modulo D
1
Unità 4 Strutture in acciaio
L’acciaio
Le unioni
Le unioni hanno la funzione di collegare i vari elementi strutturali per formare la struttura, oppure, se
questa è di grandi dimensioni, di realizzare in officina i componenti principali che la compongono, i quali
verranno poi trasportati e assemblati nel cantiere.
Le unioni rappresentano una parte delicata e importante nei confronti della stabilità globale della struttura, privilegiando quelle soluzioni che consentono una maggiore facilità di montaggio e di realizzazione,
tenendo presente le tipologie degli elementi da collegare e dei vincoli; questi ultimi devono corrispondere per funzionalità in modo quasi identico a quelli previsti in sede di progetto.
I sistemi di unione previsti dalla normativa sono:
– unioni con chiodi;
– unioni con perni;
– unioni con bulloni;
– unioni saldate.
In linea di massima le unioni saldate vengono preferite per le operazioni in officina, mentre per quelle in
cantiere l’assemblaggio avviene di norma con unioni bullonate.
In ogni caso la scelta del sistema di unione da adottare dipende dal tipo di elementi da collegare, dallo
schema statico complessivo della struttura e dai mezzi a disposizione.
I coefficienti parziali di sicurezza da considerare per le verifiche delle unioni sono riportati in tabella 1.
Tabella 1 Coefficienti di sicurezza per la verifica delle unioni
Resistenza dei bulloni
gM2 = 1,25
Resistenza dei chiodi
gM2 = 1,25
Resistenza delle connessioni a perno
gM2 = 1,25
Resistenza delle saldature a parziale penetrazione e a cordone d’angolo
gM2 = 1,25
Resistenza dei piatti a contatto
gM2 = 1,25
Resistenza a scorrimento per S.L.U.
gM3 = 1,25
Resistenza a scorrimento per S.L.E.
gM3 = 1,10
Precarico di bulloni ad alta resistenza
gM6,ser = 1,00
gM7 = 1,10
Unioni con chiodi
È il sistema di collegamento più antico, ma è passato in disuso in quanto sostituito dalle unioni bullonate
o saldate, per cui si può ritrovare solo su vecchie strutture in acciaio.
Nel foro degli elementi da collegare veniva inserito il chiodo [fig. 1] che veniva prima riscaldato e quindi
ribattuto a caldo per formare una testa [fig. 2].
fig. 1
fig. 2
U. Alasia - M. Pugno, Corso di Costruzioni 4 © SEI, 2010
Resistenza delle connessioni a perno allo S.L.E.
modulo D
2
Unità 4 Strutture in acciaio
L’acciaio
Unioni con perni
Sono particolarmente utilizzate nelle strutture con elementi tubolari
che trovano sovente impiego per il loro gradevole aspetto, ma richiedono un calcolo piuttosto complesso [fig. 3].
Unioni con bulloni
I bulloni impiegati hanno le seguenti caratteristiche [fig. 4]:
– vite con testa esagonale e gambo filettato in tutta la sua lunghezza
o solo in parte;
– rondella rigida oppure elastica in presenza di vibrazioni;
– dado esagonale;
– controdado eventuale per evitare che il dado si sviti quando si
hanno vibrazioni.
In figura 5 sono riportate due tipologie di unioni bullonate, una con
rondella sotto la testa e sotto il dado e l’altra solo con il controdado.
Nei bulloni si distinguono [fig. 4]:
fig. 3
– diametro nominale d della parte non filettata del gambo, con il
quale viene calcolata l’area nominale A;
– diametro resistente dres in corrispondenza della filettatura, con il quale viene calcolata l’area resistente Ares.
d
parte filettata
vite
dado
rondella
rigida
controdado
rondella
elastica
fig. 5
I bulloni possono essere normali se appartengono alle classe 4.6, 5.6
e 6.6, oppure ad alta resistenza se appartengono alle classi 8.8 e 10.9;
i diametri normalmente usati sono riportati in tabella 2.
