Eurocodici Strutturali

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1 Eurocodici Strutturali 5 Capitolo Strutture in acciaio Rappresentazione saldature Unificazione viti/bulloni Indicazioni pratiche collegamenti bullonati Rappresentazione bullonature Caratteristiche dimensionali (EN ISO 4016) 5.1 Rappresentazione schematica saldature e bullonature Rappresentazione delle saldature La norma che stabilisce le regole da applicare per la rappresentazione schematica sui disegni dei giunti saldati è la EN (ISO 2553). La normativa stessa accetta che i giunti possano essere rappresentati applicando le raccomandazioni generali dei disegni tecnici, però, a sua volta, consiglia l adozione della rappresentazione schematica, la quale contiene al suo interno tutte le indicazioni necessarie per comprendere il tipo di saldature da eseguire. La rappresentazione schematica deve fornire chiaramente tutte le indicazioni necessarie per identificare il giunto che si deve eseguire, senza sovraccaricare il disegno con note o viste aggiuntive. La rappresentazione schematica comprende un segno grafico elementare, che può essere completato da: 1. un segno grafico supplementare 2. un metodo di quotatura 3. alcune altre indicazioni (in particolare per disegni costruttivi). Il tipo di rappresentazione schematica di una saldatura è costituita essenzialmente da 4 entità: 1. linea di freccia

2 110 Capitolo 5 Eurocodici strutturali Strutture in acciaio 3 - segno grafico della saldatura 2b - linea di riferimento (continua) 1- linea di freccia 2b - linea di identificazione (tratteggiata) GIUNTO Lato opposto alla linea di freccia o altro lato Giunto a T con saldatura d angolo Lato freccia Lato freccia 1 1 Lato opposto alla linea di freccia o altro lato a) saldatura del lato freccia b) saldatura del lato opposto alla linea di freccia Giunto a T con due saldature d angolo Altro lato del giunto A Lato freccia del giunto A Altro lato del giunto A Lato freccia del giunto B Giunto A 1 Giunto A 1 Giunto B 1 1 Lato freccia del giunto B Altro lato del giunto B (a) Lato freccia del giunto A (a) Giunto B Altro lato del giunto B Figura 5 1. Indicazioni sulla linea di freccia della saldatura.

3 Rappresentazione schematica saldature e bullonature linea di riferimento 3. linea di identificazione 4. segno grafico. Linea di freccia. Indica i lembi su cui deve essere eseguita la saldatura. La linea di freccia può essere disposta in modo qualsiasi rispetto al giunto tranne per i casi di saldatura a 1/2 V, a 1/2 U e similari, dove deve avere posizione obbligata verso il lato preparato delle parti. Linea di riferimento (linea continua). Deve essere di preferenza tracciata parallelamente al bordo inferiore del disegno, oppure, se non è possibile, perpendicolarmente ad esso. Linea di identificazione (linea a tratti). Parallela alla linea di riferimento, può essere tracciata indifferentemente sul lato superiore o inferiore di questa. Il posizionamento del segno grafico su questa linea indica che la saldatura deve essere eseguita sul lato opposto della linea di freccia. Segno grafico. Se è posto dal lato della linea di riferimento (linea continua) indica che la saldatura deve essere eseguita dal lato freccia del giunto. Se è posto dal lato della linea di identificazione (linea a tratti) indica che la saldatura deve essere eseguita dal lato opposto del giunto. Se la saldatura è simmetrica, viene rappresentata la sola linea di riferimento, con i segni grafici posti in contrapposizione. Posizione della linea di riferimento Figura 5 2. Indicazioni sulla posizione della linea di riferimento.

4 112 Capitolo 5 Eurocodici strutturali Strutture in acciaio Rappresentazione convenzionale Rappresentazione grafica Metodi di indicazione delle quote per le saldature d angolo a z quotatura generica S L altezza di gola z = a 2 lato a z (Nb: misure in mm) Posizione del segno grafico rispetto alla linea di riferimento solo per saldature simmetriche saldature da eseguire dal lato freccia saldature da eseguire dal lato opposto al lato freccia Figura 5 3. Metodi di rappresentazione, quotatura e posizionamento.

