CALCOLO DELLE UNIONI BULLONATE: VERIFICHE … bullonate.pdf · • ballio g., mazzolani f.m.,...

UNIVERSITÁ DEGLI STUDI DI BERGAMOFacoltà di Ingegneria

COSTRUZIONE DI MACCHINEProf. Sergio Baragetti

CALCOLO DELLE UNIONI BULLONATE:VERIFICHE SECONDO IL METODO DELLE TENSIONI AMMISSIBILI (SOLO TAGLIO) E AGLI STATI LIMITEAMMISSIBILI (SOLO TAGLIO) E AGLI STATI LIMITE

RIFERIMENTI NORMATIVI E BIBLIOGRAFIA:• BARAGETTI S., TERRANOVA A., PROGETTO E CALCOLO DI SISTEMI MECCANICI, HOEPLI• BALLIO G., MAZZOLANI F.M., STRUTTURE IN ACCIAIO, HOEPLI• CNR‐UNI 10011• Eurocodice 3 (UNI EN 1993)• DM 14 gennaio 2008, Norme Tecniche

1COSTRUZIONE DI MACCHINE - Prof. Sergio Baragetti

CALCOLO DI UNIONI BULLONATE: METODI DI VERIFICA

TENSIONI AMMISSIBILI

• E’ un metodo di verifica strutturale di

tipo deterministico (considera i valori

medi delle grandezze)

• Utilizza leggi costitutive σ - ε lineari

• Verifica sezioni critiche eseguita

STATI LIMITE

• E’ un metodo di verifica strutturale di

tipo semiprobabilistico (distribuzione

probabilistica e utilizzo di coefficienti

parziali di sicurezza e di combinazione)

• Leggi costitutive lineari o non lineari


• Verifica sezioni critiche eseguita

rispetto alle tensioni massime, ad

esempio:

σmax < σamm

τmax < τamm

• Rif.: [CNR-UNI 10011]

• Leggi costitutive lineari o non lineari

(superamento dello snervamento e

ridistribuzione delle tensioni)

• Verifica di ogni sezione della struttura:

Rd > Ed

• Rif.: [Normativa Tecnica DM 14.01.08;

UNI EN 1990-1999 (Eurocodici)]

UNIONI BULLONATE: CLASSIFICAZIONE BULLONI

BulloneRosetta

Dado e controdadoRosetta elastica

(Grower)

[UNI EN ISO 898-1:2001]

Normativa Tecnica DM 14/01/08

CNR‐UNI 10011


Normali AR

[UNI 3740]

CNR‐UNI 10011

ACCIAI PER STRUTTURE METALLICHE: Normativa Tecnica DM 14.01.2008


UNIONI BULLONATE: CALCOLO

1. METODO DELLE TENSIONI AMMISSIBILI (SOLO A TAGLIO)


UNIONI BULLONATE A TAGLIO: COMPORTAMENTO



UNIONI BULLONATE A TAGLIO: IPOTESI PER IL CALCOLO



I) VERIFICA DELLE VITI A TAGLIO




I) VERIFICA DELLE VITI A TAGLIO (2)


II) VERIFICA ELEMENTI INDEBOLITI DAI FORI



III) VERIFICA A RIFOLLAMENTO DEGLI ELEMENTI CONNESSI (PIASTRE)



IV) DISPOSIZIONI COSTRUTTIVE



UNIONI BULLONATE: CALCOLO

2. VERIFICHE AGLI STATI LIMITE

Riferimenti normativi:

• Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al DM 14.01.2008

• Eurocodice 3: UNI EN 1993

Unioni con bulloni:

1. Non precaricati: si possono impiegare viti di tutte le classi (da 4.6 a 10.9)

2. Precaricati: si devono impiegare bulloni ad alta resistenza (8.8, 10.9)

Unioni sottoposte a taglio e/o trazione


2. VERIFICHE AGLI STATI LIMITE

DISPOSIZIONI COSTRUTTIVE SECONDO LE NORME TECNICHE (DM 14.01.2008)


Fv,Ed = forza scambiata tra vite e piastra sul piano di taglio considerato

Fv,Rd = resistenza di calcolo al taglio per la vite considerata

Rd,vEd,v FF ≤

γ⋅

8.8) 5.6, 4.6, classi (bulloni Af.

M

restb

2

60

2. VERIFICHE AGLI STATI LIMITE: BULLONI NON PRECARICATI

I) VERIFICA DELLE VITI A TAGLIO


ftb = resistenza a rottura del materiale impiegato per realizzare il bullone

γM2 = coefficiente di sicurezza = 1.25

Ares = sezione resistente della parte filettata della vite

A = sezione resistente della parte non filettata della vite

γ⋅γ⋅=

vite) della filettata non parte la interessa taglio di piano il (se Af.

10.9) 6.8, classi (bulloni Af.

