Source: https://it.scribd.com/document/210750409/le-giunzioni-saldate-negli-impalcati-da-ponte
Timestamp: 2019-10-21 12:30:42+00:00
Document Index: 111223355

Matched Legal Cases: ['arte 1', 'art 1', 'arte 1', 'arte 1', 'arte 1', 'arte 1', 'arte 1', 'arte 1', 'arte 1']

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14_Isturzioni Di Posa e Indicazioni Per La Lavorazione
610 - 23 febbraio 2015
Le giunzioni saldate negli impalcati da ponte: normative, confronti, esempi applicativi
E. Maiorana *
La nota, prendendo spunto dalla emanazione del DM 14.01.08 Norme tecniche per le costruzioni, mette a confronto i criteri di verifica delle unioni saldate, in particolare delle giunzioni a cordone dangolo. Oltre alla recente normativa italiana si riportano i risultati seguendo i criteri delle Istruzioni del Consiglio Nazionale delle Ricerche e i criteri di verifica dellEurocodice 3 Parte 1-8 dal titolo Progettazione dei collegamenti. Mentre le Istruzioni CNR prescrivono la pi elevata altezza di gola minima, lEurocodice 3 prescrive il valore minore di gola. In particolare questultimo consente di adottare il metodo direzionale o il metodo semplificato. Questultimo fornisce un valore notevolmente inferiore al primo. Il DM 14.01.08 si colloca tra i due precedenti riferimenti normativi; infatti il Decreto Ministeriale riprende in parte il Metodo 1 dellEurocodice 3, consente di adottare il metodo semplificato e introduce una terza verifica la quale fornisce il medesimo risultato delle Istruzioni CNR. Dal punto di vista costruttivo, le differenze riscontrate possono influire sul processo produttivo; infatti, ad esempio, per assicurare il cordone minimo, da una procedura a passata unica pu essere necessario passare a un multipass con un significativo incremento delle ore di saldatura. The note, moving from the recent emanation of the Italian DM 14.01.08 Norme tecniche per le costruzioni (Technical standards for constructions), compares the verification crite* OMBA Impianti & Engineering S.p.A.- Podenzano (PC).
ria of the welded joints, particularly the fillet welded joints. In addition to the recent Italian legislation, it will show the results following the criteria of the Instructions of the Italian CNR (National Research Council) and the criteria of the Eurocode 3 Part 1-8 titled Design of joints. While the Instructions CNR require the higher minimum height of the throat, the Eurocode 3 prescribes the lower throat. In particular, the Eurocode allows to adopt the Directional method or the Simplified method. The latter provides a value substantially less than the first. The DM 14.01.08 gives results which values are between the previous two, in fact the Ministerial Decree takes in part the Method 1 of the Eurocode 3, allows to adopt the semplified method and introduces a third Method which provides the same result of the Instructions CNR. From a constructive point of view, the differences of the design results may affect the production processes, in fact, for example, to ensure the minimum fillet weld, from a single pass procedure to a multipass could significantly increase the global welding time. Keywords: Bridges; butt joints; CEN; civil engineering; comparisons; computation; corner joints; design; Europe; fusion welding; in service operations; regulations; resistance welding; standards; steel construction; stress analysis; structural members; structural steels; T joints; UNI; welded joints.
