD ATTRITO (SLU)VERIFICA AD ATTRITO (SLU)
Rd,bsSd,b VV ≤
ser,Rd,bsser,Sd,b VV ≤
VERIFICA A TAGLIO (SLU)VERIFICA A TAGLIO (SLU)
ser,3Mγ
VERIFICA A TRAZIONE VERIFICA A TRAZIONE VERIFICA A TRAZIONE VERIFICA A TRAZIONE
Rd,bSd,b VV ≤ 3M
Sd,bsRd,bs
)N8.0N(mV
γµ -⋅⋅
=
VERIFICA A TAGLIO E TRAZIONE (SLU)VERIFICA A TAGLIO E TRAZIONE (SLU)
(SLU)(SLU)
Rd,bSd,b NN ≤
(SLU)(SLU)
Rd,bSd,b NN ≤
VERIFICA A RIFOLLAMENTO (SLU)VERIFICA A RIFOLLAMENTO (SLU)
VERIFICA A RIFOLLAMENTO (SLU)VERIFICA A RIFOLLAMENTO (SLU)
1N4.1
NVV
Rd,b
Sd,b
Rd,b
Sd,b ≤⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
11
Rd,rSd,b PV ≤ Rd,rSd,b PV ≤
UNIONI BULLONATEUNIONI BULLONATE
DATI
Carico assiale di
• determinazione dell’azione tagliante sulbullone (Vb d)
progetto allo SLU:
Nt,Sd = 140 kN
Bulloni :
M16 – classe 8.8
filettatura nello bullone (Vb,Sd)
• determinazione della resistenza a taglio del bullone (Vb,Rd)
• determinazione della resistenza a rifollamento (P d)
filettatura nello
spess. di serraggio
Fori: 17 mm
Piatti di
collegamento: rifollamento (Pr,Rd)
• determinazione della resistenza del piattodel collegamento nella sezione forata (Nt,Rd)
collegamento:
(150 x 5) mm
Acciaio S235
Controllo dimensionale della geometria del collegamento
mm437)1722(mm70 =⋅> mm4,37)172,2(mm70 =⋅>
mm0,70);200mm514min(mm70 =⋅=
mm8,40)174,2(mm60 =⋅>
mm0,70);200mm514min(mm60 =⋅<
mm420)1721(mm50 =>
Le verifiche dimensionali risultano soddisfatte
mm4,20)172,1(mm50 =⋅>
mm0,60)5440(mm50 =⋅+<
mm4,20)172,1(mm45 =⋅>
mm0,60)5440(mm45 =⋅+<
12
ESERCIZIO 1ESERCIZIO 1Verifica a taglio di un’unione bullonataVerifica a taglio di un’unione bullonata
Determinazione dell’azione tagliante sul bullone (Vb,Sd) e della relativa resistenza (Vb,Rd)
La sollecitazione su ogni bullone vale:La sollecitazione su ogni bullone vale:
La resistenza a taglio del bullone vale:
kN354
140n
NV Sd,t
Sd,b ===
kN3,60251
1015780016,0Afm6,0V3
restbRdb =
⋅⋅⋅⋅=
⋅⋅⋅=
−
Determinazione della resistenza a rifollamento (Pr,Rd)
⎭⎬⎫
⎩⎨⎧ −
⋅⋅=
⎭⎬⎫
⎩⎨⎧
−= 25,0173
70;1;360800;
17350min25,0
d3p;1;
ff;
d3emin
0
1
t
tb
0
1α
,25,12M
Rd,b γ
{ } 980,0122,1;1;222,2;980,0min ==α
⎭⎬⎫
⎩⎨⎧ −
⋅−
⋅=
⎭⎬⎫
⎩⎨⎧
−⋅
−⋅
= 5,2;7,117
604,1;7,117
458,2min5,2;7,1d
p4,1;7,1d
e8,2mink0
2
0
2
{ } 5,25,2;24,3;71,5mink == { }
kN4,5625,1
103605165,298,0fsdkP3
2M
tiRd,r =
⋅⋅⋅⋅⋅=
⋅⋅⋅⋅=
−
γα
Determinazione della resistenza del piatto del collegamento nella sezione forata (Nt,Rd)
Valutazione dell’area netta:Valutazione dell area netta:
Resistenza del piatto di collegamento:
2n mm580)175(2)1505(A =⋅⋅= -
kN33,15025,1
103605809,0fA9,0N3
2M
tnRd,t =
⋅⋅⋅=
⋅⋅=
-
γ
13
ESERCIZIO 1ESERCIZIO 1Verifica a taglio di un’unione bullonataVerifica a taglio di un’unione bullonata
Determinazione della resistenza del piatto del collegamento nella sezione forata (Nt,Rd)
Confronto:Confronto:
<= kN35V Sd,b kN4,56PkN3,60V
Rd,r
Rd,b
=
=
kN33,150NkN140N Rd,tSd,t =<=
14
ESERCIZIO 1ESERCIZIO 1Verifica a taglio di un’unione bullonataVerifica a taglio di un’unione bullonata
DATI
Bulloni: Bulloni:
M20 – classe 10.9 -
precaricati
Fori: 21 mm
Piatti di collegamento: • calcolo della forza di precarico del bullone(Ns)
• determinazione della resistenza ad attrito(Vbs,Rd)
• determinazione della resistenza a
Piatti di collegamento:
(140 x 8) mm.
