Ridurre i costi di saldatura con una fabbricazione ottimizzata

È interessante notare quanti approcci diversi alla stessa struttura si possano trovare nelle diverse regioni, aziende o anche tra diversi progettisti. Mentre alcuni salderebbero tutto insieme senza pensare a un singolo bullone, altri dividerebbero la struttura in più parti e collegherebbero tutto con decine di bulloni. Entrambi gli approcci per collegare gli elementi strutturali hanno i loro pro e contro. 

I collegamenti puramente saldati sono più rigidi dei collegamenti bullonati e sono quindi considerati più sicuri o possono ridurre le deformazioni. Ma allora un saldatore esperto (e quindi costoso) deve trovarsi da qualche parte in cantiere, appeso in quota in sicurezza, spesso in condizioni meteorologiche avverse. I controlli di qualità della saldatura a volte non sono nemmeno possibili, e un lavoro meno preciso comporta ovviamente costi di materiale più elevati.

La saldatura in officina, d'altra parte, può essere più precisa, ma richiede anche il trasporto in cantiere. E la saldatura in cantiere è spesso costosa sia nell'esecuzione che per l'eccessivo consumo di materiali di saldatura. Continua a leggere per scoprire quale approccio si adatta meglio ai tuoi progetti.

Sai già che IDEA StatiCa può aiutarti a calcolare non solo la rigidezza dei collegamenti saldati, ma anche a stimare i costi del collegamento in funzione del tipo di saldatura, ecc. Non è una novità. Puoi leggere uno dei nostri articoli sul calcolo dei costi del collegamento. 

Ma crediamo anche che i progetti di collegamento debbano essere il più precisi possibile, garantendo al contempo una resistenza sufficiente del collegamento. E una delle nostre funzionalità può aiutarti esattamente in questo. 

Progettazione del contatto tra colonna e piastra di base

Immagina di dover progettare una colonna in acciaio saldata alla sua piastra di base. Il carico deve essere trasferito dalla struttura superiore alle fondazioni. In alcuni paesi, è possibile includere il contatto tra la colonna e la sua piastra di base nella valutazione della resistenza a compressione del collegamento.

Nella maggior parte delle normative, come l'Eurocode, si assume che il carico fluisca esclusivamente attraverso le saldature. Pertanto, le saldature devono essere progettate in modo da resistere all'intera forza di compressione proveniente dalla struttura sovrastante. Tuttavia, è facile immaginare che esista un certo contatto tra la base della colonna e la sua piastra di base anche prima che i due elementi vengano saldati insieme.

In alcune regioni, le guide tecniche consentono di tenere conto di questo contatto nella valutazione della resistenza a compressione. Naturalmente, devono essere soddisfatti determinati criteri affinché sia consentito utilizzare questo approccio. Il contatto apporta quindi una resistenza aggiuntiva alla resistenza a compressione della saldatura di base, il che porta a una progettazione più economica delle saldature.

Il modello della saldatura verrà quindi impostato con un'elevata rigidezza. Una volta che inizia a snervare (cioè a deformarsi plasticamente), il contatto viene attivato e la compressione viene assorbita dal contatto. Ciò porta a valori significativi della tensione nella saldatura anche quando il contatto è applicato. Tuttavia, è importante sottolineare che la resistenza della saldatura a taglio non viene ridotta. La saldatura non viene più verificata a compressione, poiché questa è assorbita dal contatto, ma la trazione e il taglio sono ancora assegnati alla saldatura e vengono condotte le verifiche appropriate.

In pratica, si aggiunge contemporaneamente un contatto e una saldatura sui bordi appropriati dell'elemento (la colonna in questo caso). Dal punto di vista del trasferimento del carico, il contatto sarà efficace solo a compressione, mentre le saldature trasferiranno le forze di taglio e di trazione. Entrambe le operazioni sono disponibili nell'operazione di fabbricazione "Saldatura o contatto".

Questo è ciò che vedrai in IDEA StatiCa Connection:

• Una linea rossa che rappresenta il contatto a compressione è combinata con una linea gialla utilizzata per indicare le saldature (quando è attivata la vista trasparente)

• Nei risultati e nei report, è stata aggiunta una freccia rivolta verso il basso accanto al simbolo rettangolare della saldatura a cordone d'angolo

È possibile applicare qualsiasi tipo di saldatura a cordone d'angolo in combinazione con il contatto (ovvero continua, parziale o intermittente). Le saldature di testa non vengono combinate per loro stessa natura.

Limitazioni della procedura

L'approccio presentato può essere applicato quando le effettive operazioni di fabbricazione sono garantite: i bordi dell'elemento saldato devono essere lavorati con precisione meccanicamente in modo che non vi sia alcun gioco tra gli elementi saldati. A causa di questi criteri rigorosi, questa procedura è limitata a determinati paesi come i Paesi Bassi e il Regno Unito. Non possiamo sottolineare abbastanza che la responsabilità del rispetto di questi criteri rimane in capo all'ingegnere.

Scopri di più 

La combinazione del contatto a compressione e una saldatura sullo stesso bordo della piastra in acciaio è una delle nuove funzionalità di IDEA StatiCa versione 22.1, rilasciata nell'ottobre di quest'anno. Consulta l'elenco completo delle nuove funzionalità nelle nostre Note di rilascio di IDEA StatiCa 22.1 per acciaio e calcestruzzo, oppure guarda una presentazione dal vivo nel nostro webinar di rilascio Novità di IDEA StatiCa 22.1.