5 Rappresentazione schematica saldature e bullonature 113 Le dimensioni della saldatura vengono poste sui fianchi del segno grafico elementare. In particolare, la quota relativa alla sezione S va posta alla sinistra del segno grafico; mentre, la quota relativa alla lunghezza L del cordone va posta alla destra (entrambe espresse in millimetri). L assenza di indicazioni alla destra del segno grafico significa che la saldatura è continua per tutta la lunghezza del pezzo saldato. Simbolo Simboli grafici utilizzati Descrizione Vista frontale della saldatura Tipo di rappresentazione Convenzionale Saldature d angolo Convenzionale Saldature d angolo da entrambi i lati Schematica Saldature d angolo su entrambe i lati su tutto il perimetro (tutto intorno) Saldatura d angolo sul lato indicato dalla freccia su tutto il perimetro (tutto intorno) Saldatura a V sul lato indicato dalla freccia Schematica Schematica Schematica Saldatura d angolo sul lato indicato dalla freccia Schematica Figura 5 4. Simbologia utilizzata nella rappresentazione delle saldature. Ogni tipo di giunto è caratterizzato da un segno grafico che in generale richiama la forma della saldatura da eseguire. La forma del segno grafico prescinde dal tipo di procedimento di saldatura da impiegare.

6 114 Capitolo 5 Eurocodici strutturali Strutture in acciaio I segni grafici sono riportati nella EN in quattro prospetti di seguito rappresentati per comodità di lettura. I segni grafici elementari vengono riassunti nel Prospetto 1. In particolare, nel caso di segni grafici combinati per saldature simmetriche (saldature da ambedue i lati), i segni grafici elementari vengono combinati tra loro (si veda Prospetto 2). I segni grafici supplementari (al Prospetto 3) completano quelli elementari, indicando per esempio la forma della superficie esterna o della saldatura. Nel Prospetto 4 vengono rappresentati esempi di combinazione fra segni grafici elementari e supplementari. 1 Segno grafico Prospetto 1 segni grafici elementari (continua) Denominazione Saldatura a bordi rilevati completamente fusi Disegno illustrativo 2 Saldatura a lembi retti 3 Saldatura V 4 Saldatura a mezza V 5 Saldatura a Y 6 Saldatura a mezza V con spalla 7 Saldatura a U (a fianchi paralleli o inclinati) 8 Saldatura a J Figura 5 5. Prospetto 1 (I parte) - da EN

7 Rappresentazione schematica saldature e bullonature Segno grafico Prospetto 1 segni grafici elementari (segue) Denominazione Saldatura di ripresa a rovescio Disegno illustrativo 10 Saldatura d angolo 11 Saldatura in foro o in asola 12 Saldatura a punti 13 Saldatura in linea continua 14 Saldatura a V a fianchi rigidi 15 Saldatura a mezza V a fianchi rigidi Figura 5 6. Prospetto 1 (ultima parte) - da EN

8 116 Capitolo 5 Eurocodici strutturali Strutture in acciaio Segno grafico Prospetto 2 segni grafici combinati Denominazione Saldatura a doppia V o a X Disegno illustrativo Saldatura a K Saldatura a doppia V con spalla Saldatura a K con spalla Saldatura a doppia U Prospetto 3 segni grafici elementari Segno grafico Forma della superficie della saldatura o forma della saldatura Piana (di solito spianata di macchina) convessa concava I bordi del cordone di saldatura devono essere ben raccordati Figura 5 7. Prospetti 2 e 3 - da EN

9 Rappresentazione schematica saldature e bullonature 117 Segno grafico Prospetto 4 esempi di applicazione combinata di segni grafici supplementari ed elementari Denominazione Saldatura testa a testa V con cordone piano (spianato) Disegno illustrativo Saldatura testa a testa a X con cordoni convessi Saldatura d angolo con cordone concavo Saldatura testa a testa a V con cordone (spianato) e cordone di ripresa di rovescio piano (spianato) Saldatura testa a testa a V con cordone (spianato) e cordone di ripresa di rovescio (non spianato) Saldatura fissa a testa a V spianata a macchina Saldatura d angolo con bordi ben raccordati Figura 5 8. Prospetto 4 - da EN

10 118 Capitolo 5 Eurocodici strutturali Strutture in acciaio Rappresentazione delle bullonature Unificazione delle viti/bulloni e area resistente La nomenclatura delle viti, con riferimento alla acanto, è riassunta nel seguente elenco: p passo, è la distanza fra due filetti adiacenti misurata lungo la parallela all asse della vite; esso è il reciproco del numero di filetti per unità di lunghezza d diametro esterno, è il diametro maggiore della vite, misurato sulla cresta dei filetti d r diametro di nocciolo, è il diametro minore della vite, misurato sul fondo dei filetti d m diametro medio, è il valore medio fra i due precedenti l avanzamento, non mostrato in figura, è la distanza che il dado percorre nel compiere una rotazione; per viti ad un filetto esso coincide con il passo. Una vite a filetti multipli (o a più principi) ha due o più filetti che si avvolgono l uno accanto all altro. Gli elementi unificati come viti, bulloni e dadi sono normalmente a filetti singoli, ma esistono anche elementi a filetto doppio o triplo, in tal caso l avanzamento è uguale al doppio o al triplo del passo rispettivamente. Tutte le viti si avvitano secondo la regola della passo p piatto o arrotondato p/8 p p p/2 p 29 d d r d m cresta radice d d m d r 60 d d r d u d r e h l h d r d Vite Bullone s Figura 5 9. Definizioni vite/bullone e tipi di filetto. Fonte: G. Petrucci, Lezioni di Costruzione di Macchine.