Riv. Ital. Saldatura - n. 1 - Gennaio / Febbraio 2009
E. Maiorana - Le giunzioni saldate negli impalcati da ponte: normative, confronti, esempi applicativi
In un articolo precedente [1] si era fatto riferimento allEurocodice 3 Parte 1-8 Progettazione dei collegamenti [2] come parte derivata dalla Parte 1-1 Regole generali e regole per gli edifici [3], riportando un confronto applicativo di una giunzione bullonata con la normativa italiana (Istruzioni CNR UNI 10011 [4]) e altre normative internazionali (AASHTO, British Standard, DIN). Alla luce dellemanazione delle recenti Norme tecniche per le costruzioni (emanate con il DM 14.01.08 [5]), si ritenuto opportuno riproporre largomento giunzioni, nello specifico le giunzioni saldate. Il tema, di per s, per la complessit degli aspetti coinvolti (procedimenti, progettazione, controlli, metallurgia, ecc.) richiederebbe sicuramente uno spazio ben maggiore e una trattazione pi ampia (si pensi ad esempio alla fatica e alle connessioni di questa con la meccanica della frattura). Nellarticolo saranno quindi richiamati alcuni aspetti salienti del processo di saldatura e analizzate le possibilit attualmente a disposizione del progettista che intenda realizzare una giunzione saldata con la normativa vigente in Italia, prima di tutto facendo riferimento alle Norme tecniche per le costruzioni, quindi, se non diversamente specificato in essa, alle indicazioni riportate negli Eurocodici strutturali e, ad integrazione, alle Istruzioni e documenti tecnici del Consiglio Nazionale delle Ricerche (ed eventualmente altri codici internazionali che garantiscano livelli di sicurezza non inferiori ai riferimenti tecnici citati). Levoluzione dei processi di saldatura ha permesso un rapido aggiornamento delle tecniche esecutive anche a scapito di metodologie tradizionali (ad esempio la rivettatura degli aerei sostituita dalla saldatura ad attrito). Di seguito, si far accenno solo ai processi di applicazione attualmente utiliz-
zati in carpenteria metallica per le strutture civili. Lo scopo principale della presente nota quello di confrontare i risultati ottenibili utilizzando un codice piuttosto che un altro per il calcolo dei cordoni dangolo di un tipico giunto saldato a T. Dal punto di vista costruttivo, le differenze riscontrate possono influire notevolmente nel processo produttivo; infatti, ad esempio, per assicurare il cordone minimo, da una procedura a passata unica pu essere necessario passare a un multipass con un significativo incremento delle ore di saldatura. quindi importante non sottovalutare queste leggere differenze tra i riferimenti normativi a disposizione dei progettisti.
2. Processi di saldatura tradizionali
2.1 Saldatura in officina Le Istruzioni CNR citano i seguenti processi di saldatura utilizzabili: saldatura manuale ad arco con elettrodi rivestiti; saldatura automatica ad arco som-
merso; saldatura automatica o semiautomatica sotto gas di protezione (CO 2 o sue miscele); altro processo di saldatura la cui attitudine a garantire una saldatura pienamente efficiente deve essere verificata mediante prove di qualifica quali radiografie, prove di rottura del giunto, resistenza a trazione su giunti testa a testa, prove di piegamento trasversali, resilienza. LEurocodice riporta i seguenti processi di saldatura utilizzabili: saldatura ad arco con elettrodi rivestiti; saldatura ad arco con filo animato (senza gas di protezione); saldatura ad arco sommerso; saldatura MIG (metal inert gas); saldatura MAG (metal active gas); saldatura con filo animato (con gas di protezione attivo); saldatura TIG (tungsten inert gas). La denominazione dei processi di saldatura secondo la UNI EN ISO 4063 [6] e la ASME [7] riportata nella Tabella I.
