Università degli Studi di Università degli Studi di CassinoCassino

Progetto di StruttureProgetto di StruttureProgetto di StruttureProgetto di StruttureggggCostruzioni in AcciaioCostruzioni in Acciaio

collegamenti

di i Ernesto Grandea cura di: ing.Ernesto Grandee.grande@unicas.ithttp // d t i it/ t dhttp://www.docente.unicas.it/ernesto_grande

Sistemi di CollegamentoSistemi di CollegamentoSono i dispositivi costruttivi che hanno lo scopo di connettere insieme due o più elementi strutturalielementi strutturali.

Chiodi Bulloni normali Bulloni normali Bulloni ad alta resistenza Perni saldatura saldatura

collegamenti

classificazione

rigidig

cerniera

collegamenti

collegamenti

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALI

Bullone: gambo – rosetta – dadoBullone: gambo rosetta dadoIn presenza di vibrazioni o inversioni di sforzo occorronoaltri componenti (controdadi rosette elastiche)altri componenti (controdadi, rosette elastiche).

Materiali (classi UNI3740)Materiali (classi UNI3740)Vite: 4.6 ‐ 5.6 ‐ 6.8Dado: 4 A 5D 5SDado: 4.A – 5D – 5S

Di t iDi t iDiametriDiametri::d=12,14,16,18,20,22,24,27,30mm(F i di t i t di 1(Fori: diametro maggiorato di 1mmfino a d=20mm e di 1.5mm oltred 20mm quando è ammissibile und=20mm, quando è ammissibile unassestamento sotto carico del giunto.)

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALI

distanza tra i fori→ NORMATIVAdistanza tra i fori→ NORMATIVA

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALI

distanza tra i fori→ NORMATIVAdistanza tra i fori→ NORMATIVA

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALI

MontaggioMontaggio

I bulloni devono essere serrati con coppie di serraggioTs tali da provocare una forza di trazione nel gambo ep gconseguentemente una forza di compressione nellelamiere collegatelamiere collegate.

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALIT i i d li f iTrasmissione degli sforzi

FF/2

1 FF/2

2

33

FFF/2 2

F/2F/2

F1

F/2

/

3

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALIM d lità di llModalità di collasso1. Rottura per trazione lamierap

a dF F

F/2F/2

F

F/2F/2

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALIM d lità di llModalità di collasso2. Rottura del bullone per tagliop g

F/2F/2

F/2

F/2 F

F/2

F/2

F/2F/2

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALIM d lità di llModalità di collasso3. Rottura per strappo della lamierap pp

F F

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALIM d lità di llModalità di collasso4. Rottura per rifollamento della lamierap

F

F

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALIM d lità di ll i iModalità di collasso‐ approccio numericoNon vale la teoria di De Saint Venant.Non vale la teoria di De Saint Venant.Utilizziamo dunque un approcciosemplificato calcolando il valore mediodelle tensionidelle tensioni.

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALIM d lità di llModalità di collasso1. Rottura per trazione lamierap

a dF F

Valore medio della tensione normale agente sulla 

F

gsezione di crisi:

1F

a d s

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALIM d lità di llModalità di collasso2. Rottura del bullone per tagliop g

Valore medio della tensione tangenziale agente sulla g gsezione di crisi (sezione resistente):

1 24

2F

d

2 d

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALIM d lità di llModalità di collasso3. Rottura per strappo della lamierap pp

Viene garantita rispettando le indicazioni di g pnormativa circa la distanza tra i fori e la distanza dei fori dai bordifori dai bordi.

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALINORMATIVANORMATIVA

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALIM d lità di llModalità di collasso4. Rottura per rifollamento della lamierap

F

Valore medio della tensione normale agente lungo la g gsuperficie di contatto foro‐bullone:

2F

d s

d s

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALIC ll ti iù fil di b ll iCollegamenti con più file di bulloni

i i

( )F i d1.Rottura per trazione della lamiera

( )F i d1,( )u uF i d s 1,( )u uF i d s

2.Rottura per taglio del gambo2

1,4u uF d 21,2

4u uF d

3.Rottura per rifollamento della lamiera

2,u uF d s 2,2u uF d s

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALIC ll ti iù fil di b ll iCollegamenti con più file di bulloni

P

T1 T2 T3

PIn che modo si ripartisce la forza?