Acciaio S235
Superfici a contatto tra
i piatti e gli elementi:
rifollamento (Pr,Rd)
• determinazione della resistenza del piattodi collegamento nella sezione forata (Nt,Rd)
sabbiate
meccanicamente
(µ=0,45)
Controllo dimensionale della geometria del collegamento
246)2122(0 mm2,46)212,2(mm50 =⋅>
mm112);200mm814min(mm50 =⋅<
mm4,50)214,2(mm70 =⋅>
mm112);200mm814min(mm70 =⋅<
mm225)2121(mm35 =>
Le verifiche dimensionali risultano soddisfatte
mm2,25)212,1(mm35 =⋅>
mm72)8440(mm35 =⋅+<
mm2,25)212,1(mm35 =⋅>
mm72)8440(mm35 =⋅+<
15
ESERCIZIO 2ESERCIZIO 2Capacità portante di un’unione a taglio con bulloni Capacità portante di un’unione a taglio con bulloni ad attritoad attrito
Calcolo della forza di precarico del bullone (Ns)
kN5,1711010002457,0fA7,0'
fA7,0N 3tbres
7M
tbress =⋅⋅⋅=⋅⋅=
⋅⋅= −
γ 7MγDeterminazione della resistenza ad attrito (Vbs,Rd) allo SLU
kN5,12325,1
5,17145,02NmV3M
sRd,bs =
⋅⋅=
⋅⋅=
γµ
Calcolo della resistenza a scorrimento dell’unione allo SLU:
Determinazione della resistenza a rifollamento (Pr,Rd)
kN4945,1234VnF Rd,bsRd,s =⋅=⋅=
⎭⎬⎫
⎩⎨⎧ −
⋅⋅=
⎭⎬⎫
⎩⎨⎧
−= 25,0213
50;1;360
1000;213
35min25,0d3p;1;
ff;
d3emin
0
1
t
tb
0
1α
{ } 544,0544,0;1;778,2;555,0min ==α
⎭⎬⎫
⎩⎨⎧ −
⋅−
⋅=
⎭⎬⎫
⎩⎨⎧
−⋅
−⋅
= 5,2;7,121
704,1;7,121
358,2min5,2;7,1d
p4,1;7,1d
e8,2mink0
2
0
2
{ } 525296729672mink { } 5,25,2;967,2;967,2mink ==
kN34,12525,1
1036016205,2544,0fsdkP3
2M
tiRd,r =
⋅⋅⋅⋅⋅=
⋅⋅⋅⋅=
−
γα
Determinazione della resistenza a rifollamento (Pr,Rd)
Calcolo della resistenza a rifollamento dell’unione:Calcolo della resistenza a rifollamento dell unione:
kN48,25034,1252PnF Rd,rRd,b =⋅=⋅=
16
ESERCIZIO 2ESERCIZIO 2Capacità portante di un’unione a taglio con bulloni Capacità portante di un’unione a taglio con bulloni ad attritoad attrito
Determinazione della resistenza del piatto centrale del collegamento nella sezione forata (Nt,Rd)
Valutazione dell’area netta:
Resistenza del piatto di collegamento:
2n mm1568)2116(2)14016(A =⋅−⋅=
kN42,40625,1
1036015689,0fA9,0N3
2M
tnRd,t =
⋅⋅⋅=
⋅⋅=
−
γ
Capacità portante del collegamento:
kN494F Rd,s =
250,48 kN (valore minimo della capacità portante)
kN48,250F Rd,b =capacità portante)kN42,406N Rd,t =
17
ESERCIZIO 2ESERCIZIO 2Capacità portante di un’unione a taglio con bulloni Capacità portante di un’unione a taglio con bulloni ad attritoad attrito
determinazione dell’azione assiale sul bullone (Nb,Sd);
DATI
290 300
determinazione dell’azione tagliante sul bullone (Vb,Sd);
determinazione della resistenza a trazione del bullone (Nb,Rd);
d t i i d ll i t
Momento di progetto allo SLU: MSd = 125 kNm.