TABELLA I - Processi di saldatura e relativa denominazione. Processo
Saldatura con elettrodi rivestiti Saldatura ad arco sommerso con filo elettrodo Saldatura MIG/MAG (filo pieno) Saldatura MIG/MAG (filo animato) Saldatura TIG Saldatura al plasma Saldatura a punti Saldatura a rulli Saldatura a rilievi Saldatura ossiacetilenica Saldatura ad attrito Saldatura a fascio elettronico Saldatura Laser Saldatura a elettroscoria Saldatura a elettrogas
111 121 131/135 136/137 141 15 21 22 23 311 42 51 52 72 73
SMAW SAW GMAW FCAW GTAW PAW RSW RSEW PW OAW FRW EBW LBW ESW EGW
2.1.1 Un caso di saldatura di lamiere a grosso spessore La realizzazione di unopera passa attraverso la trasformazione delle lamiere, anche di notevole spessore, tramite delle lavorazioni suddivisibili in tre macroattivit: la prima riguarda le pre-lavorazioni, la seconda lassiemaggio, la terza la saldatura. La pre-lavorazione ha inizio con il taglio, tramite ossitaglio, delle lamiere secondo le indicazioni fornite dallUfficio Tecnico tramite dei piani di taglio (Fig. 1). I piani di taglio hanno lo scopo di individuare la collocazione di ogni singolo pezzo allinterno della singola lamiera. necessario, infatti, da una parte ridurre il pi possibile gli sfridi e dallaltra consentire la rintracciabilit delle lamiere dorigine, certificate dal produttore, rispetto agli elementi finali. Da ogni lamiera sono ricavati i pezzi che verranno, nella fase successiva, assemblati
dai carpentieri, secondo le indicazioni fornite dallUfficio Tecnico tramite dei normalini di officina, per realizzare la struttura in progetto. A seguire, i bordi degli elementi sono cianfrinati alla macchina utensile per realizzare giunti saldati a completa e a parziale penetrazione durante la fase di saldatura (Fig. 2); infine il materiale viene sabbiato con graniglia metallica per pulire le superfici e staccare la calamina (sabbiatura grado SA 2.5). La fase successiva quella dellassiemaggio dei vari elementi da parte di carpentieri esperti che, sulla base delle indicazioni riportate nei disegni costruttivi, assemblano i macro elementi rispettando rigorosamente le tolleranze richieste che devono essere compatibili con quelle relative allopera finita e in conformit a quanto previsto dalle correnti norme europee relative alle costruzioni in acciaio (ex UNI ENV 1090).
Le giunzioni saldate sono eseguite tramite lutilizzo di impianti automatici ad arco sommerso a teste contrapposte oppure manualmente per gli elementi secondari o in posizioni difficilmente raggiungibili dai macchinari (Fig. 3). Altre attivit riguardano la foratura, ove necessario. Ad esempio, la Figura 4 mostra la foratura di elementi nei quali saranno inseriti dei perni per realizzare un meccanismo strutturale idoneo a sollevamenti eccezionali. Prima di lasciare lo stabilimento produttivo per il cantiere di assiemaggio e la messa in opera, i pezzi sono sottoposti a sabbiatura finale per pulire le superfici e costituire un idoneo aggrappaggio nella successiva fase di verniciatura (Fig. 5). La verniciatura, per conferire una idonea protezione delle superfici metalliche e garantire durabilit rispetto ai fenomeni di corrosione in ambiente inquinato e/o marino, data a pi mani
Figura 1 - Taglio delle lamiere.
Figura 2 - a) Bordi cianfrinati; b) giunzioni saldate a piena penetrazione.
(per la prima mano di primer usualmente utilizzato zincante inorganico, con spessore del film secco di almeno 50 m). La mano finale quella che conferisce laspetto definitivo alla strut-
tura (Fig. 6). Accanto allattivit di realizzazione dellopera vi sono i controlli di Qualit, secondo gli standard della UNI EN ISO 9001 [8], affidati alla competenza del personale interno del-
lazienda, eventualmente, su richiesta contrattuale, con il sopralluogo di una Terza Parte (organismo di Certificazione accreditato) che con cadenza periodica svolge, durante la produzione, i controlli
Figura 3 - a) Saldatura automatica; b) saldatura manuale.
Figura 4 - a) Foratura; b) dettaglio elementi forati.
Figura 5 - a) Assemblaggio; b) prima mano di verniciatura.