11 Rappresentazione schematica saldature e bullonature 119 mano destra, o in senso orario, ma in alcuni casi è possibile usare viti (o dadi) che si avvitano nel senso contrario. La figura a lato mostra la geometria dei filetti per le tre forme standard maggiormente in uso; il filetto triangolare (piatto o arrotondato) è quello maggiormente in uso per scopi di collegamento: l angolo tra i filetti è 60 e la cresta del filetto può essere appunto piana o arrotondata. Le dimensioni di questo tipo di filetti sono unificate; possono esservi filettature: metriche M a passo normale o fine (unità di misura il millimetro), Whitworth W (unità di misura il pollice), Gas (unità di misura il pollice). Le filettature quadrate o trapezie (quest ultime rappresentate in figura con angolo tra i filetti di 29 ) sono di norma usate nelle trasmissioni di coppia o potenza; in questo caso non necessitano di unificazione sul diametro e sul passo. Inoltre le filettature trapezie sono frequentemente suscettibili di modifica, riducendo lo spazio fra i denti in modo da avere un angolo fra i filetti da 10 a 15 al fine di ottenere una maggiore efficienza, oppure riducendo l altezza dei denti in modo da ottenere un minor diametro esterno e conseguentemente una maggiore resistenza. Esempio di viti di potenza sono la vite madre del tornio o le viti nelle macchine utensili a comando meccanico, che sono di norma impiegate per imprimere spostamenti alla traversa. Diametro resistente e indicazioni pratiche nei collegamenti Prove di trazione hanno mostrato che la resistenza a trazione di una vite è circa equivalente a quella di un elemento cilindrico non filettato avente diametro d t = (d + d r )/2. Per le viti metriche, una stima più precisa dell area della sezione resistente è data dalla seguente espressione: A t = 4 0,785 (d 0,939 2p) In vari casi si può assumere, in modo semplificato, che il diametro della sezione resistente è d t = 0,9d. Come si è già visto nei paragrafi precedenti, l area della sezione resistente è comunque opportunamente tabellata. L insieme bullone-elementi collegati costituisce un sistema elastico la cui rigidezza dipende dalle rigidezze di entrambi i componenti. In particolare, la rigidezza degli elementi dipende dall ampiezza della zona interessata alla compressione, che nei calcoli è assunta pari a 3 volte il diametro nominale del bullone, e dall altezza del collegamento. Affinché il collegamento risulti efficace questi parametri geometrici, insieme alla superficie di contatto tra gli elementi e all eccentricità della forza agente rispetto all asse del bullone, devono avere dimensioni opportune. In particolare, nei collega-

12 120 Capitolo 5 Eurocodici strutturali Strutture in acciaio menti filettati è opportuno avere: altezza h del collegamento elevata spazio attorno al bullone adeguato, 2u 1,5d + h, superficie di appoggio adeguata allo spazio attorno al bullone s 2u, eccentricità e della retta d azione del carico rispetto all asse di simmetria del collegamento limitata. Nei collegamenti a flangia, inoltre: l eccentricità e dei bulloni deve essere la minima possibile l altezza h del lembo deve essere circa pari all eccentricità h e la sporgenza u del lembo deve essere maggiore o uguale all altezza u h la superficie di appoggio non deve essere troppo estesa, meglio se s 2u. Rappresentazione semplificata di fori, viti/bulloni Secondo la ISO , la rappresentazione simbolica di fori, viti, bulloni su piani di proiezione perpendicolari ai loro assi è indicata con una semplice croce. Inoltre, si può aggiungere al centro della croce un cerchietto pieno con diametro cinque volte la grossezza della linea utilizzata per la rappresentazione della croce. La designazione di un foro sulle lamiere del diametro di 13 mm è Ø 13. La Fori, viti/bulloni Foratura e montaggio in officina Foro senza con svasatura con svasatura svasatura in vista sulla faccia opposta con svasatura sulle due facce Foratura in officina e montaggio in cantiere Foratura e montaggio in cantiere rappresentazioni simboliche viti/bulloni montaggio in cantiere foratura e montaggio in cantiere Figura Rappresentazione simbolica di fori, viti/bulloni (ISO ).

