NTC. Le NTC ripropongono esattamente i medesimi criteri dell’EC3 (metodo direzionale e

metodo semplificato) ma riportano anche un ap-proccio semplificato bastato su valori di tensioni sollecitanti ribaltate rispetto alla sezione di gola nell’effettiva posizione. Queste tensioni ribaltate sono definite n e t a seconda che siano normali o contenute nel piano e il punto rappresentativo dello stato tensione deve essere contenuto entro una frontiera di crisi (descritta da una sfera alla quale sono state asportate le calotte). La verifica risulta soddisfatta se

(6.6.21a) (6.6.21b)

I coefficienti β₁ e β₂ unitamente ai valori di β per la verifica con il metodo direzionale sono

riportati nella tabella 62.

2.7.3.3 Il DM 14/2/92. Le prescrizioni normative dl DM sono integrate dalle raccomandazioni delle CNR 10011.

Per giunti testa a testa, a croce od a T a completa penetrazione, si distinguono le due seguen-ti classi di appartenenza dei giunseguen-ti.

– Prima classe, alla quale appartengono i giunti effettuati con elettrodi di qualità 3 o 4 secondo UNI 5132, o con gli altri procedimenti qualificati di saldatura indicati nel Decreto stesso, e re-alizzati con accurata eliminazione di ogni difetto al vertice prima di effettuare la ripresa o la seconda saldatura. I giunti testa a testa di prima classe devono inoltre soddisfare ovunque l’esa-me radiografico con i risultati richiesti per il raggruppal’esa-mento B della UNI 7278. L’aspetto del-la saldatura deve essere ragionevolmente regodel-lare e non presentare bruschi disavviamenti col metallo base specie nei casi di sollecitazione a fatica.

– Seconda classe, alla quale appartengono i giunti effettuati con elettrodi di qualità 2, 3 o 4 se-condo UNI 5132 o con altri procedimenti qualificati di saldatura indicati nel Decreto, e realiz-zati egualmente con eliminazione dei difetti al vertice prima di effettuare la ripresa o la secon-da salsecon-datura. I giunti testa a testa devono inoltre soddisfare l’esame radiografico con i risultati richiesti per il raggruppamento F della UNI 7278. L’aspetto della saldatura deve essere ragio-nevolmente regolare e non presentare bruschi disavviamenti col materiale base.

Tabella 62. Valori dei coefficienti β.

Acciaio β β1 β2 S 235 0,80 0,85 1,00 S 275 0,85 0,70 0,85 S 355 0,90 0,70 0,85 S 420 1,00 0,62 0,75 S 460 1,00 0,62 0,75

Fig. 114. Definizione dell’altezza di gola.

n_⊥2+t_⊥2+t2_//≤β1⋅fyk

Nel caso di giunti a croce sollecitati normalmente alla lamiera compresa fra le due saldature, deve essere previamente accertato, mediante ultrasuoni, che detta lamiera nella zona interessata dal giunto sia esente da sfogliature o segregazioni accentuate. I giunti con cordoni d’angolo, ef-fettuati con elettrodi aventi caratteristiche di qualità 2, 3 o 4 secondo UNI 5132, o con altri pro-cedimenti indicati nel DM, devono essere considerati come appartenenti ad una unica classe ca-ratterizzata da una ragionevole assenza di difetti interni e da assenza di incrinature interne o di cricche da strappo sui lembi dei cordoni. Il loro controllo è di regola effettuato mediante sistemi magnetici; la sua estensione deve essere stabilita dal direttore dei lavori, sentito eventualmente il progettista e in base ai fattori esecutivi già precisati per gli altri giunti.

Unioni testa a testa o a T a completa penetrazione. La verifica statica consiste nell’accertare, a seconda del metodo di calcolo utilizzato (tensioni ammissibili o stati limite) che:

(6.7.22) dove la simbologia utilizzata per identificare le sollecitazioni (fig. 94) è conforme a quanto

intro-dotto al paragrafo 6.7.2 e α è un coefficiente dipendente dalla classe delle saldature (si assume

α = 1 per giunti di I classe e α = 0,85 per giunti di II classe).