Figura 6 - a) Ultima mano verniciatura; b) elemento pronto per la spedizione in cantiere.
delle saldature (visivo, magnetoscopico, ultrasonoro, radiografico) e delle geometrie. Tra le problematiche specifiche del lavoro citato nelle figure precedenti, si segnalano quelle inerenti agli elevati spessori delle lamiere, alla qualit dei materiali (S 690 QL), alle tolleranze previste per le lavorazioni e alla movimentazione delle grandi masse in gioco. 2.2 Saldatura in cantiere Premesso che le Istruzioni CNR, al paragrafo Unioni saldate del capitolo
Regole pratiche di progettazione ed esecuzione, prescrivono che il progetto debba essere studiato col criterio di limitare per quanto possibile le saldature in opera, a titolo di esempio si riportano alcune immagini relative a un caso di saldatura in cantiere di trave portante di impalcato. La Figura 7 illustra il fissaggio dei lembi da saldare mediante clamps. Una volta assicurato il mantenimento di una distanza dei lembi costante definita per tutta laltezza della giunzione si procede con la saldatura manuale (Fig. 8).
Da notare nelle Figure 7 e 8 che la prima mano di primer (colore grigio) stata data a tutta la superficie bagnata del ponte eccetto nella zona dove prevista la saldatura in opera. Infatti i bordi cianfrinati e le superfici interessate da saldatura in cantiere sono di regola protette con speciale primer saldabile (510 m). A ponte completamente assemblato si procede con le mani di verniciatura finali (Fig. 9).
Figura 7 - Giunzione testa a testa di trave.
Figura 8 - Fasi di saldatura manuale in cantiere.
I rulli fungono anche da elettrodi consentendo il passaggio della corrente (Fig. 12). Da citare, infine, la saldatura per scintillio effettuata tramite contatto elettrico di due particolari elettrodi e lapplicazione di una pressione tra gli stessi.
Le normative considerate per la comparazione dellaltezza di gola minima per la giunzione saldata sono le seguenti: CNR 10011/97 - Costruzioni in acciaio. Istruzioni per il calcolo, lesecuzione, il collaudo e la manutenzione. DM 14 Gennaio 2008 - Norme tecniche per le costruzioni. Istruzioni per lapplicazione delle Norme tecniche per le costruzioni di cui al DM 14 Gennaio 2008 (bozza aggiornata al 7 Marzo 2008). UNI EN 1993-1-8 Eurocodice 3 Progettazione delle strutture di acciaio. Parte 1-8: Progettazione dei collegamenti.
Figura 9 - Opera verniciata e collocata nel sito di servizio.
3. Processi di saldatura speciali
Tra i vari processi di saldatura affermatesi e perfezionati negli ultimi anni, si riporta di seguito una breve descrizione riguardante la saldatura a resistenza o per fusione in quanto espressamente citata nelle Istruzioni per lapplicazione delle Norme tecniche per le costruzioni [9]. Una descrizione del processo e delle sue tappe fondamentali riportata in [10]. 3.1 Saldatura a resistenza Si tratta di una saldatura autogena per pressione, nella quale non viene utilizzato materiale dapporto. Il processo di saldatura avviene applicando due elettrodi conduttori di corrente sulle lamiere da saldare poste in sovrapposizione. Il calore prodotto per effetto Joule dal passaggio della corrente si calcola con la formula Q = R I2 t dove R la resistenza data dal materiale da saldare posto tra i due elettrodi
I la corrente t il tempo. La pressione applicata gioca un ruolo determinante nel far s che la resistenza nellinterfaccia tra lelettrodo e la lamiera si riduca rispetto alla resistenza allinterfaccia tra le lamiere. Il calore prodotto per effetto Joule dal passaggio della corrente fa s che si ottenga una saldatura a forma di bottone con un sottile guscio plastico tra il nocciolo portato a fusione e il piano di contatto con il materiale base. Uneccessiva pressione agli elettrodi pu portare allesplosione del guscio e alla fuoriuscita del metallo fuso. Si parla quindi di saldatura per punti, tenendo conto che si deve mantenere una certa distanza tra un punto e il successivo (Fig. 10). In alternativa, sempre con lo stesso principio operativo, stata messa a punto la saldatura a rilievi, la quale prevede una lavorazione preliminare di una delle lamiere per creare dei rilievi (Fig. 11). anche possibile ottenere saldature continue lineari tramite lutilizzo di appositi rulli attraverso i quali passano le due lamiere da giuntare.