Tabella 2 Diametri normalmente adottati (mm)
CNR 10011-86
Eurocodice 3
12
14
16
18
20
22
24
27
30
M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30
Le unioni bullonate vengono di norma impiegate quando gli elementi da collegare hanno un certo spessore [fig. 6].
Dopo aver avvitato il dado fino a ottenere il contatto fra le lamiere, si
effettua un ulteriore avvitamento, detto coppia di serraggio, utilizzando chiavi dinamometriche, in modo da esercitare sul gambo la
forza di trazione prevista.
fig. 6 Unioni con bulloni.
U. Alasia - M. Pugno, Corso di Costruzioni 4 © SEI, 2010
fig. 4
modulo D
3
Unità 4 Strutture in acciaio
L’acciaio
Il collegamento degli elementi da unire può avvenire:
– per semplice sovrapposizione, dove la sezione resistente del bullone è una sola [fig. 7a];
– con coprigiunto semplice, che però è sconsigliabile in quanto la dissimmetria dell’unione può determinare delle deformazioni negli elementi [fig. 7b], non essendo baricentrica l’azione di trazione
rispetto al giunto;
– con coprigiunto doppio, che elimina l’inconveniente prima indicato essendo l’azione di trazione baricentrica [fig. 7c].
a)
b)
c)
fig. 7
La disposizione dei fori per le unioni bullonate, applicando il M.S.L., deve rispettare i limiti indicati in
tabella 3 e in figura 8, essendo d0 il diametro del foro.
Tabella 3 Posizione dei fori per unioni bullonate
Distanze e interassi
Massimo
Distanze e interassi
Massimo
e1
1,2 ◊ d0
p1,0
min (14 ◊ t ; 200 mm)
e2
1,2 ◊ d0
p1,1
min (28 ◊ t ; 400 mm)
p1
2,2 ◊ d0
p2
2,4 ◊ d0
p1
p 1 = 1,2 d0
L = 2,4 d 0
e1
p2
p2
p2
e2
L
p1,0
p1,3
fig. 8
Nb
Unioni con bulloni soggette a taglio
Nelle unioni a taglio, avvenuto il serraggio dei bulloni, questi, in
corrispondenza di ogni piano longitudinale di contatto AB (detto
piano di taglio) degli elementi collegati, sono sollecitati a taglio
semplice con direzione perpendicolare all’asse del gambo [fig. 9].
Le unioni a taglio vengono generalmente utilizzate negli elementi compressi, quali a esempio le unioni colonna-colonna soggette a
sforzo assiale di compressione [fig. 10].
Le verifiche dell’unione devono essere condotte nei confronti sia
dei bulloni, sia degli elementi collegati.
N/2
V
V
V
A
N/2
V
N
B
Nb
fig. 9
U. Alasia - M. Pugno, Corso di Costruzioni 4 © SEI, 2010
p2
p1
modulo D
4
Unità 4 Strutture in acciaio
L’acciaio
Nc
Nc
Nc /2
Nc /2
Nc
fig. 10
Metodo alle tensioni ammissibili
Con il M.T.A. per la verifica dei bulloni deve risultare:
τb =
4⋅V
≤ τb,adm
n ⋅ nb ⋅ π ⋅ d 2
dove: V = sforzo di taglio che sollecita il collegamento dovuto alla trazione N;
n = numero dei piani di taglio; in figura 9 è riportata una unione a taglio con due piani di taglio;
nb = numero dei bulloni.
I valori della tensione ammissibile τb,adm per i bulloni sono riportati in tabella 4 in funzione della classe.
Tabella 4 Valori di tb,adm per bulloni (N/mm2)
Bulloni normali
Bulloni ad alta resistenza
4.6
5.6
6.8
8.8
10.9
113
141
170
264
330
σrif =
a
N/2
b
N/2
t
Ponendo τb,adm al posto di τb si effettua il progetto dei bulloni determinando il loro diametro.