Unioni saldate con cordoni d’angolo. La verifica consiste nel controllare che siano verificate contemporaneamente le seguenti limitazioni, distinte a seconda del tipo di acciaio in esame: – Acciaio S 235: (6.7.23a) e (6.7.23b) – Acciaio S 275 e acciaio S 355: (6.7.24a) e (6.7.24b)

2.7.4 Unioni di tipo misto. In uno stesso giunto si deve evitare l’impiego di metodi di unioni di forza ibride, ossia che affidino le sollecitazioni da trasmettere a saldature e bullonature (oppure a saldature e chiodature). L’impiego contemporaneo di più tecniche di unione è però ammesso, purché uno solo di essi sia in grado di sopportare l’intero sforzo.

σid = σ_⊥2+σ_//2–σ_⊥⋅σ_//+3⋅τ2_⊥≤α σ⋅ _adm τ⊥² σ⊥² τ_//2 + + ≤0,85⋅σ_adm τ_⊥ +σ_⊥ ≤σ_adm τ_⊥2 σ_⊥2 τ// 2 + + ≤0,70⋅σadm τ⊥ ⁺ σ⊥ ≤^{0,85 ·} σ_adm

2.8 I COLLEGAMENTI

Le giunzioni tra membrature possono essere effettuate mediante una gamma di soluzioni estre-mamente variegata che prevede l’utilizzo di unioni bullonate, unioni saldate oppure di entrambe.

La concezione delle tipologie di giunzione da utilizzare in una costruzione in acciaio costitu-isce una fase estremamente importante e delicata della progettazione. L’onere economico associato alle giunzioni, includendo, oltre ai costi delle lavorazione in officina, la manodopera richiesta per l’assemblaggio delle componenti, può incidere anche in modo non indifferente sul costo globale della struttura. Di seguito sono presentate alcune tra le soluzioni maggiormente utilizzate, in am-bito nazionale ed internazionale, per la realizzazione dei differenti tipi di giunzione.

Con riferimento alle vigenti normative, deve essere precisato che quella nazionale fornisce so-lo indicazioni relative prevalentemente ai criteri generali di verifica di unioni saldate e bulso-lonate mentre l’EC3, di seguito richiamato solo in pochi punti essenziali, entra maggiormente nel detta-glio delle verifiche delle giunzioni.

Si ricorda che, come per tutti gli elementi strutturali precedentemente introdotti, anche in que-sto caso deve esserci una buona rispondenza tra le ipotesi di comportamento adottate in fase di progettazione e l’effettiva risposta delle giunzioni in opera.

2.8.1 Articolazioni e giunti. Una classificazione delle giunzioni può essere effettuata in funzio-ne degli effetti prodotti da spostamenti relativi tra i pezzi da collegare. In dettaglio, si individuano:

– le articolazioni, che consentono, nelle usuali condizioni di esercizio, spostamenti relativi tra i

pezzi collegati senza però provocare plasticizzazioni localizzate negli elementi costituenti il col-legamento. Queste, che realizzano un cinematismo attivo e funzionante nelle normali condizioni di esercizio, possono essere distinte in articolazioni a perno, articolazioni per contatto o artico-lazioni in materiale sintetico. Le articoartico-lazioni, diffuse e comuni nel mondo delle costruzioni in acciaio fino ai primi decenni del secolo scorso, sono ancora frequentemente utilizzate soltanto per applicazioni particolari quali principalmente appoggi per ponti e viadotti o strutture speciali destinate a sorreggere macchinari o strutture in movimento. Le articolazioni, dimensionate usualmente sulla base della teoria dell’elasticità, devono rispettare il più fedelmente possibile le condizioni di vincolo poste alla base della verifica;

– i giunti, che non consentono invece spostamenti relativi a meno che non si generino plasticiz-zazione locali nei dettagli che realizzano le unioni. In questi particolari costruttivi si hanno concentrazioni di sforzi e pertanto la modellazione basata sui casi classici di De Saint Venant non può essere utilizzata. Si usano, invece, in fase di progetto, criteri basati sul calcolo plasti-co, individuando soluzioni equilibrate e conformi che, in assenza di rotture fragili localizzate e di fenomeni di instabilità, risultano comunque a favore di sicurezza.

