Verifica normativa di bulloni e bulloni precaricati secondo le norme australiane

Le forze nei bulloni, incluse le forze di leva, sono determinate tramite analisi agli elementi finiti. Le resistenze dei bulloni sono verificate secondo le disposizioni normative.

Bulloni

I bulloni sono verificati secondo il Capitolo 9.2 Progettazione dei bulloni. La forza di trazione e di taglio in ciascun bullone è determinata tramite analisi agli elementi finiti. Le forze di leva sono prese in considerazione come suggerito dalla Clausola 9.1.8. Le forze di leva sono determinate tramite analisi agli elementi finiti. Ogni piano di taglio è verificato singolarmente. La lamiera nell'appoggio 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 progettato secondo la Cl. 9.2.2.1 e deve soddisfare:

$$V_f^* \le \phi V_f$$

dove:

• V_f* – forza di taglio di progetto
• ϕ = 0.8 – fattore di capacità (Tabella 3.4) modificabile nella configurazione normativa
• V_f = 0.62 f_uf A – capacità a taglio nominale di un bullone
• f_uf – resistenza a trazione minima del bullone come specificato nella Tabella 9.2.1
• A – area di un bullone pari a A_c o A_o, che sono rispettivamente l'area della sezione al diametro minore del bullone come definita nella AS 1275 o l'area nominale del gambo liscio del bullone. Ogni piano di taglio è verificato singolarmente.

Il valore di A_c è approssimato nel software tramite la funzione:

A_c = 0.0000163 · A_s² + 0.91682 · A_s − 0.85375

La differenza massima è di 0.8 mm² o 0.5 %.

Il fattore di riduzione indicato nella Tabella 9.2.2.1 per tenere conto della lunghezza di un collegamento a sovrapposizione bullonato è pari a 1.0. La riduzione viene applicata automaticamente verificando ciascun bullone singolarmente.

Secondo la Cl. 9.2.2.5, per i collegamenti in cui le piastre di riempimento superano 6 mm di spessore, la capacità a taglio nominale di un bullone deve essere ridotta del 15 %. Per i collegamenti con più piani di taglio, la riduzione è applicata a tutti i piani di taglio.

Bullone a trazione

Un bullone soggetto a una forza di trazione di progetto è progettato secondo la Cl. 9.2.2.2 e deve soddisfare:

$$N_{tf}^* \le \phi N_{tf}$$

dove:

• N_tf* – forza di trazione di progetto
• ϕ = 0.8 – fattore di capacità (Tabella 3.4) modificabile nella configurazione normativa
• N_tf = A_s f_uf – capacità a trazione nominale di un bullone
• A_s – area della sezione resistente a trazione di un bullone come specificato nella AS 1275
• f_uf – resistenza a trazione minima del bullone come specificato nella Tabella 9.2.1

Bullone soggetto a taglio e trazione combinati

Un bullone che deve resistere contemporaneamente sia a forze di taglio di progetto che a forze di trazione di progetto è progettato secondo la Cl. 9.2.2.3 e deve soddisfare:

$$\left ( \frac{V_f^*}{\phi V_f} \right ) ^2 + \left ( \frac{N_{tf}^*}{\phi N_{tf}} \right ) ^2 \le 1.0$$

dove:

• ϕ = 0.8 – fattore di capacità (Tabella 3.4) modificabile nella configurazione normativa

Lamiera nell'appoggio

Una lamiera soggetta a una forza di appoggio di progetto dovuta a un bullone a taglio è progettata secondo la Cl. 9.2.2.4 e deve soddisfare:

$$V_b^* \le ϕ V_b$$

dove:

• ϕ = 0.9 – fattore di capacità (Tabella 3.4) modificabile nella configurazione normativa
• $V_b = 3.2 d_f t_p f_{up} \le a_e t_p f_{up}$ – capacità di appoggio nominale di una lamiera
• d_f – diametro del bullone
• t_p – spessore della lamiera
• f_up – resistenza a trazione della lamiera
• a_e – distanza minima dal bordo del foro al bordo della lamiera, misurata nella direzione della componente della forza, più metà del diametro del bullone. Il bordo della lamiera è considerato includere il bordo di un foro del bullone adiacente

Collegamenti di tipo attritivo

Per i collegamenti di tipo attritivo, lo scorrimento allo stato limite di esercizio deve essere limitato e il progetto deve essere eseguito secondo la Cl. 9.2.3. Questi bulloni devono essere verificati anche come tipo ad appoggio per lo stato limite ultimo. Un bullone soggetto a forza di taglio deve soddisfare:

$$V_{sf}^* \le ϕ V_{sf}$$

dove:

• ϕ = 0.7 – fattore di capacità (Capitolo 3.5.5) modificabile nella configurazione normativa
• V_sf = μ N_ti k_h – capacità a taglio nominale di un bullone
• μ = 0.35 – fattore di scorrimento come specificato nella Clausola 9.2.3.2, modificabile nella configurazione normativa
• N_ti – tensione minima del bullone all'installazione come specificato nella Clausola 15.2.2.2

• k _h – fattore per diversi tipi di foro, come specificato nelle Clausole 9.2.3.1 e 14.3.2

  • k _h = 1 per fori standard (+2 mm per d _f ≤ 24 mm, +3 mm altrimenti)
  • k _h = 0.85 per fori assolettati corti (lunghezza del foro ≤ max(1.33 d _f, d _f + 10 mm)) e fori sovradimensionati
  • k _h = 0.70 per fori assolettati lunghi

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

I bulloni in collegamenti di tipo attritivo soggetti a taglio e trazione combinati devono soddisfare:

$$\left ( \frac{V_{sf}^*}{ϕ V_{sf}} \right ) + \left ( \frac{N_{tf}^*}{ϕ N_{tf}} \right ) \le 1.0$$

dove:

• V_sf* – forza di taglio di progetto sul bullone nel piano delle interfacce
• N_tf* – forza di trazione di progetto sul bullone
• ϕ = 0.7 – fattore di capacità (Capitolo 3.5.5) modificabile nella configurazione normativa
• V_sf – capacità a taglio nominale del bullone
• N_tf = N_ti – capacità a trazione nominale del bullone pari alla tensione minima del bullone all'installazione

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