13 Rappresentazione schematica saldature e bullonature 121 designazione di un bullone, con filettatura metrica, del diametro 12 mm e lunghezza 50 mm è M12 x 50. La rappresentazione simbolica di fori, viti, bulloni su piani di proiezione paralleli ai loro assi è indicata nei due prospetti accanto, desunti dalla EN ISO Secondo tale norma, nella rappresentazione semplificata delle unioni di parti con elementi di collegamento, le linee di riferimento devono essere separate dalla rappresentazione simbolica dei fori, viti/bulloni. Simboli per fori senza svasatura con svasatura su 1 sola faccia con svasatura sulle due facce Foratura in officina Foratura in cantiere Simboli per viti/bulloni da alloggiare nei fori senza svasatura con svasatura su una sola faccia con svasatura sulle due facce bullone con posizione del dado Montato in officina Montato in cantiere Foratura in cantiere e montaggio del bullone in cantiere Figura Rappresentazione semplificata di elementi di collegamento (viti/bulloni, dadi) - da ISO

14 122 Capitolo 5 Eurocodici strutturali Strutture in acciaio Figura Esempi di rappresentazione e quotature secondo ISO

15 Rappresentazione schematica saldature e bullonature 123 Il diametro dei fori deve essere indicato su di una linea di riferimento che punta sulla rappresentazione simbolica del foro. La designazione che indica le caratteristiche dei bulloni/viti deve essere data su una linea di riferimento che punta sulla rappresentazione simbolica. Per gruppi di elementi identici, la designazione dei fori, viti/bulloni può essere limitata a un elemento di estremità semplificando il numero di fori, viti/bulloni che costituiscono il gruppo. Viti a testa esagonale con gambo parzialmente filettato (passo grosso) ISO 4016 Tolleranze UNI ISO Cat. C. d 1 e k L b s d 1 b (L <= 125) b (L > 125) e min. k nom. s nom. = s max L M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M ,59 6,4 19,85 7,5 22,78 8,8 26, ,56 11,5 32,95 12,5 37, , , ,85 18, ,50 52,60 40,60 57,00 43,70 61,40 113,30 Sostituisce UNI EN 24016: 1993 Materiale: Acciaio 4.6 / 6.8 UNI EN Peso (7,85 Kg/dm³) Kg per 1000 pezzi 46,80 65,80 92,00 121,20 49,90 53,00 70,20 74,60 97,90 104,00 129,20 137,20 179,00 203,70 216,70 56,10 79,10 145,20 189,00 229,70 355,00 59,20 84,10 116,00 151,20 199,00 242,70 373,00 65,40 93,10 127,00 167,20 218,00 268,70 408,00 71,60 102,10 139,00 183,20 238,00 294,70 444,00 590,00 77,80 84,00 111,10 120,10 151,00 163,00 199,20 215,20 258,00 277,00 320,70 346,70 479,00 515,00 534,00 678,00 807,00 862,00 90,10 129,10 174,00 231,20 295,00 372,70 546,00 718,00 912,00 96,10 138,10 185,00 247,20 314,00 398,70 586,00 762,00 966,00 102,10 147,10 197,00 263,20 334,00 424,70 522,00 807, ,00 108,10 156,10 279,20 440,70 657,00 851, ,00 311,20 492,70 728,00 939, ,00 544,70 799, , ,00 Figura Caratteristiche dimensionali bulloni conformi alla ISO I bulloni devono essere conformi per le caratteristiche dimensionali alla norma EN ISO 4016 e devono appartenere alle classi di resistenza indicate nella norma EN ISO Come indicazione, accanto è riportato un prospetto con le principali caratteristiche geometriche delle viti a testa esagonale con gambo parzialmente filettato a passo grosso.

16 124 Capitolo 5 Eurocodici strutturali Strutture in acciaio Viti e bulloni si rappresentano preferibilmente in modo schematico come indicato in una precedente illustrazione di alcuni dettagli di carpenteria esecutiva conforme alla norma ISO Le viti e i bulloni, soprattutto su disegni complessi, è opportuno che siano semplicemente indicati mediante i loro assi. La denominazione di vite o bullone dipende dal modo con il quale l elemento viene impiegato: la vite collega elementi con l uso di un foro filettato ed è avvitata esercitando una torsione sulla testa il bullone è usato con un dado ed è serrato applicando una torsione sul dado il prigioniero è una vite filettata da entrambe le parti; il prigioniero viene avvitato sull elemento filettato e, successivamente, l altro elemento viene posizionato e bloccato con il dado. L uso delle giunzioni bullonate è consigliabile quando si desidera un collegamento che possa essere smontato senza metodi distruttivi e che sia abbastanza robusto per resistere a forze esterne di trazione e di taglio.