Taglio di progetto allo SLU: VSd = 200 kN.determinazione della resistenza a
taglio del bullone (Vb,Rd);
determinazione della resistenza a rifollamento (Pr,Rd);
determinazione della resistenza a
VSd 200 kN.
Bulloni: M24 – classe 8.8
Colonna: HEA 300
Trave: IPE 200punzonamento (Bp,Rd)
verificheAcciaio S355
ESERCIZIO 3ESERCIZIO 3verifica a taglio e trazione di un’unione trave verifica a taglio e trazione di un’unione trave --colonna (bulloni a taglio)colonna (bulloni a taglio) 18
Determinazione dell’azione assiale massima sul bullone (Nb,Sd)
kN159250)25018060(
1012521y
yM
21N 222
3
max2Sd
Sd,b =⋅++
⋅=⋅=
∑Determinazione dell’azione tagliante sul bullone (Vb,Sd)
Determinazione della resistenza a trazione del bullone(Nb,Rd)
kN4,336
200n
VV SdSd,b ===
)25018060(2y2 i ++∑
( b,Rd)
Determinazione della resistenza a taglio del bullone(Vb,Rd) fuori filettatura
kN5,17325,1
80045216,0fAm6,0V2M
tbRd,b =
⋅⋅⋅=
⋅⋅⋅=
γ
kN20325,1
8003539,0fA9,0N2M
tbresRd,b =
⋅⋅=
⋅⋅=
γ
Verifica a taglio e trazione
175,02034,1
1595,1734,33
N4,1N
VV
Rd,b
Sd,b
Rd,b
Sd,b <=⋅
+=+
25,12Mγ
Determinazione della resistenza a rifollamento (Pr,Rd)
kN5,16125,1
51010245,266,0fsdkP2M
tiRd,r =
⋅⋅⋅⋅=
⋅⋅⋅⋅=
γα
Rd,rSd,b P5,1614,33V =<=
Verifica a rifollamento
Determinazione della resistenza a punzonamento (B )
Le verifiche di resistenza risultano soddisfatte
(Bp,Rd)
Rd,pSd,b BkN292kN159N =<=
Verifica a punzonamento
kN29225,1
51010386,0fsd6,0B2M
tminmRd,p =
⋅⋅⋅⋅=
⋅⋅⋅⋅=
πγ
π
19
ESERCIZIO 3ESERCIZIO 3verifica a taglio e trazione di un’unione trave verifica a taglio e trazione di un’unione trave --colonna (bulloni a taglio)colonna (bulloni a taglio)
Si ipotizza di verificare la bullonaturain modo che funzioni ad attrito alloSLE
DATI
290 300
SLE.
determinazione dell’azione assialesul bullone (Nb,Sd,ser);
determinazione dell’azione tagliantesul bullone (Vb,Sd,ser);
Momento di progettoallo SLE: MSd = 87 kNm.
Taglio di progetto alloSLE: VSd = 140 kN.
determinazione dello sforzo diprecarico (Ns);
verifica
Bulloni: M24 – classe 8.8
Acciaio S355
Superfici a contatto:spazzolate ( = 0 30)spazzolate (µ = 0,30)
ESERCIZIO 4ESERCIZIO 4verifica a taglio e trazione di un’unione trave verifica a taglio e trazione di un’unione trave --colonna (bulloni ad attrito)colonna (bulloni ad attrito) 20
Determinazione dell’azione assiale massima sul bullone (Nb,Sd,ser)
kN4,11025098500
108721y
yM
21N
3
max2Sd
ser,Sd,b =⋅⋅
=⋅=∑
Determinazione dell’azione tagliante sul bullone (Vb,Sd,ser)
Determinazione dello sforzo di precarico (N )
kN4,236
140n
VV Sdser,Sd,b ===
985002y2 i∑
Determinazione dello sforzo di precarico (Ns)
Verifica
kN19800,13538007,0
'Af7,0N
7M
restbs =
⋅⋅=
⋅⋅=
γ
( ) ( ) kN9,29101
4,1108,019830,01N8,0NmV ser,Sd,bs
ser,Rd,bs =⋅−⋅⋅
=−⋅⋅
=γ
µ
ser,Rd,bsVkN9,29kN4,23V ser,Sd,b =<=
La verifica di resistenza risulta soddisfatta
10,1ser,3Mγ
21
ESERCIZIO 4ESERCIZIO 4verifica a taglio e trazione di un’unione trave verifica a taglio e trazione di un’unione trave --colonna (bulloni ad attrito)colonna (bulloni ad attrito)
Procedimenti di saldatura
Le unioni realizzate mediante saldatura devono essere
realizzate con uno dei procedimenti all’arco elettrico codificati.