Per effetto della forza N il gambo del bullone esercita una pressione,
detta pressione di rifollamento, sulla parete del foro che può determinare la rottura per taglio della lamiera [fig. 11], con una tensione che
viene calcolata con la relazione:
a
V
≤ 2,5 ⋅ σadm
d⋅t
dove: σadm = tensione ammissibile dell’acciaio delle lamiere collegate;
π ⋅ d2
V = τb,adm ⋅
⋅n
4
n (1 o 2) = numero delle sezioni adiacenti al foro oggetto di
verifica (sezione a, n = 1; sezione b, n = 2).
fig. 11
N
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d
modulo D
5
Unità 4 Strutture in acciaio
L’acciaio
I valori ottenuti nella verifica a rifollamento sono validi se vengono rispettate le seguenti limitazioni [fig. 12]:
– elementi compressi 15 ⋅ t ≥ p ≥ 3 ⋅ d
– elementi tesi 25 ⋅ t ≥ p ≥ 3 ⋅ d
– in direzione della forza a ≥ 2 ⋅ d
– in direzione perpendicolare alla forza a1 ≥ 1,5 ⋅ d.
N Ed
a1
N Ed
p
a1
d
p
p
a
t
a
fig. 12
Metodo agli stati limite
È opportuno che tutto il gambo sia interno al collegamento, in modo da utilizzare l’area nominale A maggiore dell’area resistente Ares.
La resistenza di progetto a taglio di ogni bullone è:
Tabella 5 Resistenza a taglio dell’unione
NEd
nb ⋅ n. piani di taglio
Condizione di verifica
Il piano di taglio attraversa la
parte non filettata del bullone
La resistenza di calcolo a taglio
dell’unione è rappresentata dal
minor valore fra la resistenza a
taglio del bullone Fv,Rd e la resistenza a rifollamento della lamiera
F b,Rd, calcolate con le relazioni
riportate in tabella 5.
Classe del bullone
Tutte
Fv,Rd =
0,6 ◊ ftb ◊ A
1,25
4.6 - 5.6 - 8.8
Fv,Rd =
0,6 ◊ ftb ◊ Ares
1,25
6.8 - 10.9
Fv,Rd =
0,5◊ ftb ◊ Ares
1,25
l piano di taglio attraversa la
parte filettata del bullone
Rifollamento
Formula
Tutte
Fb,Rd =
k ◊ a ◊ ftk ◊ d ◊ t
1,25
Considerando la figura 8 e la tabella 3:
– per bulloni di bordo: α = min ⎛
e1
;
ftb
⎝ 3 ⋅ d0 ftk
; 1⎞ nella direzione del carico applicato;
⎠
e
k = min ⎛ 2,8 ⋅ 2 − 1,7; 2,5⎞ nella derezione perpendicolare al carico applicato;
⎝
⎠
d0
– per bulloni interni:
p1
f
α = min ⎛
− 0,25; tb ; 1⎞ nella direzione del carico applicato;
⎝ 3 ⋅ d0
ftk ⎠
p
k = min ⎛ 1,4 ⋅ 2 − 1,7; 2,5⎞ nella direzione perpendicolare al carico applicato;
⎝
⎠
d0
essendo d0 il diametro nominale del foro.
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Fv,Ed =
modulo D
L’acciaio
6
Unità 4 Strutture in acciaio
In presenza combinata di trazione e taglio, per la verifica deve risultare:
Fv,Ed
Ft,Ed
+
≤1
Fv,Rd 1,4 ⋅ Ft,Rd
dove: Ft,Rd =
0,9 ⋅ ftb ⋅ Ares
1,25
Unioni a taglio per attrito
In queste unioni si fa affidamento sull’attrito dovuto alle azioni tangenziali che si sviluppano tra i piani di
contatto degli elementi [fig. 13].
fig. 13
La forza di attrito che si sviluppa dipende dalla forza di trazione Nb sul gambo del bullone che provoca una
compressione degli elementi ed è dovuta al serraggio.
Vengono impiegati bulloni ad alta resistenza che vengono serrati con una coppia di serraggio Tb prestabilita; inoltre le superfici a contatto richiedono un’apposita preparazione, in modo da sviluppare il maggior
attrito possibile.
