Chi progetta strutture in acciaio con i software agli Elementi finiti si trova a doversi confrontare con i collegamenti tra gli elementi e qui sorge presto la domanda: “Metto un incastro o una cerniera?” Bisogna subito premettere che ormai quasi tutti i software permettono di inserire anche collegamenti semi-rigidi mediante valori che vanno da 0 (cerniera) a 1 (incastro) oppure in percentuale fino al 100% di incastro. Tutti i collegamenti offrono una “rigidezza alla rotazione” anche quelli che in via teorica e cautelativa vengono valutati come cerniere a meno che non siano collegamenti a perno. I giunti saldati vengono valutati come incastro. L’Eurocodice 3 distingue: a) Giunti bullonati con flangia d’estremità a filo dell’ala della trave b) Giunti bullonati con flangia d’estremità estesa oltre l’ala della trave c) Giunti bullonati con squadrette d’ala d) Giunti saldati. 6.4.2. Classificazione secondo la rigidezza 6.4.2.1 Collegamenti a cerniera (1) Un collegamento a cerniera deve essere progettato in modo tale che non possa sviluppare momenti apprezzabili che potrebbero avere un effetto negativo sui componenti della struttura. (2) I collegamenti a cerniera devono essere capaci di trasmettere le forze calcolate nel progetto e devono essere in grado di assorbire le relative rotazioni. 6.4.2.2. Collegamenti rigidi (1) Un collegamento rigido deve essere progettato in modo che la sua deformazione non abbia un’influenza apprezzabile sulla distribuzione delle forze e dei momenti interni della struttura, né sulla deformazione globale. (2) Le deformazioni dei collegamento rigidi devono essere tali da non ridurre la resistenza della struttura di oltre il 5%. (3) I collegamenti rigidi devono essere capaci di trasmettere le forze e i momenti calcolati nel progetto. 6.4.2.3. Collegamenti semirigidi (1) Un collegamento che non soddisfa i criteri per un collegamento rigido o per un collegamento a cerniera deve essere classificato quale collegamento semirigido. Per definire i criteri di classificazione dei collegamenti in base alla rigidezza, fissati i valori di momento di estremità considerati sufficientemente vicini a quello di incastro (M1= pL2 /12 ) e di cerniera (M=0). Per la classificazione, la rigidezza rotazionale Sj del giunto va messa in relazione con la rigidezza rotazionale EJb/Lb della trave. Per i telai controventati l’EC3 fissa: Con il pedice b si indica la trave beam e con p il carico distribuito. La rigidezza iniziale del collegamento Sj_ini si può calcolare mediante il Metodo per Componenti. Si evince come il il braccio interno gioca un ruolo chiave nella capacità rotazionale del giunto. E infatti passando dal collegamento dell'anima con coeff = 0 fino al collegamento delle ali con con coeff = 1 il giunto semi-rigido da cerniera diventa sempre più vicino ad un incastro. Per quanto riguarda le piastre di base queste posso essere considerate incastri se collegate alla fondazione con tirafondi e fazzoletti di irrgidimento adeguatamente progettati e quindi il coefficiente sarà uguale o prossimo a 1. Se invece la piastra riguarda una sopraelevazione allora anche se si useranno barre e resine epossidiche il collegamento avrà un coefficiente non maggiore di 0.3 e la struttura dovrà essere controventata. Ovviamente per i collegamenti a perno o a carrello il coefficiente è pari a 0. Nei giunti a perno o a sfera bisogna individuare quali sono le direzioni impedite e quali quelle permesse siano esse rotazioni o pattinamenti. Quindi nell'input del software bisogna dare coefficienti diversi nelle varie direzioni e rotazioni degli estremi dell'elemento. Conclusioni
In fase di modellazione bisogna attribuire il grado di incastro ai giunti tra gli elementi bullonati delle strutture in acciaio. In questo articolo si fa una disamina dei principali collegamenti e dei coefficienti da attribuire a essi nell'input di modellazione F.E.M.
1 Comment
ROBERTO RUGGERI
7/3/2019 06:46:28 am
come si può modellare un collegamento bullonato in una struttura metallica: come semi-incastro? come cerniera interna? oppure come semplice continuità degli elementi? GRAZIE
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AuthorVincenzo Giordano Archives
January 2023
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