I procedimenti di saldatura utilizzabili per unire elementi
ll l f d d l l ll dmetallici possono essere classificati tenendo conto del livello di
automazione che si applica, distinguendo in questo modo:
procedimenti
manuali
saldatura ossiacetilenica
saldatura ad arco con elettrodi rivestiti
UNI EN ISO 4063UNI EN ISO 4063
procedimenti
semiautomatici
procedimenti
automatici
saldatura a filo continuo sotto protezione di gas
saldatura ad arco somme soautomatici sommerso
UNI EN ISO 15614UNI EN ISO 15614
22UNIONI SALDATEUNIONI SALDATE
Controllo e qualifica della saldatura
L’entità e il tipo di tali controlli sono definiti dal progettista,
eseguiti sotto la responsabilità del direttore dei lavori.
I controlli potranno essere estesi o integrati in funzione
d ll’ d d ldell’andamento dei lavori.
Il collaudatore può accettare tali controlli ed eventualmente
integrarli.
I metodi di controlli e qualifica si dividono in due categorie:I metodi di controlli e qualifica si dividono in due categorie:
metodi di superficie: esame visivo
liquidi penetranti
metodi volumetrici: raggi X
ultrasuoni
sistemi magnetoscopici
UNI EN 12062UNI EN 12062
23UNIONI SALDATEUNIONI SALDATE
Controllo e qualifica della saldatura
Esame visivoEsame visivo
Nei controlli con i metodi visivi l’operatore può valutare la
presenza di difetti superficiali sulla saldatura, la qualità della
preparazione dei lembi e il procedimento di saldatura
utilizzato.
Tale metodo può essere utilizzato quando:
è possibile accedere a una distanza della superficie < 60
cm e con una angolazione > 30°;
si ha a disposizione una illuminazione compresa tra 150 e
600 lux.
Q d ddi f tt l i t i d tiQuando non sono soddisfatte le ipotesi precedenti per
l’esecuzione degli esami visivi, è necessario passare ad esami
remotizzati in cui si utilizzano apparecchiature dotate di una
risoluzione almeno equivalente a quella dell’occhio umano.
24UNIONI SALDATEUNIONI SALDATE
Esami con liquidi penetrantiEsami con liquidi penetranti
Controllo e qualifica della saldatura
L’esame serve esclusivamente per la ricerca di difetti affioranti
in superficie come discontinuità fessurazioni, non rilevabili ad
occhio nudo.
q pq p
La tecnica sfrutta la capacità di alcuni liquidi (miscele di
idrocarburi) di penetrare per capillarità all’interno dei difetti
superficiali.
Il metodo è suddiviso in quattro fasi.
25UNIONI SALDATEUNIONI SALDATE
Esame con metodi radiograficiEsame con metodi radiografici
Controllo e qualifica della saldatura
Tali metodi si basano sulle alterazioni che le radiazioni
elettromagnetiche subiscono incontrando un difetto nel loro
percorso all’interno del materiale.
gg
Con i raggi X è possibile esaminare spessori di acciaio fino a
200 mm; per spessori superiori è neccessario ricorrere ai raggi
γ i quali, avendo lunghezza d’onda minore, sono più
penetranti.pe et a t
Le radiazioni penetranti attraversano il campione indagato.
I raggi impressionano una lastra fotografica con una
immagine bidimensionale in scala di grigi.
Dall’immagine possono rivelarsi: variazioni di spessore,
densità o di composizione.
La valutazione viene eseguita per confronto della densità
radiografica con standard radiografici dello stesso oggetto
di qualità accettabile.