5. CNR 10011/97
5.1 Giunti testa a testa o a T a completa penetrazione Per il calcolo delle tensioni, derivanti da azioni di trazione o compressione agenti normalmente allasse della saldatura o da azioni di taglio, deve essere considerata come sezione resistente la sezione longitudinale della saldatura stessa; ai fini del calcolo essa ha come lunghezza quella intera della struttura e come larghezza il minore dei due spessori collegati, misurato in vicinanza della saldatura, per i giunti di testa e lo spessore dellelemento a completa penetrazione nel caso di giunti a T.
Figura 10 - Saldatura a resistenza.
Figura 11 - Saldatura a rilievi.
Figura 12 - Saldatura con rulli.
Per il calcolo delle tensioni, derivanti da azioni di trazione o compressione parallele allasse di saldatura, deve essere considerata come sezione resistente quella del pezzo saldato ricavata normalmente allasse predetto (cio quella del materiale base pi il materiale dapporto). La classe di pertinenza fa riferimento alleffettuazione del giunto con determinati elettrodi e al soddisfacimento dellesame radiografico con i risultati richiesti dai raggruppamenti della normativa di riferimento (B della UNI 7278 per la I classe testa a testa e F per la II classe). La verifica di sicurezza soddisfatta qualora la tensione ideale ricavata combinando le singole componenti della tensione secondo il criterio di Von Mises (Eq. 1)
TABELLA II - Limitazioni alla Eq. 1. t 40 mm
N/mm fd
t > 40 mm
N/mm2 210 (S235) 250 (S275) 315 (S355) 178 (S235) 212 (S275) 268 (S355) I classe
235 (S235) 275 (S275) 355 (S355) 200 (S235) 234 (S275) 302 (S355)
0.85 fd
(1) sia inferiore ai valori delle limitazioni nella Tabella II. la tensione di trazione o compressione normale alla sezione longitudinale della saldatura la tensione di trazione o compressione parallela allasse della saldatura la tensione tangenziale nella sezione longitudinale della saldatura. 5.2 Giunti a cordoni dangolo Per il calcolo delle tensioni, derivanti da azioni di trazione o compressione normali allasse della saldatura o da azioni di taglio secondo detto asse, deve essere considerata come sezione resistente la sezione di gola del cordone di saldatura; ai fini del calcolo essa ha come lunghezza L quella intera del cordone, purch questo non abbia estremit palesemente mancanti o difettose, e come larghezza a laltezza del triangolo iscritto nella sezione trasversale del cordone. TABELLA III - Limitazioni alla Eq. 2a. t 40 mm
N/mm 0.85 fd 0.70 fd
Eventuali tensioni || di trazione o di compressione presenti nella sezione trasversale del cordone, inteso come parte della sezione resistente della membrana, non devono essere prese in considerazione ai fini della verifica del cordone stesso. Il calcolo convenzionale delle tensioni deve essere eseguito ribaltando su uno dei lati del cordone la sezione di gola. La verifica di sicurezza soddisfatta qualora la tensione ideale ricavata combinando le singole componenti della tensione e i criteri di combinazione (Eq. 2a ed Eq. 2b) che si rifanno al dominio di sicurezza elaborato negli anni 70 dallIstituto Italiano della Saldatura definito della sfera mozza (2a) sia inferiore ai valori delle limitazioni nella Tabella III e inoltre (2b) sia inferiore ai valori delle limitazioni nella Tabella IV. Devono essere previsti di I classe i giunti a testa di maggiore importanza appartenenti a membrature tese esposte a temperature minori di 0 C. I cordoni dangolo che uniscono due laminati di spessori t1 t2 devono avere
il lato b soddisfacente le condizioni di calcolo e, di regola, la limitazione seguente (Eq. 3): (3) Per spessori t 1 20 mm, conviene di regola che sia b b1, purch non in contrasto con la precedente limitazione; i valori di b 1 sono riportati nella Tabella V.