Applicando il M.T.A., per la verifica ad attrito deve risultare per ogni bullone:
Vb ≤
µ ⋅ Nb
ηf
I valori di Nb e Tb sono tabellati in funzione del diametro nominale e della classe del bullone.
Con il M.S.L. la resistenza di calcolo allo scorrimento allo S.L.U. è data da:
Fs,Rd =
n ⋅ µ ⋅ Fp,C
1,25
dove: n = numero delle superfici di attrito;
µ = coefficiente di attrito;
Fp,C (Nb) = 0,7 ⋅ ft,b ⋅ Ares = forza di precarico del bullone.
U. Alasia - M. Pugno, Corso di Costruzioni 4 © SEI, 2010
dove: µ = coefficiente di attrito;
ηf = coefficiente di sicurezza nei confronti dello scorrimento;
Nb = sforzo normale nel gambo del bullone in funzione di Tb.
modulo D
ESERCIZI
S V O LT I
Verificare con il M.T.A. l’unione bullonata rappresentata in figura, relativa a due piatti con spessore t = 12 mm e larghezza b = 175 mm in acciaio S235, per la quale sono impiegati bulloni con
diametro nominale d = 20 mm e classe di resistenza 8.8.
La sezione dei bulloni è sollecitata a taglio nella parte non filettata dal carico assiale NEd = 300 kN.
b u llo n i
NEd
20
12
NEd
e1 = 50
p = 75
e1 = 50
e2 = 50
A
p = 75
22
e 2 = 50
B
La tensione ammissibile a taglio dei bulloni si ricava dalla tabella 4 e vale τb,adm = 264 N/mm2.
Si effettua prima la verifica relativa al posizionamento dei fori:
a1 = a2 = 50 mm > 1,5 ⋅ d = 1,5 × 22 = 33 mm
p = 25 ⋅ t ≥ p = 75 mm ≥ 3 ⋅ d;
25 × 12 ≥ p = 75 mm ≥ 3 × 22;
300 mm ≥ p = 75 mm ≥ 66 mm
Lo sforzo di taglio è V = NEd = 300 kN e determina una tensione:
τb =
4⋅V
4 × 300 × 103
=
≈ 238,73 N/mm2 < τb,adm = 264 N/mm2
n ⋅ nb ⋅ π ⋅ d 2 1 × 4 ⋅ π ⋅ 202
Viene ora eseguita la verifica a rifollamento; il foro è interessato da n = 1 sezione resistente del
bullone sulla lamiera e quindi si ha:
σrif =
τb,adm ⋅
π ⋅ d2
4
d⋅t
⋅n
=
264 ×
π ⋅ 202
4
20 × 12
×1
≈ 345,58 N/mm2 < 2,5 ⋅ σadm = 2,5 × 160 = 400 N/mm2
U. Alasia - M. Pugno, Corso di Costruzioni 4 © SEI, 2010
1
7
Unità 4 Strutture in acciaio
L’acciaio
modulo D
8
Unità 4 Strutture in acciaio
L’acciaio
In modo analogo si effettua la verifica della lamiera che tende a tranciarsi in corrispondenza della
sezione AB per effetto dello sforzo di taglio; l’area resistente netta viene calcolata come indicato
nell’Unità 1.
σrif =
π ⋅ d2
⋅n
254 ×
π ⋅ 202
×1
4
4
=
≈ 51,20 N/mm2 < τadm
t ⋅ (l − nb ⋅ φ) 12 × (175 − 2 × 20)
Verificare allo S.L.U. il collegamento del precedente esercizio svolto, nell’ipotesi che il carico sia
formato da soli carichi permanenti strutturale G1 = 120 kN e non strutturale G2 = 180 kN, e che il
piano di taglio sia attraversato dalla parte non filettata dei bulloni; gli elementi da unire sono in
acciaio S235.