Una sola immagine bidimensionale non consente una completa
individuazione del difetto all’interno del pezzo indagato per cuip g p
occorrono più immagini.
26UNIONI SALDATEUNIONI SALDATE
Esame con metodi ultrasoniciEsame con metodi ultrasonici
Controllo e qualifica della saldatura
Il metodo è simile a quello radiografico, sfruttando però il
principio della riflessione delle onde.
Un’impulso ad alta frequenza viene introdotto nel campioneUn impulso ad alta frequenza viene introdotto nel campione
da esaminare.
La riflessione dell’onda sonora è prodotta dalle discontinuità
presenti e dai bordi dell’elemento.
Le riflessioni sono rappresentate su un diagramma
opportuno, sul quale è possibile rilevare la posizione della
discontinuità in funzione della distanza dal picco iniziale
27UNIONI SALDATEUNIONI SALDATE
Esame con metodi magnetoscopiciEsame con metodi magnetoscopici
Controllo e qualifica della saldatura
g pg p
L’oggetto da testare è magnetizzato per cui le discontinuità
trasversali al campo magnetico (difetti) determinano una
deviazione delle linee di flusso del campo magnetico stesso,
rilevata utilizzando polveri ferromagnetiche.
Se si cosparge il pezzo con particelle magnetizzabili (mezzo
rivelatore), queste saranno attirate nelle posizioni nelle quali
le linee di forza passano nell’aria e si addenseranno inle linee di forza passano nell aria e si addenseranno in
corrispondenza di una discontinuità interna capace di
provocare la perturbazione delle linee di forza.
Il campo magnetico può essere ottenuto appoggiando sul
pezzo i due poli di una elettrocalamita (magnetizzazione
diretta).
28UNIONI SALDATEUNIONI SALDATE
Difetti e alterazioni delle saldature
I principali difetti delle saldature, rilevabili mediante controlli
superficiali o profondi a seconda che siano esterni o interni al
cordone depositato, sono costituiti da:
INCISIONI MARGINALI
INSUFFICIENTE PENETRAZIONE AL ROVESCIO
CRICCHE a caldo
a freddo
EFFETTI DOVUTI AI RITIRI E ALLE TENSIONI RESIDUE
29UNIONI SALDATEUNIONI SALDATE
Resistenza delle unioni di testa e a T a piena penetrazione
La resistenza di progetto di una saldatura a completa
penetrazione (di testa o a T) si considera pari alla resistenza del
più debole tra i materiali base connessi dalla saldatura,
utilizzando elettrodi e materiale d’apporto tali da avere tensionipp
di snervamento e rottura maggiori o uguali al materiale base
(elettrodi secondo UNI 5132)
Sezioni resistenti:
a) per e τ Aw = smin· ℓ (ℓ lunghezza del cordone)
b) per Aw = Ar (Ar area del pezzo saldato)
⊥σ
σ
Indicazione delle tensioni per una ld t i t i
Indicazione delle tensioni per una ld t i t i saldatura a piena penetrazione con
giunto a T saldatura a piena penetrazione con
giunto testa a testa
30UNIONI SALDATEUNIONI SALDATE
Resistenza delle unioni a cordoni d’angolo
METODO CONVENZIONALEMETODO CONVENZIONALEMETODO CONVENZIONALEMETODO CONVENZIONALE
Si basa sulla scomposizione delle forze trasmesse al cordone di
saldatura in componenti agenti normalmente e parallelamente
alla direzione del cordone stesso (t e τ ).⊥alla direzione del cordone stesso (t e τ ).
L’area di gola resistente di una saldatura a cordone d’angolo è
definita come:
l⋅= aAw
⊥
a è l’altezza di gola del cordone costituente la saldatura
ℓ è la lunghezza del cordone costituente la saldatura
Aw per la verifica va ribaltata indifferentemente su uno dei due
lati del cordone l
a
31UNIONI SALDATEUNIONI SALDATE
Resistenza delle unioni a cordoni d’angolo
METODO CONVENZIONALEMETODO CONVENZIONALEMETODO CONVENZIONALEMETODO CONVENZIONALE
Considerando la sezione di gola in posizione ribaltata, si
indicano con σ e τ la tensione normale e la tensione
tangenziale perpendicolari all’asse del cordone (dalla
⊥ ⊥
tangenziale perpendicolari all asse del cordone (dalla
scomposizione di t ).⊥
La verifica dei cordoni d’angolo si effettua controllando che
siano soddisfatte simultaneamente le due condizioni:
y12
Sd,2
Sd,2
Sd, fβττσ ≤++ =⊥⊥
y2Sd,Sd, fβτσ ≤+ ⊥⊥
32UNIONI SALDATEUNIONI SALDATE
DATI
Carico assiale di Carico assiale di
progetto allo SLU:
NSd = 700 kN.
