Come… scegliere il tipo di bullonatura

 

 

 Le bullonature in CSE possono essere di molti tipi diversi ed è dunque molto importante comprendere esattamente il significato di tutte le scelte che si devono fare.

 Di seguito ciascuna funzionalità verrà discussa, si rimanda al dialogo che compare quando si aggiunge o modifica una bullonatura per i dettagli operativi.

 

Uso dei flag SO, NS, FR

 

A partire dalla versione 8.0 ad ogni singolo bullone di una bullonatura si può associare un flag che può essere FR, SO, NS, ed un fattore di efficienza compreso tra 0 ed 1.

L'esatta modellazione meccanica corrispondente a questi flag è dettagliatamente spiegata nel testo Steel Connection Analysis, di Paolo Rugarli.

I flag hanno il seguente significato:

FR:        il bullone resiste sia a trazione che a taglio.

SO:        il bullone resiste praticamente solo a taglio. Può resistere a trazione a prezzo di deformazioni elevatissime.

NS:        il bullone resiste praticamente solo a trazione (e compressione quando necessario). Può resistere a taglio a prezzo di deformazioni elevatissime.

Fattore di efficienza: la rigidezza che il bullone avrebbe a trazione è scalata con un fattore compreso tra 0 ed 1.

 

Assegnando i flag opportunamente ai bulloni che compongono una bullonatura, è possibile guidare il modo in cui il programma calcolerà distribuzioni di forze equilibrate con i carichi esterni applicati. Ad esempio solo alcuni bulloni possono essere usati per la flessione che sollecita la bullonatura nel suo complesso, mentre altri per il taglio (e la torsione).

Le scelte fatte sui flag dei bulloni e sul loro fattore di efficienza modificano anche il comportamento meccanico dei bulloni nei modelli agli elementi finiti degli aggregati nei quali i bulloni siano esplicitamente modellati.

 

Bullonature solo a taglio

 

 

Si tratta si bullonature in cui tutti i bulloni hanno il flag SO.

Questa scelta influenza la rigidezza della bullonatura che a sua volta influenza il modello di calcolo. Se una bullonatura deve per forza prendere trazioni o compressioni – perché nessun altro componente può farlo in vece sua con opportuna rigidezza - mettere questo flag comporta una risposta con altissime deformazioni, ovvero spostamenti inaccettabili. Deve essere cura dell’analista verificare la congruità dell’ipotesi di bulloni solo a taglio per il collegamento allo studio, mediante l’analisi degli spostamenti. E’ possibile che per un dato insieme di collegamenti l’ipotesi di bulloni solo a taglio per una certa bullonatura, semplicemente non sia accettabile. Ciò a causa di come e dove sono disposti i collegamenti.

 

 

Bulloni anche compressi

 

 

Se è stata calcolata una compressione, e questo flag è attivo, della compressione si terrà conto per verificare a resistenza il singolo bullone. In caso contrario la compressione, pur calcolata, sarà scartata dalle azioni interne di verifica del bullone. Nel caso di bullonature con contrasto, questo flag decide se i bulloni collaborano con il contrasto a sostenere la compressione, oppure no. In quel caso, quindi, questa scelta anche comporta una differenza nel calcolo delle azioni interne nei bulloni (tesi e compressi).

 

 

Unione ad attrito

 

 

Se si vuole che i collegamenti non scorrano occorre impostare questa opzione e fornire tutti i dati che identificano la unione ad attrito. In questo caso sarà necessario dare un opportuno pretiro ed i bulloni saranno calcolati solo a trazione. Inoltre sarà verificato che il taglio applicato non faccia scorrere l’unione.

 

 

Ancoraggio

 

 

Gli ancoraggi devono essenzialmente essere usati per le bullonature che fissano qualcosa al blocco vincolo, presumibilmente in calcestruzzo armato. Non è naturalmente necessario che la bullonatura abbia alcuna particolare giacitura nello spazio, né a stretto rigore è necessario che vi sia un blocco vincolo per utilizzare questa funzionalità, che può quindi anche essere utilizzata per verificare che le trazioni non superino certi valori.

 

Perni

 

 E' possibile fare in modo che una bullonatura degeneri in un perno, con specifiche conseguenze nel calcolo di verifica e una differente resa grafica.

 

Bullonature con contrasto

 

 

Devono essere usate tutte le volte che si vuole fare un calcolo rigoroso della risposta in termini di trazione dei bulloni. Tipico campo di applicazione sono i tirafondi delle piastre di base (o piastre applicate a pareti in calcestruzzo), e il calcolo dei giunti flangiati. Se la bullonatura reagisce a trazione/compressione è ragionevole che vi sia un contrasto, anche se non sempre questo contrasto è atto a fungere allo scopo. Se il contrasto è molto cedevole (ad esempio una piastra sottile priva di costolature) allora può essere conveniente trascurarlo e calcolare la bullonatura senza contrasto. E’ certamente contraddittorio richiedere una bullonatura con contrasto e poi bulloni “solo a taglio”: il programma non lo consente. Per quanto riguarda il contrasto, questo può assumere varie leggi costitutive e vari valori limite di compressione, in funzione delle scelte dell’utente. Nella scelta del contrasto si deve fare in modo che questo non sia esterno ad alcun componente di quelli uniti dalla bullonatura, a pena una situazione irrealistica ed il mancato autoequilibrio nei modelli fem dei componenti.

 

Esempi

 

 Nella tabella seguente sono riportati alcuni esempi per chiarire meglio la definizione delle opzioni di funzionamento dei layout di bulloni.

 

 

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