6. Eurocodice 3
A prescindere da una presentazione generale di ci che la normativa europea (UNI ENV 1993-1-1) ha introdotto come novit rispetto alla previgente normativa italiana, per la quale si rimanda a [11], si fa qui riferimento alla UNI EN 1993-1-8. I processi di saldatura utilizzabili sono i seguenti: SMAW, FCAW, GMAW, SAW, GTAW. specificato langolo tra le membrature (compreso tra 60 e 120), le limitazioni dimensionali delle saldature a tratti e altre prescrizioni di carattere operativo. Per il calcolo della resistenza di progetto di una saldatura a cordone dangolo vi la possibilit di utilizzare il metodo direzionale e il metodo semplificato.
TABELLA IV - Limitazioni alla Eq. 2b. t 40 mm
N/mm2 210 (S235) 212 (S275) 268 (S355) 175 (S275) 220 (S355)
fd 0.85 fd 0.70 fd
235 (S235) 234 (S275) 302 (S355) 192 (S275) 248 (S355)
200 (S235) 192 (S275) 248 (S355)
178 (S235) 175 (S275) 220 (S355)
TABELLA V - Relazione tra lato del cordone e spessore del laminato. t1
[mm] 20 30 50 70 100
7. DM 14.01.08
(6) I collegamenti testa a testa, a T e croce a piena penetrazione devono essere realizzati con materiali dapporto aventi resistenza uguale o maggiore di quella degli elementi collegati. Una saldatura a piena penetrazione caratterizzata dalla piena fusione del metallo base attraverso tutto lo spessore dellelemento da unire con il materiale dapporto. La resistenza di calcolo dei collegamenti a piena penetrazione si assume eguale alla resistenza di progetto del pi debole tra gli elementi connessi. I collegamenti testa a testa, a T e a croce a parziale penetrazione sono verificati con gli stessi criteri dei cordoni dangolo. La resistenza di progetto, per unit di lunghezza dei cordoni dangolo, si determina con riferimento allaltezza di gola a. La gola del cordone dangolo da utilizzare nelle verifiche quella teorica, corrispondente alla preparazione adottata senza tenere conto della penetrazione e del sovrametallo di saldatura. La lunghezza di calcolo L quella intera del cordone, purch questo non abbia estremit palesemente mancanti o difettose. Eventuali tensioni || agenti nella sezione trasversale del cordone, inteso come parte della sezione resistente della membratura, non devono essere prese in considerazione ai fini della verifica del cordone stesso. Ai fini della durabilit delle costruzioni, le saldature correnti a cordoni intermittenti, realizzati in modo non continuo lungo i lembi delle parti da unire, non sono ammesse in strutture non sicuramente protette contro la corrosione. Allo stato limite ultimo le azioni di calcolo sui cordoni dangolo si distribuiscono uniformemente sulla sezione di gola. Considerando la sezione di gola nella sua effettiva posizione, si assume la seguente condizione di resistenza (Eq. 6): ftk M2 la resistenza a rottura del pi debole degli elementi collegati = 0.80 (S235), 0.85 (S275), 0.90 (S355), 1.00 (S420 e S460) = 1.25.
[mm] 6 8 11 13 14
6.1 Metodo direzionale La resistenza di progetto di una saldatura a cordone dangolo soddisfatta se sono verificate entrambe le seguenti relazioni (Eq. 4a ed Eq. 4b):
In alternativa, si pu adottare cautelativamente il criterio semplificato: (7) dove Fw,Ed la forza di calcolo che sollecita il cordone dangolo per unit di lunghezza Fw,Rd la resistenza di calcolo del cordone dangolo per unit di lunghezza, Fw,Rd Considerando la sezione di gola in posizione ribaltata, essendo n la tensione normale perpendicolare allasse del cordone t la tensione tangenziale perpendicolare allasse del cordone la verifica si effettua controllando che siano soddisfatte simultaneamente le seguenti due condizioni (Eq. 8a ed Eq. 8b): (8a)
(4a) (4b) dove la tensione ultima nominale di fu resistenza della parte del giunto pi debole w il fattore di correlazione che assume i valori = 0.80 (S235), 0.85 (S275), 0.90 (S355), 1.00 (S420 e S460) M2 = 1.25 il coefficiente di sicurezza. 6.2 Metodo semplificato In alternativa al metodo precedente, la resistenza di progetto di un cordone dangolo assunta essere adeguata se, in ciascun punto della lunghezza, la risultante delle forze trasmesse soddisfa al seguente criterio (Eq. 5): (5) dove Fw,Ed la forza sollecitante per unit di lunghezza Fw,Rd la resistenza di calcolo per unit di lunghezza, Fw,Rd = fvw,d a fvw,d la resistenza a taglio di progetto, fvw,d
(8b) dove fyk la tensione di snervamento caratteristica 1 e 2 sono coefficienti che assumono i valori della Tabella VI.