F

M

tb

M

restb

M

Rd,v

2

2

2

60

50

NEd = forza di trazione agente sull’elemento strutturale (azione assiale di calcolo)

Nt,Rd = resistenza di calcolo a trazione dell’elemento

N = resistenza plastica della sezione lorda dell’elemento (senza depurarla dai fori)

II) VERIFICA A TRAZIONE DEGLI ELEMENTI CONNESSI (PIASTRE)

( )

γ⋅⋅

γ⋅

==≤20

90

M

tknet

M

yk

Rd,uRd,plRd,tEd

fA. ;

fAminN ;NminNN



Npl,Rd = resistenza plastica della sezione lorda dell’elemento (senza depurarla dai fori)

Nu,Rd = resistenza a rottura della sezione netta dell’elemento (depurandola dai fori)

A = area della sezione resistente lorda dell’elemento

Anet = area della sezione resistente netta dell’elemento

fyk = carico di snervamento del materiale di cui è costituito l’elemento

ftk = resistenza a rottura del materiale di cui è costituito l’elemento



Fv,Ed = forza scambiata tra vite e piastra considerata

Fb,Rd = resistenza di calcolo a rifollamento della piastra dell’unione considerata

f = resistenza a rottura del materiale della piastra

2M

tkRd,bEd,v

tdfkFF

γ⋅⋅⋅α⋅=≤

III) VERIFICA A RIFOLLAMENTO DEGLI ELEMENTI CONNESSI



ftk = resistenza a rottura del materiale della piastra


t = spessore della piastra; d = diametro nominale della vite

α = min {e1/(3d0); ftb/ftk; 1} per bulloni di bordo nella direzione del carico applicato

α = min {p1/(3d0) – 0.25 ; ftb/ftk; 1} per bulloni interni nella direzione del carico applicato

k = min {2.8 e2/d0– 1.7; 2.5} per bulloni di bordo nella direzione perpendicolare al carico

k = min {1.4 p2/d0– 1.7; 2.5} per bulloni interni nella direzione perpendicolare al carico

d0 = d+1 mm con d ≤ 14 mm; d+2 mm con 16 mm ≤ d ≤ 24 mm; d+3 mm con d ≥ 27 mm

Ft,Ed = forza di trazione agente sul bullone

Ft,Rd = resistenza di calcolo a trazione del bullone

A = area della sezione di nocciolo della vite

IV) VERIFICA A TRAZIONE DEI BULLONI

2

90

M

tbresRd,tEd,t

fA.FF

γ⋅⋅=≤



Ares = area della sezione di nocciolo della vite

ftb = resistenza a rottura del materiale della vite


Ft,Ed = forza di trazione applicata alla vite

2

60

M

tkpm

Rd,pEd,t

ftd.BF

γ⋅⋅⋅π⋅

=≤

IV) VERIFICA A PUNZONAMENTO DEGLI ELEMENTI CONNESSI (PIASTRE)



Ft,Ed = forza di trazione applicata alla vite

Bp,Rd = resistenza a punzonamento del piatto collegato

ftk = resistenza a rottura del materiale della piastra


tp = spessore della piastra

dm = minimo tra il diametro del dado e il diametro medio della testa del bullone

V) VERIFICA DEI BULLONI CON STATO DI SOLLECITAZIONE COMPOSTO

1

141

≤

≤⋅

+

Rd,t

Ed,t

Rd,t

Ed,t

Rd,v

Ed,v

F

F con

F.

F

F

F



Ft,Ed = forza di trazione agente sulla vite

Fv,Ed = forza di taglio agente sulla vite

Ft,Rd = resistenza a trazione della vite

Fv,Rd = resistenza a taglio della vite

Rd,tF

UNIONI A TAGLIO PER ATTRITO CON BULLONI AD ALTA RESISTENZA: RESISTENZA DI CALCOLO ALLO SCORRIMENTO

n = numero delle superfici di attrito

3M

Cd,p

Rd,sSd,s

FnFF

γ⋅µ⋅

=≤

2. VERIFICHE AGLI STATI LIMITE: BULLONI PRECARICATI


n = numero delle superfici di attrito

μ = coefficiente di attrito tra le piastre a contatto nelle unioni precaricate: pari a 0.45 quando le

giunzioni sono sabbiate al metallo bianco e protette sino al serraggio dei bulloni, pari a 0.30 in

tutti gli altri casi

Fp,Cd = forza di precarico del bullone: pari a 0.7 ftb Ares in caso di serraggio controllato, altrimenti

pari a 0.7 ftb Ares/γM7

γM3 = coefficiente di sicurezza = 1.25 (stati limite ultimi)


CALCOLO DELLE UNIONI BULLONATE: VERIFICHE … bullonate.pdf · • ballio g., mazzolani f.m.,...

Documents

Transcript of CALCOLO DELLE UNIONI BULLONATE: VERIFICHE … bullonate.pdf · • ballio g., mazzolani f.m.,...