Applicando i coefficienti parziali di sicurezza, lo sforzo di trazione totale che sollecita il collegamento risulta:
NEd = γG1 ⋅ G1 + γG2 ⋅ G2 = 1,3 × 120 + 1,5 × 180 = 426 kN
Nell’unione, in corrispondenza del piano di taglio, si hanno quattro sezioni soggette a taglio e
quindi lo sforzo per ogni bullone è:
N
426
Fv,Ed = Ed =
= 106,50 kN
4
4
Prima delle verifiche è opportuno controllare la posizione dei fori; con riferimento alla tabella 3,
ipotizzando che il collegamento non sia esposto a fenomeni corrosivi o ambientali, si ha:
p = p1 = p2 = 75 mm < 14 ⋅ t = 14 × 12 = 168 mm
e quindi va bene.
I bulloni impiegati hanno la classe di resistenza 8.8 e dalla tabella 2 dell’Unità 1 si ricava la relativa tensione di rottura ftb = 800 N/mm2, mentre l’area nominale della singola vite risulta:
Ares =
π ⋅ d2
4
=
π ⋅ 202
4
≈ 314,16 mm2
La resistenza a taglio del bullone è:
0,6 ⋅ ftb ⋅ Ares 0,6 × 800 × 314,16
Fv,Rd =
=
≈ 120,637 × 103 N = 120,637 kN > Fv,Ed
1,25
1,25
e quindi il bullone è verificato a taglio.
Considerando la tipologia dell’unione, la pressione di rifollamento avviene su un foro con intensità Fv,Ed = 106,50 kN.
Vengono ora determinati i coefficienti k e α osservando che tutti i bulloni sono di bordo e i loro
assi sono perpendicolari alla direzione del carico applicato, assumendo il valore minore fra quelli
ottenuti dal calcolo:
e
50
– coefficiente k:
2,5;
2,8 ⋅ 2 − 1,7 = 2,8 ×
− 1,7 ≈ 4,66
e quindi si adotta k = 2,5;
d0
22
– coefficiente α:
e1
50
=
≈ 0,76;
3 ⋅ d0 3 × 22
ftb 800
=
≈ 2,22;
ftk 360
1
e quindi si adotta α = 0,76
La resistenza a rottura dell’acciaio S235 è ftk = 360 N/mm2 e quindi la resistenza di calcolo a rifollamento risulta:
k ⋅ α ⋅ ftk ⋅ d ⋅ t 2,5 × 0,76 × 360 × 20 × 12
Fb,Rd =
=
≈ 131,328 × 103 N = 131,328 kN > Fb,Ed
1,25
1,25
U. Alasia - M. Pugno, Corso di Costruzioni 4 © SEI, 2010
2
τb,adm ⋅
modulo D
L’acciaio
9
Unità 4 Strutture in acciaio
■ Unioni saldate
La saldatura viene generalmente usata in officina dove si dispone di idonee attrezzature.
Per i laminati a caldo i procedimenti di saldatura possono essere:
– manuali, che sono quelli di normale utilizzo;
– semiautomatici e automatici, di norma utilizzati per unioni con particolari caratteristiche.
Limitandoci ai procedimenti manuali si hanno i seguenti tipi:
– saldatura ad arco con elettrodi rivestiti: questi forniscono il materiale di apporto e l’unione avviene per
fusione dovuta al calore prodotto dall’arco voltaico;
– saldatura ossiacetilenica (fiamma ossidrica): il materiale di apporto è costituito da una normale bacchetta metallica e la fusione avviene per la reazione fra ossigeno e acetilene; oggi è poco utilizzata e per
lo più per il taglio di elementi in acciaio.
Per i laminati a freddo i collegamenti avvengono con unioni saldate a resistenza per punti o per fusione.
In relazione alle caratteristiche degli elementi da collegare si possono avere le seguenti tipologie di giunti:
– giunti testa a testa [fig. 14] o a T [fig. 15] a completa penetrazione;
– giunti a cordoni d’angolo [fig. 16].
I lembi da saldare devono essere opportunamente preparati con un’operazione detta cianfrinatura.
fig. 14
fig. 16
Giunti a completa penetrazione
Con questi giunti si realizza una continuità fra gli elementi saldati, per cui il materiale di base e quello di
apporto si comportano in uguale modo e a livello tensionale non vi è alcuna differenza fra i due.
