disp giunzione trave trave 04 rev02
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Unione bullonata trave – trave
dimensionamento
Nella realizzazione di strutture a telaio o a portale, spesso l’unione montante-traverso è di tipo
saldato con una porzione di trave, perciò sono poi necessarie due giunzioni trave-trave in
prossimità dei due montanti.
Questo tipo d’unione, che deve garantire un vincolo di continuità (incastro) può essere
dimensionata:
1) a “completo ripristino” della capacità portante della trave integra e quindi
sostanzialmente con il “ripristino” delle caratteristiche geometriche della sezione della
trave, oppure
2) in modo tale da assicurare la capacità portante richiesta dai carichi effettivamente
agenti.
Considerando che, nel caso di telai e portali, queste giunzioni si trovano in sezioni di trave non
sottoposte alle massime sollecitazioni,
sarebbe anche possibile considerare il secondo metodo di dimensionamento, impiegando
preferibilmente bullonature ad attrito.
In realtà, per non falsificare i modelli di calcolo generalmente adottati per telai e portali, è più
opportuno seguire il primo metodo di dimensionamento.
Dati necessari per il dimensionamento-verifica:
- la tipologia di trave
- il tipo di acciaio
- la classe dei bulloni
- le sollecitazioni M e T di calcolo,
si procede come segue:
1. si ripartiscono le sollecitazioni M, T fra anima e piattabanda;
2. si dimensiona il collegamento dell’anima:
2.1 calcolo delle forze indotte nei bulloni e loro dimensionamento:
2.1.1 calcolo delle forze indotte da T
2.1.2 calcolo delle forze indotte da M
2.1.3 dimensionamento - verifica del bullone più sollecitato
2.2 (verifica a rifollamento dell’anima)
2.3 dimensionamento delle piastre di coprigiunto dell’anima
2.4 (verifica a rifollamento delle piastre di coprigiunto)
2
3. si dimensiona il collegamento delle piattabande
3.1 dimensionamento dei bulloni
3.2 (verifica a rifollamento delle piattabande)
3.3 dimensionamento delle piastre coprigiunto delle piattabande
3.4 (verifica a rifollamento delle piastre coprigiunto)
1)
Le sollecitazioni di calcolo sono:
admxWM
3
admanimaadmanima AAT
Il taglio compete tutto all’anima, il momento deve invece essere ripartito.
Per l’equilibrio:
ap MMM
per la congruenza (delle curvature):
pa rrr
111
p
p
a
a
EJ
M
EJ
M
EJ
M pp J
EJ
MM
posto
23
22122
thbt
btJ p
abbiamo Mp, per cui
abbiamo anche pa MMM
2)
Se è contenuto il numero ipotizzato delle file di bulloni sull’altezza del coprigiunto d’anima,
possiamo scrivere:
abb
n
TV
,1
dove “nb,a” è il numero dei bulloni spettanti all’anima di una delle due travi.
La ripartizione del momento avviene in relazione alla posizione di ciascun bullone, per cui il
bullone più sollecitato è quello più lontano dal centro della bullonatura di ciascuna anima.
3
Per il generico bullone abbiamo la sollecitazione:
in
ii
ai r
r
MS
ab
,
2
22iii yxr
Nell’esempio seguente si ha un’organizzazione a tabella per il calcolo di Si.
Sempre facendo riferimento all’esempio si calcolano le componenti orizzontali e verticali della
sollecitazione Si del bullone più sollecitato:
siniiH SS
cosiiV SS
Sul bullone la sollecitazione di taglio risultante è
212
iVbiHi SVSR
Dopo aver verificato i bulloni e quindi definito il loro diametro, possiamo definire lo spessore
delle due piastre di coprigiunto:
Infatti si dimensiona lo spessore delle piastre in modo che il loro momento d’inerzia
complessivo, al netto dei fori dei bulloni, sia maggiore o uguale al momento d’inerzia
dell’anima della trave, sempre al netto dei fori dei bulloni:
trovato pa JJJ
dobbiamo avere
nettoanimaicoprigiuntnettoanima JJ ,,
Per il dimensionamento delle piastre di coprigiunto, facendo riferimento alla figura seguente,
si definiscono gli interassi in orizzontale “p” e le distanze dai bordi “a” e “a1” secondo
normativa (rispettando i valori minimi),
mentre gli interassi in altezza “p1” si definiscono in modo da rispettare i valori massimi di
normativa e sfruttare al meglio l’altezza dell’anima senza andare ad interferire con i bulloni
delle piattabande.
4
3)
Per dimensionare il collegamento delle piattabande occorre definirne la sollecitazione assiale
risultante:
z
MF
p
Se il numero dei bulloni incolonnato su una stessa fila non è eccessivo, possiamo scrivere:
pbb
n
FF
,1
dove “nb,p” è il numero dei bulloni spettanti a una piattabanda di una delle due travi.
Dopo aver verificato i bulloni e quindi definito il loro diametro, possiamo definire lo spessore
delle piastre di coprigiunto di ciascuna piattabanda:
posto “d” il diametro dei bulloni e “b” la “larghezza complessiva” del coprigiunto,
nell’esempio della figura seguente abbiamo:
cmb 367722
allora
admfnetta dnbs
F
A
F
2
dove “nf” è il numero delle file di bulloni.
Tale numero è in genere pari a 2, come nell’esempio seguente; solo in travi di dimensioni
notevoli è possibile utilizzare 4 o 6 file di bulloni.
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Per il dimensionamento della lunghezza delle piastre coprigiunto occorre definire gli interassi
“p” e le distanze dai bordi “a” e “a1” rispettando i valori minimi di normativa.