Piatti di collegamento:
180 x 20 mm.
La capacità portante dell’unione saldata testa a testa vienedeterminata calcolando la resistenza della sezione di progettodella parte più debole di quelle collegate (Nt,Rd)
Acciaio S235
,
kN7,80505,1
235)20180(AfNN
0M
yRd,plRd,t =
⋅⋅===
γ
)N(kN7,805)N(kN700 Rd,tSd =<=
La verifica di resistenza risulta soddisfattaLa verifica di resistenza risulta soddisfatta
ESERCIZIO 5ESERCIZIO 5Verifica di un’unione saldata testa a testaVerifica di un’unione saldata testa a testa
33
DATI
C i i l di Carico assiale di
progetto allo SLU:
NSd = 450 kN.
Acciaio S355
Ribaltando la sezione di gola sul lato orizzontale:
β1 = 0,70 ; β2 = 0,85
2Sd mmN22552002
450000a2
N=
⋅⋅=
⋅⋅=⊥
lσ
]mm/N[30235585,0225
5,24835570,0225 22
⎪⎩
⎪⎨⎧
=⋅<=
=⋅<=
⊥
⊥
σσ
La verifica di resistenza risulta soddisfatta
ESERCIZIO 6ESERCIZIO 6Verifica di un’unione saldata a cordone d’angoloVerifica di un’unione saldata a cordone d’angolo
34
a1 a1
Il momento flettente MSd,x sollecita la sezione,compresi i cordoni della saldatura, sulle cuisezioni normali si ha:
yJ
M x,Sdz == σσ
DATI
Sollecitazioni:
MSd,x , TSd,y
che non va presa in considerazione.
Per il taglio TSd,y:
Jx
Dimensioni
piattabanda:
(b x t)
Lato del y1y,Sdry,Sd
yz f)2ty(tbTST
βττ ≤+⋅⋅⋅
=⋅
==
(β1 dipendente dal tipo di acciaio)
Lato del
cordone di
saldatura: a1
y11xrx
yz f2a2JbJ
βττ ≤⋅⋅
( )12
y2s2tybt2bt
1212J
323
x +⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ ++⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛=
ESERCIZIO 7ESERCIZIO 7Verifica di un’unione saldata a cordone d’angolo in trave Verifica di un’unione saldata a cordone d’angolo in trave composta a I inflessacomposta a I inflessa 35
DATI
Determinazione delle tensioni agenti sui cordoni di saldatura
⎞
⎜⎜⎛
+⋅
=⎞
⎜⎜⎛
+=+⎞⎜⎛=
2603001508bhaa2hab2J323232
ll
G2= 70 kN
Qk= 100 kN
Carico di progetto
allo SLU:
PSd = 255 kN
366
xsald mm1036,7300
2101104h2JW ⋅=
⋅⋅=⋅=
26
3Sd mmN39,1030010255eP
=⋅⋅
=⋅
=⊥σ
⎠⎜⎝
+=⎠
⎜⎜⎝
+=+⎠
⎜⎝
=62
862
a122
ab2Jx
46x mm101104J ⋅=
PSd 255 kN
e = 300 mm
Acciaio S235
Dimensioni:
h = 300 mm;
23
Sd mmN29,612608210255
a2P
=⋅⋅⋅
=⋅⋅
=l
τ
6sald
mmN39,101036,7W ⋅⊥σ
Verifica tensionale
y122 f⋅≤+⊥ βτσ
⎨⎧ = 85,01β ;
b = 150 mm;
ℓ = 260 mm
Altezza di gola:
a = 8 mmLa verifica di resistenza risulta soddisfatta
y2
y
f⋅≤⊥ βσ
222mmN75,19923585,016,6229,6139,10 =⋅<=+
22 mmN2352351mmN39,10 =⋅<
⎩⎨⎧
= 1,
2
1
ββ
ESERCIZIO 8ESERCIZIO 8Verifica di un giunto saldato a cordoni d’angoloVerifica di un giunto saldato a cordoni d’angolo 3
6