i collegamenti

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  • Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

    PDF Lezioni sul sito:

    www2.unibas.it/ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Si definisce collegamento un insieme di pi unioni saldate e/o bullonate

    Levoluzione delle tipologie dei collegamenti connesso allevoluzione delle

    attrezzature, delle lavorazioni e, in generale dei rapporti di costo

    manodopera/materiali.

    MODELLAZIONE

    Concentrazione di sforzi

    NO teoria di De ST. Venant

    Calcolo a rottura: soluzioni equilibrate e conformi ai

    criteri di resistenza

    Analisi sperimentali e numeriche in campo elasto-plastico

    Criteri progettuali semplificati Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Da un punto di vista statico i collegamenti possono essere divisi in:

    ARTICOLAZIONI: le articolazioni permettono delle componenti di

    spostamento relativo fra i due pezzi collegati, senza indurre locali

    plasticizzazioni di elementi costituenti il collegamento.

    GIUNTI A PARZIALE RIPRISTINO: permettono di trasferire da un elemento

    strutturale allaltro solo una aliquota delle componenti di sollecitazione che

    possono esser sopportate dallelemento pi debole. Essi costituiscono punti

    di minor resistenza strutturale.

    GIUNTI A COMPLETO RIPRISTINO: permettono di trasferire da un

    elemento strutturale allaltro i massimi valori delle componenti di

    sollecitazione che possono esser sopportati dallelemento strutturale pi

    debole. Essi quindi hanno la possibilit di ripristinare in tutto le risorse

    statiche degli elementi e quindi non sono da riguardarsi come punti di

    debolezza della struttura.

    Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Duttilit dei collegamenti

    Completo ripristino (Duttile)

    Completo ripristino (non Duttile)

    Parziale ripristino (non Duttile)

    Collasso a catena Non lecito sommare

    la resistenza nelle

    unioni miste Giunti di tipo misto

    par.4.2.9.3 NTC 08

    Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Classificazione dei giunti trave-colonna

    Sulla base della risposta del giunto in termini di curva M- (momento

    rotazione), si possono individuare le seguenti tipologie strutturali:

    NODI CERNIERA: in cui il giunto schematizzabile come una cerniera e

    pertanto sono ammesse rotazioni relative tra trave e colonna senza

    trasmissione di azione flettente (schema pendolare).

    NODI RIGIDI: in cui ogni giunto non consente alcuna rotazione relativa tra

    trave e pilastro e viene per trasmessa azione flettente tra i due elementi.

    NODI SEMI-RIGIDI: in cui ogni giunto consente una rotazione relativa tra

    trave e pilastro e al contempo trasmette azione flettente tra i due elementi.

    Come ampiamente osservato a livello sperimentale, ogni tipo di giunto trave-

    colonna caratterizzato da un preciso valore di rigidezza rotazionale e di

    capacit portante flessionale, di recente incluso anche nell EC3.

    Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Classificazione dei giunti trave-colonna

    Il criterio riportato nella UNI EN 1993-1-8:2005 EC3, prevede la

    classificazione del giunto in funzione della rigidezza rotazionale e della

    capacit portante flessionale Mj,Rd della trave collegata.

    In funzione della rigidezza rotazionale:

    b

    bbiniJ

    L

    IEkS

    ,RIGIDI:

    b

    bbiniJ

    b

    b

    L

    IEkS

    L

    IE

    ,5.0

    b

    biniJ

    L

    IES

    5.0,

    SEMI-RIGIDI:

    CERNIERE

    SJ,ini = rigidezza iniziale del giunto

    Kb = vale 8 per telai controventati

    e 25 per telai non controventati

    E = modulo elastico

    Ib = momento dinerzia della trave

    collegata

    Lb = luce della trave collegata Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Classificazione dei giunti trave-colonna

    Il criterio riportato nella UNI EN 1993-1-8:2005 EC3, prevede la

    classificazione del giunto in funzione della rigidezza rotazionale e della

    capacit portante flessionale Mj,Rd della trave collegata.

    In funzione della capacit flessionale:

    RdplRdJ MM ,, Giunti a completo ripristino di resistenza:

    RdplRdJRdPL MMM ,,,25.0

    RdplRdJ MM ,, 25.0

    Giunti a parziale ripristino di resistenza:

    Giunti a cerniera:

    RdPlM

    Mm

    ,

    RdPlb

    b

    ML

    IE

    ,

    Relazioni momento-rotazione adimensionalizzate:

    MJ,Rd = capacit flessionale del giunto

    MPl,Rd = capacit flessionale della trave

    Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Strappi Lamellari

    Fessurazione dei materiali laminati sollecitati normalmente al piano di

    laminazione.