Si assume come esempio una giunzione a T a cordone dangolo (Fig. 13). Un piatto di spessore t 2 = 20 mm perpendicolare a un piatto di spessore t 1 = 30 mm, saldato da entrambi i lati (n = 2). Azioni: forza applicata di trazione FV = 400 kN, di taglio lon-gitudinale V L = 50 kN e di taglio trasversale V T = 30 kN. Lunghezza L = 100 mm; gola amin da determinare. Materiale base S 355 J2+N.
TABELLA VI - Valori assunti da coefficienti 1 e 2. S235
1 2 0.85 1.0
S275 - S355
S420 - S460
TABELLA VII - Formule utilizzate per la verifica giunto laminato in acciaio S355.
Dal confronto della verifica di una tipica giunzione saldata a cordone dangolo, eseguita seguendo il DM 14.01.08 Norme tecniche per le costruzioni, lEurocodice 3 Parte 1-8 Progettazione dei collegamenti e le Istruzioni CNR per il calcolo delle costruzioni in acciaio CNR 10011, risulta quanto segue. Mentre le Istruzioni CNR prescrivono la pi elevata altezza di gola minima, lEurocodice 3 Parte 1-8 prescrive il valore minore di gola e consente di adottare il metodo direzionale o il metodo semplificato. Seguendo lindicazione della CNR per la quale il lato del cordone da prendere, di regola, pari alla met dello spessore minore, si ottiene un risultato che appare eccessivamente cautelativo, al di l delle reali azioni sollecitanti la giunzione. Il DM 14.01.08 si colloca tra i due precedenti; infatti il Decreto Ministeriale riprende in parte il Metodo 1 dellEurocodice 3, consente di adottare il metodo semplificato e introduce una terza verifica la quale fornisce il medesimo risultato delle Istruzioni CNR. Va inoltre segnalato che, per il calcolo di verifica, mentre le Istruzioni CNR prevedono il ribaltamento della sezione di gola su uno dei lati del cordone, secondo il DM 14.01.08 la sezione di gola va presa nella sua effettiva posizione con il primo e secondo metodo e nella posizione ribaltata con il
FSOLL
* si considerano entrambi i casi per i quali la VT agisce nei due versi opposti.
Nella Tabella VII sono riportate le formule utilizzate e nella Tabella VIII si confrontano le altezze minime di gola; nella Tabella IX si mostrano i risultati. Se, a parit delle altre azioni sollecitanti e a parit di geometria, la forza applicata di trazione fosse stata F V = 200 kN, i
risultati sarebbero stati quelli riportati nella Tabella X. Il che mostra quanto sia penalizzante per la CNR 10011 determinare il cordone di saldatura prescindendo dalle azioni sollecitanti ma esclusivamente dal punto di vista geometrico degli spessori in gioco (Eq. 3).
TABELLA VIII - Confronto tra normative per la determinazione dellaltezza minima di gola; I caso. amin [mm] CNR 10011
max{a1;a2;a3} a1 a2 Eq.2a Eq.2b 9 8 9 13 x 13
Metodo 1 max{a1;a2} a1 a2 Eq.4a Eq.4b 7 7 6 7 10 x 10 Metodo 2 Metodo 1
Metodo 2 Metodo 3 max{a1;a2} a1 a2 Eq.8a Eq.8b 9 8 9 13 x 13
a3 Eq.3 7
Eq.5 7 8 Cordone b x b 11 x 11
Eq.6 7 7 10 x 10
Eq.7 8 11 x 11
TABELLA IX - Risultati. Eq.