Di seguito l’attenzione verrà rivolta prevalentemente ai giunti. In funzione della loro resisten-za, posta in relazione a quella degli elementi collegati, questi, come già anticipato al §6.3.1.3, possono essere distinti in:

– giunti a parziale ripristino di sollecitazione, quando costituiscono punti di minor resistenza strutturale, ossia trasferiscono soltanto un’aliquota delle componenti di sollecitazione che posso-no essere sopportate dalla membratura più debole;

– giunti a completoripristino di sollecitazione, se consentono il trasferimento dei massimi valori di sollecitazione che possono essere assorbiti dal profilato più debole, ossia la crisi avviene sempre nell’elemento meno resistente e non nel giunto.

I giunti non costituiscono articolazioni, nella più generale accezione del termine, ma risulta di fondamentale importanza valutare, per una verifica del corretto funzionamento della struttura, anche la loro duttilità, ossia la capacità deformativa in campo plastico. Considerando, a titolo di esempio, un giunto teso a completo ripristino di azione assiale ma con limitata duttilità, può accadere che il suo collasso fragile sia comunque pericoloso per l’intera struttura. È infatti impedita la ridistri-buzione degli sforzi conseguente all’adozione dei criteri del calcolo plastico e, in aggiunta, un simile comportamento fragile non rende possibile alcuna dissipazione energetica durante un eventuale sisma. 2.8.2 Giunti intermedi. La struttura in acciaio nasce dall’assemblaggio di elementi monodi-mensionali, lavorati in officina ed assemblati in sito. In aggiunta alle problematiche associate ai giunti di estremità, necessari per la costruzione dell’ossatura portante spaziale, molte volte si ha l’esigenza di realizzare giunti intermedi tra elementi la cui lunghezza non può eccedere i limiti di trasportabilità associati alla movimentazione delle merci su gomma. Generalmente è infatti possi-bile trasportare, in condizioni normali, elementi di lunghezza non superiore ai 12-13 m, e pertan-to, nel caso di profilati singoli (tipicamente i profilati a I ed a H, correntemente utilizzati per re-alizzare travi e colonne), lunghezze maggiori possono essere movimentate soltanto ricorrendo a trasporti eccezionali. Anche in altre situazioni può però essere conveniente prevedere giunti inter-medi in opera, ad esempio, per le aste composte e per le travi reticolari, realizzate a tronchi in

stabilimento e assemblate in opera mediante i giunti di corrente (C-2.4.4).

Di seguito verranno considerate le seguenti tipologie di giunti intermedi: – giunti trave-trave;

– giunti colonna-colonna.

Nell’ottica di un’economia dei costi e di una migliore qualità del prodotto, per queste tipolo-gie di giunto come per altre, le operazioni di foratura di piastre o le lavorazioni alle estremità delle travi come pure, la realizzazione di unioni saldate, dovrebbero essere effettuate, per quanto possibile, in stabilimento.

2.8.2.1 Giunti trave-trave. I giunti intermedi tra travi possono costituire, come anche per tutte le altre tipologie di giunto, soluzioni a parziale o completo ripristino delle sollecitazioni. Nel pri-mo caso conviene posizionare il giunto in zone opportune (ad esempio, se il giunto non garanti-sce un significativo grado di continuità flessionale, in prossimità delle zone a momento nullo). Di seguito, sono invece privilegiate le tipiche soluzioni a completo ripristino tra travi aventi le me-desime dimensioni trasversali, in quanto maggiormente significative per una trattazione generale del problema. In dettaglio con riferimento alla figura 116, è possibile individuare:

a) giunto con piastre in acciaio (flange) saldate all’estremità di ogni trave e bullonate in opera;

b) giunto con piastre coprigiunto d’ala e d’anima bullonate in opera;

c) giunto con piastre coprigiunto saldate (interamente in opera oppure all’estremità di una

tra-ve in stabilimento e a quella dell’altra in opera);

d) giunto con saldature testa a testa nelle ali e nell’anima delle estremità delle travi collegate.

Usualmente, per questa soluzione, è conveniente che le estremità delle travi siano opportunamente lavorate in officina.

