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Unioni bullonate
Coefficienti di sicurezza per unioni
Tratto dalla tabella 4.2.XII del DM 14/1/2008
| Applicazione | Simbolo | Valore | |
|---|---|---|---|
| Resistenza | bulloni | $\gamma_{M2}$ | 1,25 |
| chiodi | 1,25 | ||
| connessioni a perno | 1,25 | ||
| piatti a contatto | 1,25 | ||
| Resistenza a scorrimento | SLU | $\gamma_{M3}$ | 1,25 |
| SLE | 1,10 | ||
| Resistenza delle connessioni a perno allo SLE | $\gamma_{M6,ser}$ | 1,00 | |
| Precarico di bulloni ad alta resistenza | $\gamma_{M7}$ | 1,10 | |
Unioni a taglio
Per tale tipo di unioni si possono impiegare viti delle classi da 4.6 a 10.9.
La resistenza a taglio può essere valutata mediante le formule
$$ F_{v,Rd} = \begin{cases} 0,6 \frac{ftb}{\gamma_{M2}} A_{res}& classe\;4.6,\; 5.6\;e\; 8.8\\\\ 0,5 \frac{ftb}{\gamma_{M2}} A_{res}& classe\;6.8\;e\;10.9 \end{cases}$$
$A_{res}$ indica l’area resistente della vite e si adotta quando il piano di taglio interessa la parte filettata della vite. Nei casi in cui il piano di taglio interessa il gambo non filettato della vite si ha, per tutte le classi di resistenza
$$F_{v,Rd} = 0,6 \, \frac{f_{tb}}{\gamma_{M2}} \, A$$
La resistenza di calcolo a rifollamento F_{b,Rd} del piatto dell’unione bullonata, può essere assunta pari a
$$F_{b,Rd} = k \cdot \alpha \, \frac{f_{tk}}{\gamma_{M2}} \, d \cdot t$$
dove:
- $d$ è il diametro nominale del gambo del bullone,
- $t$ è lo spessore della piastra collegata,
- $f_{tk}$ è la resistenza a rottura del materiale della piastra collegata,
- per bulloni di bordo nella direzione del carico applicato
$$\alpha = \min \begin{cases} e_1/(3\,d_0) \\\\ f_{tb}/f_t \\\\ 1 \end{cases}$$
- per bulloni interni nella direzione del carico applicato
$$\alpha = \min \begin{cases} p_1 / (3 \, d_0) - 0,25 \\\\ f_{tb}/f_{t} \\\\ 1 \end{cases}$$
- per bulloni di bordo nella direzione perpendicolare al carico applicato
$$k = \min \begin{cases} 2,8 \, e_2 / d_0 - 1,7 \\\\ 2,5 \end{cases}$$
- per bulloni interni nella direzione perpendicolare al carico applicato
$$k = \min \begin{cases} 1,4 \, p_2 / d_0 - 1,7 \\\\ 2,5 \end{cases}$$
- $d_0$ il diametro nominale del foro di alloggiamento del bullone
La resistenza complessiva della singola unione a taglio è perciò data da $\min\{F_{v,Rd} ; F_{b,Rd}\}$.
Unioni a trazione
La resistenza di calcolo a trazione degli elementi di connessione $F_{t,Rd}$ è pari a:
$$F_{t,Rd} = 0,9 \frac{f_{tb}}{\gamma_{M2}} A_{res}$$
Inoltre, nelle unioni bullonate soggette a trazione è necessario verificare la piastra a punzonamento
$$B_{p,Rd} = 0,6 \cdot \pi \cdot d_m \cdot t_p \frac{f_{tk}}{\gamma_{M2}}$$
dove:
- $d_m$ è il minimo tra il diametro del dado e il diametro medio della testa del bullone
- $t_p$ è lo spessore del piatto
- $f_{tk}$ è la tensione di rottura dell’acciaio del piatto.
La resistenza della singola unione a trazione è ottenuta come $\min\{B_{p,Rd}; F_{t,Rd})$.
Unioni a taglio e trazione
Nel caso di presenza combinata di trazione e taglio si può adottare la formula di interazione lineare:
$$ \frac{F_{v,Ed}}{F_{v,Rd}} + \frac{F_{t,Ed}}{1,4 \cdot F_{t,Rd}} \le 1 $$
con la limitazione
$$\frac{F_{t,Ed}}{F_{t,Rd}} \le 1$$
dove:
- $F_{v,Ed}$ è la sollecitazione di taglio sull’unione
- $F_{t,Ed}$ è la sollecitazione di trazione sull’unione
- $F_{v,Rd}$ è, per brevità, la resistenza a taglio dell'unione
- $F_{t,Rd}$ è, anch'esso per brevità, la resitenza a trazione dell’unione
Unioni ad attrito
Per tale tipo di unioni si possono impiegare viti delle classi da 8.8 a 10.9.
Nei giunti con bulloni ad alta resistenza “precaricati” la resistenza ad attrito dipende dalle modalità di preparazione delle superfici a contatto, dalle modalità di esecuzione e dal gioco foro-bullone. In via semplificativa la resistenza di progetto allo scorrimento di un bullone ad attrito si calcolerà assumendo una forza di precarico pari al 70% della resistenza ultima a trazione del bullone. Il valore della forza di “precarico” da assumere nelle unioni progettate ad attrito, per lo stato limite di servizio oppure per lo stato limite ultimo è pari quindi a
$$F_{p,Cd} = 0,7 \frac{f_{tb}}{\gamma_{M7}} A_{res}$$
La resistenza di calcolo allo scorrimento $F_{s,Rd}$ può essere assunta pari a:
$$F_{s,Rd} = n \, \mu \, \frac{F_{p,C}}{\gamma_{M3}}$$
dove:
- $n$ è il numero delle superfici di attrito
- $\mu$$ è il coefficiente di attrito
- $F_{p,Cd}$ è la forza di precarico del bullone sorpa indicata
Il coefficiente di attrito $\mu$ tra le piastre è assunto pari a:
- $0,45$ quando le giunzioni siano sabbiate al metallo bianco e protette sino al serraggio dei bulloni,
- $0,30$ in tutti gli altri casi.
Resistenza allo strappo in blocco
Lo strappo in blocco consiste nella rottura di una delle piastre che convergono nell'unione lungo la spezzata che congiunge i fori. Esso è composta:
- dalla rottura per taglio lungo le porzioni della spezzata parallele alla forza di taglio agente nell'unione;
- dalla rottura per trazione lungo le porzioni della spezzata perpendicolari alla forza di taglio nell'unione.
Nel caso di unione simmetrica soggetta a carico centrato, lo sforzo massimo resistente è dato da
$$V_{eff,1,Rd} = \frac{f_{uk} \, A_{nt}}{\gamma_{M2}} + \frac{f_{yk} \, A_{nv}}{\sqrt{3} \, \gamma_{M0}} $$
Nel caso generale invece
$$V_{eff,1,Rd} = 0,5 \frac{f_{uk} \, A_{nt}}{\gamma_{M2}} + \frac{f_{yk} \, A_{nv}}{\sqrt{3} \, \gamma_{M0}} $$