La verifica dell’unione si effettua nell’ipotesi di comportamento elastico-lineare, calcolando le tensioni
massime che si verificano in una sezione con lunghezza uguale a quella della saldatura e per larghezza il
U. Alasia - M. Pugno, Corso di Costruzioni 4 © SEI, 2010
fig. 15
modulo D
Unità 4 Strutture in acciaio
L’acciaio
10
minore degli spessori degli elementi collegati; in base al criterio di von Mises viene calcolata la tensione
ideale con la relazione [fig. 15]:
σid =
σ⊥2 + σ//2 − σ⊥ ⋅ σ// + 3 ⋅ τ2
Le tensioni σ e τ sono quelle massime nell’ipotesi di comportamento elastico-lineare.
Perché la verifica sia soddisfatta deve risultare:
– metodo alle tensioni ammissibili: σid ≤ 0,85 ⋅ σadm
– metodo agli stati limite: σid ≤ 0,85 ⋅ fyd = 0,85 ⋅
fyk
1,25
Giunti a cordoni d’angolo
La verifica del cordone di saldatura viene effettuata considerando una sezione resistente convenzionale,
detta sezione di gola [fig. 16], con lunghezza l uguale a quella del cordone di saldatura e altezza a corrispondente a quella del triangolo isoscele inscritto nella sua sezione trasversale.
La verifica con il M.T.A. è soddisfatta quando sono rispettate le seguenti condizioni:
σid =
0,85 ⋅ σadm per acciaio S235
τ⊥2 + σ⊥2 + τ//2 ≤ ⎧
⎨0,70 ⋅ σ per acciai S275 ed S355
adm
⎩
⎧ σ per acciaio S235
⏐τ⊥⏐ + ⏐σ⊥⏐ ≤ ⎨ adm
⎩ 0,85 ⋅ σadm per acciai S275 ed S355
La tensione σ// non viene considerata, in quanto la sua influenza è praticamente nulla.
Applicando il M.S.L. la verifica è positiva quando sono soddisfatte entrambe le condizioni:
σid =
σ⊥2 + τ⊥2 + τ//2 ≤ β1 ⋅ fyk
⏐σ⊥⏐ + ⏐τ⊥⏐ ≤ β2 ⋅ fyk
U. Alasia - M. Pugno, Corso di Costruzioni 4 © SEI, 2010
dove i coefficienti β1 e β2 hanno i valori:
– acciaio S235: β1 = 0,85 e β2 = 1
– acciai S275 ed S355: β1 = 0,70 e β2 = 0,85.
modulo D
Unità 4 Strutture in acciaio
L’acciaio
ESERCIZI
3
11
S V O LT I
Per la realizzazione di un tirante, che deve sopportare lo sforzo di trazione Nt = 300 kN, devono essere saldati testa a testa a completa penetrazione due piatti laminati a caldo con sezione di
90 × 25 mm2 in acciaio S235.
Si richiede la verifica dell’unione.
Il giunto è soggetto alla sola sollecitazione di trazione perpendicolare all’asse della saldatura, per
cui τ⊥ = τ// = 0 che determina la tensione normale:
Nt 300 × 103
σid = σ⊥ =
=
≈ 133,33 N/mm2 < 0,85 ⋅ σadm = 0,85 × 160 = 136 N/mm2
t⋅l
25 × 90
La seconda condizione è ovviamente verificata in quanto σ⊥< σadm.
Due lamiere in acciaio S275 devono essere saldate con due
cordoni d’angolo come in figura a e sono soggette agli sforzi
di trazione N// = 340 kN ed N⊥ = 200 kN rispettivamente
parallelo e perpendicolare ai cordoni di saldatura che hanno
le dimensioni indicate in figura b.
Effettuare la verifica dell’unione.
=
N
L’altezza della gola è: a = 10 ⋅ sen 45° ≈ 7 mm.