[N/mm ] [N/mm2] [N/mm2] [N/mm2] [N] [N/mm2] [N] [N/mm2] [N/mm2]
225 269 395 425 333 2021 395 425 2021 225 269
249 302 453 367 2094 453 2094 249 302
FSOLL/FRES
0.90 0.89 0.87 0.94 0.91 0.97 0.87 0.94 0.97 0.90 0.89
6 7 8a 8b
Figura 13 - Esempio di calcolo. Giunzione a T a cordone dangolo.
TABELLA X - Confronto tra normative per la determinazione dellaltezza minima di gola; II caso. amin [mm] CNR 10011
max{a1;a2;a3} a2 Eq.2b 4 7 10 x 10
Metodo 1 max{a1;a2} a1 a2 Eq.4a Eq.4b 4 4 3 4 6x6 Metodo 2 Metodo 1
Metodo 2 Metodo 3 max{a1;a2} a1 a2 Eq.8a Eq.8b 5 4 5 7x7
a1 Eq.2a 5
Eq.5 4 4 Cordone b x b 6x6
Eq.6 4 4 6x6
Eq.7 4 6x6
terzo. Dal punto di vista costruttivo, le differenze riscontrate possono influire sul processo produttivo; infatti, ad esempio, per assicurare il cordone minimo, da una procedura a passata unica pu essere necessario passare a un multipass con un significativo incremento delle ore di saldatura.
Emanuele MAIORANA, laureato in Ingegneria Civile presso lUniversit di Padova nel 2001. Dottore di Ricerca in Meccanica delle Strutture presso lUniversit di Bologna nel 2007. Gi Project Engineer nella Divisione Ingegneria di OMBA Impianti & Engineering S.p.A. dal 2002, attualmente Responsabile della Sicurezza dellazienda. Socio del Collegio dei Tecnici dellAcciaio e gi delegato al consiglio direttivo dellInternational Association for Bridge and Structural Engineering (2004-08).
[1] Maiorana E.: Le giunzioni bullonate negli impalcati da ponte: normative, confronti, esempi applicativi, Costruzioni Metalliche, n. 4, ACS Acai Servizi, pp. 54-65, Milano, 2007. [2] UNI EN 1993-1-8: Eurocodice 3. Progettazione delle strutture di acciaio. Parte 1-8: Progettazione dei collegamenti. [3] UNI EN 1993-1-1: Eurocodice 3. Progettazione delle strutture di acciaio. Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici. [4] CNR 10011/97: Costruzioni in acciaio. Istruzioni per il calcolo, lesecuzione, il collaudo e la manutenzione. [5] DM 14 Gennaio 2008: Norme tecniche per le costruzioni. [6] UNI EN ISO 4063: Saldatura, brasatura forte, brasatura dolce e saldobrasatura dei metalli. Nomenclatura dei procedimenti e relativa codificazione numerica per la rappresentazione simbolica sui disegni. [7] ASME: Boiler and Pressure Vessel. Sezione IX Welding and brazing qualifications. QW-492 Definition. [8] UNI EN ISO 9001:2000 : Sistemi di gestione per la Qualit. Requisiti. [9] Istruzioni per lapplicazione delle Norme tecniche per le costruzioni di cui al DM 14 Gennaio 2008 (bozza aggiornata al 7 Marzo 2008). [10] Iori D.: La saldatura a resistenza: stato dellarte e prospettive, Rivista Italiana della Saldatura, n. 4, IIS, 2004. [11] Masetti F.: La saldatura e lEurocodice 3, Costruzioni Metalliche, n. 1, ACS Acai Servizi, pp. 47-55, Milano, 2003.
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