L’assenza o le ridotte dimensioni di alcune delle componenti strutturali (tipicamente, le piastre coprigiunto d’ala o d’anima) rendono la giunzione a parziale ripristino di sollecitazione. 2.8.2.2 Giunti colonna-colonna. I giunti intermedi tra le colonne sono prevalentemente compressi o presso-inflessi e di conseguenza anche la problematica dell’instabilità deve essere tenuta debita-mente in conto in fase progettuale. In tale ambito non appare pertanto significativa la distinzione tra giunti a parziale ed a completo ripristino di sollecitazione in quanto il giunto deve comunque essere dimensionato per resistere alla forza che provoca l’instabilizzazione della membratura.

Alcune tipiche soluzioni sono illustrate in figura 117 valide nel caso in cui le dimensioni del-le sezioni trasversali varino tra loro in modo non sensibidel-le. In dettaglio, tra i tipi più ricorrenti di giunti intermedi, si individuano:

a) giunto con piastre coprigiunto d’ala doppie (ossia due piastre per ogni ala) e piastre

b) giunto con doppie piastre coprigiunto d’ala bullonate in opera;

c) giunto con piastre coprigiunto d’ala singole e piastre coprigiunto d’anima bullonate in opera;

d) giunto per contatto con piastre coprigiunto d’ala interne al profilo e saldate;

e) giunto per contatto con piastre coprigiunto d’ala interne al profilo e bullonate;

f) giunto per contatto con flangia saldata in stabilimento all’estremità della colonna inferiore

ed in opera alla colonna superiore;

g) giunto per solo contatto tra flange saldate in stabilimento all’estremità di ogni colonna;

Le saldature presenti in queste tipologie di giunzione, se a completa penetrazione, rendono

superfluo il calcolo del collegamento. Si osservi che nelle soluzioni a), b) e c) le estremità delle

colonne non sono a contatto tra loro e pertanto le azioni vengono trasmesse mediante i dettagli che realizzano le unioni (piastre coprigiunto, bulloni).

Nei giunti per contatto è invece necessario che le estremità della trave siano state adeguata-mente spianate in officina, in modo da creare una zona di contatto pari alla sezione del profilo

minore. Le piastre coprigiunto presenti nelle soluzioni d) ed e), usualmente saldate o bullonate in

stabilimento all’estremità della colonna inferiore, hanno la sola funzione di facilitare l’assemblag-gio in opera del giunto mantenendo in posizione la colonna superiore durante la fase di saldatura o di bullonatura in opera.

Nel caso in cui le sezioni trasversali delle colonne abbiano dimensioni trasversali diverse, è invece sempre necessario disporre una piastra intermedia tra gli elementi longitudinali. In figura 118 vengono proposte, a titolo di esempio, le seguenti tipiche soluzioni:

a) giunto con piatto saldato in stabilimento alla colonna inferiore ed irrigidito da costole

ver-ticali, saldate allo scopo di evitare concentrazioni sforzi. Con questa soluzione, che permette l’al-lineamento tra le ali esterne dei due profilati, un’azione assiale centrata sulla colonna superiore viene però trasferita con eccentricità non trascurabile alla colonna inferiore, che risulta quindi presso-inflessa;

b) giunto con piatto saldato in stabilimento all’estremità della colonna inferiore, irrigidito da co-stole verticali (in corrispondenza delle ali della colonna superiore) sostenute da coco-stole orizzontali saldate (il giunto è, di fatto, costituito da un elemento orizzontale tozzo a doppio T irrigidito nelle sezioni di estremità ed in sezioni intermedie), al quale viene saldata in opera la colonna superiore;

c) giunto rastremato saldato prima in officina ad un’estremità della colonna e poi in opera

costitu-ito da due piastre orizzontali e da due piatti diagonali, di raccordo tra le ali delle membrature. È quindi creata una sorta di continuità tra due colonne di dimensioni diverse inducendo, nel caso di compressione centrata, un’azione assiale di compressione nella flangia superiore ed un’azione di trazione nelle costole orizzontali inferiori.

2.8.3 Giunti d’estremità. Esistono differenti tipologie di giunti di estremità, classificabili in base agli elementi che vengono collegati. Di seguito ci si riferirà ai seguenti tipi:

– giunto d’estremità tra travi, ossia tra elementi orizzontali inflessi ed ortogonali tra loro; – giunto tra trave e colonna;