    Molto pericolosi per i collegamenti saldati a causa delle deformazioni per ritiro

    Gli strappi lamellari sono pi

    frequenti quanto maggiore lo

    spessore e pi elevata la

    resistenza (minore duttilit).

    Micro inclusioni Effetti della saldatura Fessurazione

    Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Strappi Lamellari Prevenzione rischio strappi lamellari.

    Adottare particolari costruttivi che minimizzano:

    a) Il ritiro delle saldature

    b) La quantit di materiale dapporto

    c) La componente di deformazione normale alla lamiera o che utilizzano

    raccordi ottenuti per laminazione

    Buttering:

    spalmatura di

    materiale dapporto

    sulla lamiera

    Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Strappi Lamellari: Controlli -Ultrasuoni

    -Prove a rottura

    Esito positivo se:

    %20/100 00 AAA

    Dove:

    A0= area sezione

    indeformata;

    A= area sezione a

    rottura avvenuta

    d=6 per t16 mm

    d=10 per t>16 mm

    Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Articolazioni Esempi di cerniere di base e di chiave di archi

    Le articolazioni erano molto utilizzate nel secolo scorso poich le verifiche di

    sicurezza erano rigorosamente basate sulla TEORIA DELL ELASTICITA

    Con lo sviluppo della TEORIA DELLA PLASTICITA si comprese che la

    soluzione equilibrata, purch si escludano rotture localizzate, a favore di

    sicurezza.

    Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Articolazioni a Perno

    Collegamenti per elementi tesi Cerniera a perno

    Piatto lavorato

    Piatto Rinforzato

    Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Articolazioni a Perno Caso A: spessore del piatto noto, vengono fornite indicazioni per quanto

    riguarda la posizione del foro allinterno della piastra.

    3

    2

    2

    00 d

    ft

    Fa

    y

    MEd

    32

    00 d

    ft

    Fc

    y

    MEd

    Caso B: posizione dellasse del foro nota, geometria del collegamento nota,

    vengono fornite prescrizioni sul diametro del foro d0 e sullo spessore del

    piatto t.

    y

    MEd

    f

    Ft 07.0

    td 5.20

    Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Articolazioni a Perno Nel caso di perno a sezione circolare, indicati con d e A rispettivamente

    diametro e area del perno stesso, la resistenza dellarticolazione associata

    al carico minore tra:

    2, /6.0 MupRdv fAF

    0, /5.1 MykRdb fdtF

    0/5.1 MykelRd fWM

    1

    2

    ,

    ,

    2

    Rdv

    Edv

    Rd

    Ed

    F

    F

    M

    M

    Resistenza a taglio del perno:

    Resistenza a rifollamento della piastra:

    Resistenza a flessione del perno:

    Resistenza combinata per taglio e flessione:

    Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Articolazioni a Perno Qualora sia prevista la sostituzione del perno durante il normale esercizio

    della costruzione (perno sostituibile) fondamentale evitare stati tensionali

    che provochino tensioni di valore eccessivo in grado di generare

    deformazioni plastiche residue.

    Resistenza a rifollamento della piastra:

    Resistenza a flessione del perno:

    Per garantire che le eventuali plasticizzazioni associate allesercizio

    dellarticolazione siano modeste, viene imposta una limitazione della

    tensione di contatto.

    serMykserRdb fdtF ,6,, /6.0

    serMykelserRd fWM ,6, /8.0

    serM

    y

    EdyEdh

    ff

    ,6

    ,,

    5.2

    td

    ddFE serEdEdh

    2

    0,

    , 591.0

    Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Articolazioni Per Contatto

    Contatto con superficie

    curva

    Contatto piatto coltello

    Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Articolazioni Per Contatto

    Disposizione di spine e guide per trasmettere gli sforzi di taglio e guidare il

    rotolamento

    Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Articolazioni Per Contatto: Verifiche

    Formule di HERTZ

    lim4 f

    lim5.5 f

    Per contatto lineare

    Per contatto puntiforme

    Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Articolazioni in materiale sintetico

    Gomma Gomma armata

    Teflon (basso attrito)

    Prof. Ing. Felice Carlo Ponzo

  • I COLLEGAMENTI

    Giunti tesi

    Giunti a completo ripristino

    Sfrangiatura e colata

    di materiale fuso

    Dispositivo

    autobloccante

    Filettatura ricavata

    per asportazione di

    materiale

    Giunti a parziale ripristino

    Giunti tra tondi

    Pr