Ogni cordone è soggetto alle sollecitazioni:
N
N
200
340
N⬘⊥ = ⊥ =
= 100 kN;
N//⬘= // =
= 170 kN
2
2
2
2
τ// =
N
230
b
a
che producono le tensioni:
N⬘⊥ 100 × 103
σ⊥ =
=
≈ 62,112 N/mm2
a⋅l
7 × 230
a
N
10
N//⬘ 170 × 103
=
≈ 105,590 N/mm2
a⋅l
7 × 230
10
mentre τ⊥ = 0.
Con il M.T.A. si ha:
σid =
σ⊥2 + τ//2 =
62,1122 + 105,5902 ≈ 122,504 N/mm2 < 0,70 ⋅ σadm =
= 0,70 × 190 = 133 N/mm2
Si effettua ora la verifica con il M.S.L.; si ipotizza che i carichi siano solo permanenti dovuti per
il 40% a carichi strutturali e per il 60% a carichi non strutturali e applicando i coefficienti parziali di sicurezza si ha:
N⊥ = 1,3 × 0,4 × 100 + 1,5 × 0,6 × 100 = 142 kN
N// = 1,3 × 0,4 × 170 + 1,5 × 0,6 × 170 = 241,40 kN
Le tensioni risultano:
N⊥ 142 × 103
σ⊥ =
=
≈ 88,199 N/mm2
a⋅l
7 × 230
N// 241,40 × 103
τ// =
=
≈ 149,938 N/mm2
a⋅l
7 × 230
Si procede ora alla verifica calcolando la tensione ideale:
σid =
σ⊥2 + τ//2 =
88,1992 + 149,9382 ≈ 173,955 N/mm2 < β1 ⋅ fyk = 0,70 × 275 = 192,50 N/mm2
σid,2 = ⏐σ⊥⏐ = 88,199 N/mm2 < β2 ⋅ fyk = 0,85 × 275 = 206,25 N/mm2
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4
modulo D
Unità 4 Strutture in acciaio
L’acciaio
12
VERIFICA
Il collegamento di tre piatti in acciaio S275,
con gli spessori indicati in figura, verrà effettuato con una unione bullonata impiegando
n = 2 bulloni ∅ 14 di classe 8.8, disposti in
fori ∅ 16, nei quali è contenuta la parte filettata (Ares = 115 mm2).
I piatti sono soggetti a uno sforzo di trazione
NEd = 150 kN dovuto a soli carichi permanenti
strutturale di 60 kN e non strutturale di 90 kN.
Si richiede la verifica dell’unione con il M.T.A.
e con il M.S.L., compresa la verifica del posizionamento dei fori per unioni non esposte.
200
N
NEd
50
p = 60
16
e 2 = 40
e 1 = 50
[a ≈ 7 mm; per ogni cordone Nt = 300/2;
l = 161,18 mm ≈ 160 mm assumendo
τ// = 0,7 ⋅ σadm; verifica:
τ// ≈ 133,93 N/mm2 < β1 ⋅ fyk]
e 2 = 40
N Ed /2
12
16
N Ed /2
Calcolare la lunghezza del cordone d’angolo
di saldatura per l’unione delle due lamiere di
acciaio S275 rappresentate in figura, con
spessore t = 12 mm, sapendo che la larghezza
del cordone è di 10 mm e che una lamiera è
soggetta allo sforzo di trazione N// = 300 kN.
14
12
b u llo n e
2
[sezioni a taglio del giunto n = 2;
per piatto interno n = 2 sezioni per verifica a
rifollamento; M.T.A.: tensione nei bulloni
τb = 246,60 N/mm2; σrif ≈ 362,85 N/mm2;
verifica a tranciamento σ = 47,04 N/mm2;
M.S.L.: sforzo di taglio su ogni bullone
Fv,Ed = 53,25 kN; NEd = 213 kN;
Fv,Rd = 59,113 kN; verifica a rifollamento
k = 2,5 e α = 1, Fb,Ed = 106,50 kN,
Fb,Rd = 161,28 kN]
U. Alasia - M. Pugno, Corso di Costruzioni 4 © SEI, 2010
1
Unioni saldate
=
Unioni con i bulloni