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALIC ll ti iù fil di b ll iCollegamenti con più file di bulloni

P

T1 T2 T3

P

T1 T2 T3

PPIn generale si suppone che la forza si ripartisca in 

d if i b ll imodo uniforme tra i bulloni.Ipotizzando bulloni uguali e sfruttando la simmetria:• T1=T3• P=2T1+T2 (equilibrio)( q )• Congruenza tra la deformazione della lamiera e dei bullonibulloni

collegamenticollegamentiBULLONIBULLONI NORMALINORMALIC ll ti iù fil di b ll iCollegamenti con più file di bulloni

Pi

T1 T2 T3

P

T1 T2 T3

PPSegue:T1 T2(1 )T1=T2(1+)dove:•=i K/EA•K rigidezza del bulloneg•EA rigidezza della lamiera

collegamenticollegamentiSALDATURASALDATURAC id i iConsiderazioniL è ll di l i i à i i dLo scopo è quello di creare la continuità tra i pezzi daunire mediante fusione.

collegamenticollegamentiSALDATURASALDATURAC id i iConsiderazioniForme di saldatureo e d sa datu e

Saldatura di testaSaldatura di testa (completa penetrazione)

Saldatura a T      (completa penetrazione)

Saldatura a T e cordoni  d’angolo

collegamenticollegamentiSALDATURASALDATURAGi ti d i d’A lGiunti a cordoni d’AngoloProcedimento convenzionale basato sul flusso delleoced e to co e o a e basato su usso de etensioni.

Si considera la sezione di gola comese ione resistente del cordone disezione resistente del cordone disaldatura.Si ricavano le tensioni e sicombinano secondo un criterio diresistenza (sfera mozza).

collegamenticollegamentiSALDATURASALDATURAGi ti d i d’A lGiunti a cordoni d’AngoloEsempi:se p :

•Cordoni lateraliCordoni laterali

collegamenticollegamentiSALDATURASALDATURAGi ti d i d’A lGiunti a cordoni d’AngoloEsempi:se p :

•Cordoni frontaliCordoni frontali

collegamenticollegamentiSALDATURASALDATURAGi ti d i d’A lGiunti a cordoni d’AngoloEsempi:se p :

I cordoni frontali possono risultare meno duttili diquelli laterali pertanto non è sempre lecito sommarequelli laterali, pertanto non è sempre lecito sommarei loro contributi. E’ prudenziale quindi affidarel’intero carico a uno solo dei due tipi di cordone.

collegamenticollegamentiSALDATURASALDATURANORMATIVANORMATIVAUnioni a completa penetrazione → la resistenza èU o a co p eta pe et a o e → a es ste a èassunta uguale alla resistenza di progetto più deboletra gli elementi collegatitra gli elementi collegati.Unioni a parziale penetrazione → vengono verificati

li t i it i d i d i d’ lcon gli stessi criteri dei cordoni d’angolo

R i t d ll ld t d i d’ lResistenza delle saldature a cordoni d’angolo.Considerando la sezione di gola in posizione ribaltata:

2 2 2t f2 2 2/ / 1

2

yk

yk

n t f

n t f

2 ykf

Dimensionamento elementi strutturaliDimensionamento elementi strutturaliCollegamentiCollegamenti: : colonnacolonna fondazionefondazioneCollegamentiCollegamenti: : colonnacolonna--fondazionefondazione

Elementi costituenti:• piastra di base (dimensioni spessore irrigidimenti)• piastra di base (dimensioni, spessore, irrigidimenti)• tirafondi (numero, posizione, sezione)

Dimensionamento elementi strutturaliDimensionamento elementi strutturaliCollegamentiCollegamenti: : colonnacolonna fondazionefondazioneCollegamentiCollegamenti: : colonnacolonna--fondazionefondazione

Pi t di bPiastra di base:•Sezione reagente solo a compressione•Diagramma lineare delle tensioni

Dimensionamento elementi strutturaliDimensionamento elementi strutturaliCollegamentiCollegamenti: : colonnacolonna fondazionefondazioneCollegamentiCollegamenti: : colonnacolonna--fondazionefondazione

Pi t di bPiastra di base:•Calcolo dello spessore dovuto al comportamento flessionale indotto dalle tensioni di contatto oppure dalle forze concentrate dei tirafondi.dalle forze concentrate dei tirafondi.

•SCHEMA DI MENSOLA (assenza di costolature)•PIASTRA (in presenza di costolature)PIASTRA  (in presenza di costolature)

(vedi EC3‐app. L)