Verifica normativa di bulloni e bulloni precaricati secondo le norme russe

Bulloni

I bulloni sono verificati secondo SP 16, Cl. 14.2. La forza di trazione e di taglio in ciascun bullone è determinata tramite analisi agli elementi finiti. Le forze di leva sono determinate tramite analisi agli elementi finiti e prese in considerazione. Ogni piano di taglio è verificato singolarmente. La piastra a rifollamento è verificata rispetto alla somma delle forze di taglio nei piani adiacenti.

Bullone a taglio

Un bullone soggetto a una forza di taglio di progetto è verificato secondo Cl. 14.2.9 e deve soddisfare:

\[ N_s \le N_{bs} = R_{bs} A_b \gamma_b \gamma_c \]

dove:

• N_s – forza di taglio in un piano del bullone
• N_bs – resistenza a taglio del bullone
• R_bs – resistenza a taglio di progetto del bullone – SP 16, Tabella 5
• A_b – area della sezione lorda del bullone
• γ_b – fattore di servizio del giunto bullonato – SP 16, Tabella 41 – γ_b = 1.0 per bullonatura singola e bullonatura multipla con classe di precisione A, γ_b = 0.9 per bullonatura multipla e classe di precisione B e bulloni ad alta resistenza (R_bun ≥ 800 MPa)
• γ_c – fattore di servizio – SP 16, Tabella 1, modificabile in Impostazioni normativa

Ogni piano di taglio è verificato singolarmente.

Bullone a trazione

Un bullone soggetto a una forza di trazione di progetto è verificato secondo SP 16, Cl. 14.2.9 e deve soddisfare:

\[ N_t ≤ N_{bt} = R_{bt} A_{bn} \gamma_c \]

dove:

• N_t – forza di trazione nel bullone
• N_bt – resistenza a trazione del bullone
• R_bt – resistenza a trazione di progetto – SP 16, Tabella 5
• A_bn – area della sezione netta del bullone
• γ_c – fattore di servizio – SP 16, Tabella 1, modificabile in Impostazioni normativa

Bullone soggetto a taglio e trazione combinati

Un bullone caricato contemporaneamente da forze di taglio e di trazione è verificato secondo SP 16, Cl. 14.2.13 e deve soddisfare:

\[ \sqrt{\left ( \frac{N_t}{N_{bt}} \right ) ^2 + \left ( \frac{N_s}{N_{bs}} \right ) ^2} \le 1.0 \]

dove:

• N_t – forza di trazione nel bullone
• N_bt – resistenza a trazione del bullone
• N_s – forza di taglio in un piano del bullone
• N_bs – resistenza a taglio del bullone

Bulloni a rifollamento

Una piastra soggetta a una forza di rifollamento dovuta a un bullone a taglio è verificata secondo SP 16, Cl. 14.2.9 e deve soddisfare:

\[ N_s ≤ N_{bp} = R_{bp} d_b t \gamma_b \gamma_c \]

dove:

• N_s – forza di taglio nel bullone agente su una lamiera
• N_bp – resistenza a rifollamento della lamiera
• R_bp – resistenza a rifollamento di progetto; R_bp = 1.6 · R_u per classe di precisione A e R_bp = 1.35 · R_u per classe di precisione B – SP 16, Tabella 5
• R_un – resistenza ultima dell'elemento collegato
• d_b – diametro del bullone
• t – spessore della piastra
• γ_b – fattore di servizio del giunto bullonato – SP 16, Tabella 41
• γ_c – fattore di servizio – SP 16, Tabella 1, modificabile in Impostazioni normativa

Ogni piastra è verificata singolarmente e viene mostrato il caso più sfavorevole. SP 16 non indica il fattore di servizio del collegamento bullonato, γ_b, per i casi al di fuori dei limiti di dettaglio. Pertanto, la verifica a rifollamento non viene eseguita per tali casi.

Collegamenti di tipo attritivo

Per i collegamenti di tipo attritivo, è necessario limitare e verificare lo scorrimento secondo SP 16, Cl. 14.3. Questi bulloni devono essere verificati anche come collegamento a rifollamento per lo stato limite ultimo dopo che si verifica lo scorrimento. Un bullone soggetto a forza di taglio deve soddisfare:

\[ N_s \le N_{bf} = Q_{bh} \gamma_b \gamma_c \]

dove:

• N_s – forza di taglio agente su un bullone precaricato e un piano di attrito
• N_bf – resistenza allo scorrimento per attrito di un bullone precaricato e un piano di attrito
• Q_bh = R_bh A_bn μ / γ_h – resistenza allo scorrimento di progetto di un bullone precaricato e un piano di attrito
• R_bh = 0.7 · R_bun – precarico di progetto nel bullone precaricato – SP 16, Cl. 6.7
• R_bun – resistenza ultima a trazione del bullone
• A_bn – area resistente a trazione
• μ – coefficiente di attrito per bulloni precaricati – SP 16, Tabella 42, modificabile in Impostazioni normativa
• γ_h – coefficiente in caso di serraggio del bullone – SP 16, Tabella 42
  • Fori regolari: carico statico, Δ ≤ 4 mm; carico dinamico, Δ ≤ 1 mm:
    • γ_h = 1.12 per μ ≥ 0.42
    • γ_h = 1.17 per 0.35 ≤ μ < 0.42
    • γ_h = 1.30 per μ < 0.35
  • Fori sovradimensionati: carico statico, Δ > 4 mm; carico dinamico, Δ > 1 mm:
    • γ_h = 1.70 per μ < 0.35
    • γ_h = 1.35 per μ ≥ 0.35
• Δ – differenza tra il diametro del foro del bullone e il diametro del bullone
• γ_b – fattore di servizio del giunto attritivo – SP 16, Cl. 14.3.4
• γ_c – fattore di servizio – SP 16, Tabella 1, modificabile in Impostazioni normativa

Il carico statico o dinamico può essere impostato in Impostazioni normativa.

Il numero di interfacce efficaci, κ, è sempre uguale a 1, poiché ogni interfaccia è verificata separatamente.

Secondo SP 16, Cl. 14.3.6, per i bulloni nei collegamenti attritivi soggetti a taglio e trazione combinati, il fattore di servizio del giunto attritivo, γ_b, è moltiplicato per:

\[ \gamma_b = \gamma_b \cdot \left ( 1 - \frac{N_t}{P_b} \right ) \]

dove:

• N_t – forza di trazione nel bullone
• P_b = R_bh A_bn – precarico nel bullone
• R_bh = 0.7 · R_bun – precarico di progetto nel bullone precaricato – SP 16, Cl. 6.7
• A_bn – area resistente a trazione

I collegamenti attritivi devono essere verificati anche per lo stato limite ultimo. Il tipo di bullone deve essere modificato in rifollamento – interazione trazione/taglio, i carichi aumentati opportunamente e il giunto deve essere verificato nuovamente.