Esecuzione dei fori nelle giunzioni in carpenteria metallica

Data: 03/08/2020 / Inserito da: / Categorie: Informazione Tecnica / Commenti: 0


Ricostruiamo alcune osservazioni dell’ingegnere Carlo Sigmund sull’incidenza delle tolleranze nei fori nella resistenza a rifollamento: requisiti e indicazioni secondo Eurocodici strutturali (CEN/TC 250).
 
La norma EN 1090-1:2009+A1, Part 1: Requirements for conformity assessment of structural components è una norma armonizzata secondo la Direttiva Prodotti da Costruzione (89/106/CE) e definisce le regole per la valutazione della conformità di strutture di acciaio e di alluminio. Essa specifica i requisiti per la valutazione di conformità delle caratteristiche di componenti strutturali in acciaio e in alluminio, di prodotti in kit immessi sul mercato come prodotti da costruzione e stabilisce le regole per la valutazione delle caratteristiche di componenti in acciaio utilizzati in strutture composte da acciaio e calcestruzzo. 
 
Le modalità con cui si dimostra e si valuta che il costruttore abbia la capacità di realizzare prodotti da costruzione in accordo alla norma EN 1090-1 sono garantite dall’esecuzione da un insieme completo di prove e procedure che determinano le prestazioni del prodotto da costruzione in questione. La norma UNI EN 1090-1 si applica principalmente alle strutture ed ai componenti strutturali progettati secondo l’Eurocodice 3, oppure ai componenti in acciaio delle strutture miste progettate secondo l’Eurocodice 4.
 
In particolare, le tolleranze sulla disposizione dei fori (e quindi la conseguente variazione effettiva della resistenza a rifollamento) sono riportate molto chiaramente nel prospetto 11 al cap. 6 della EN 1990-2. Il capitolo definisce le lavorazioni di officina necessarie affinché poi la struttura possa essere montata. La foratura può avvenire mediante trapano, punzone, taglio termico. La punzonatura è consentita solo se il diametro del foro è maggiore dello spessore della lamiera da forare. Per i componenti in EXC1 e EXC2 dopo la punzonatura può essere omessa l’alesatura. 
 
Per i componenti in EXC3 e EXC4 l’alesatura può essere omessa solo se la lamiera ha spessore inferiore a 3 mm. I fori realizzati devono essere controllati punto di vista geometrico (nei limiti del possibile, perché alcune misurazioni non sono agevoli da realizzare). [1]
 
Per quanto riguarda le tolleranze dei fori e delle asole, queste dipendono dal diametro nominale dei bulloni che si andranno ad impiegare. Il prospetto 11 del capitolo 6 definisce in modo chiaro queste tolleranze. A tal proposito, si propone di seguito un piccolo esempio numerico per “saggiare” l’entità della variazione di resistenza a rifollamento nel caso si ammetta una tolleranza D = ± 5 mm nella disposizione dei fori nelle lamiere. Si mostrerà, in particolare, il caso di un singolo bullone con tolleranza zero (D = 0 mm) e un bullone con tolleranza D = − 5 mm.  
 

Bullone M14 di estremità:

  1. Caso di tolleranza nulla: D = 0: d = 14 mm; d0 = 15 mm; e1 = 1.2d0 = 18 mm; e2 = 1.2d0 = 18 mm; Alfa_d = e1/(3d0) = 0.4; k1 = 2.8e2/d0 − 1.7 = 1.66. Resistenza a rifollamento proporzionale ad Alfa_d · k1 = 0.4 · 1.66 = 0.664
  2. Caso di tolleranza non nulla, ma con D = − 5 mm: d = 14 mm; d0 = 15 mm; e1 = 1.2d0 − D = 13 mm; e2 = 1.2d0 − D = 13 mm; Alfa_d = e1/(3d0) = 0.289; k1 = 2.8e2/d0 − 1.7 = 0.727. Resistenza a rifollamento proporzionale ad Alfa_d · k1 = 0.727 · 0.289 = 0.210.  

Ammettendo quindi una tolleranza come da norma di (D = +/− 5 mm nell’esecuzione dei fori), la resistenza a rifollamento potrebbe anche variare nel rapporto (almeno per questo caso particolare posto alla vostra attenzione) di 0.210/0.664 = 0.32 (potendo quindi diminuire di circa il 30%). 
 
Osservazione conclusiva 
 
In generale, anche dall’esame di qualche altro esempio numerico proposto, essendo probabile qualche scarto non nullo durante la preparazione dei fori (pur rispettando la tolleranza D = ± 5 mm), sembrerebbe opportuno che in fase di progetto – almeno per strutture particolarmente importanti – la disposizione geometrica dei fori adottata consenta una verifica a rifollamento condotta con un margine di sicurezza attorno al 20÷30% in più rispetto alla sollecitazione di progetto. C’è da osservare, però, che la EN 1993-1-8 non fa alcun cenno su questo aspetto. Pertanto, non è da escludere (ragionevolmente) che questo “scarto” in più possa ritenersi rientrante all’interno dei coefficienti parziali di sicurezza stabiliti negli Eurocodici Strutturali stessi.  
 
In conclusione, una interessante recensione a cura di Pgn tutorial per un approccio immediato e comprensibile ai temi del libro dell’ingegnere Sigmund “Progettazione a calcolo di elementi e connessioni in acciaio”.

 
 
 

[1]  Riferimento: EdilTecnico, quotidiano online per professionisti, articolo: Il capitolo 6 della EN 1090-2: Preparazione e Assemblaggio di Marco Torricelli, Ingegnere Civile specializzato nel controllo tecnico delle costruzioni.

 

 

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