Nastavkom si chjamanu e cunnessione chì servenu à allungà o à aumentà. I nastavci sò, per esempiu, necessarii perchè e lunghezze o larghezze laminante dispunibule di e lamine ùn sò micca abbastanza; in u muntagiu sò necessarii per via di a limitazione di e dimensioni è di u pesu di certi elementi chì si trasportanu. Podvezicama si chjamanu e lamine chì coprenu a rottura in a giunta. Tutte l’altre cunnessione, sopratuttu quelle trà e verge di una reticella in varie direzzioni è i sustegni in varie piane, sò designate cum’è priključci.
In e giunte nurmali, i tiranti è i rivetti di e giunte sò dimensionati secondu a forza tutale. Per quessa, in una giunta nurmale ùn si richiede chì e superfici di e giunte sianu in cuntattu.
L’area principale d’applicazione di i bastoni tesi è cumpressi (sò bastoni veri, caricati soprattuttu cù forze nurmali) hè rapresentata da e reticelle. E cunsiderazioni di stu capitulu lascianu da parte u periculu di u buckling di i bastoni cumpressi. Prima serà esaminata a resistenza statica.
Sottrazzione di i buchi in bastoni tesi
Capacità portante: U statu di sforzu in u bastone tiratu hè assai mudificatu in modu lucale per via di i buchi/aperture. In a zona di prupurziunalità, a ripartizione di i sforzi currisponde à a sezzione indebulita (fig. 1). U sforzu longitudinale massimu in u bastone rettangulare hè secondu A. Henning:
maxσ = σm*[3-(d/b) + 0,8(d/b)2]
Fig. 1 - Tensioni longitudinali è trasversali in una verga forata a) secondu A. Henning; b) secondu M. Rudeloff
In u casu limite d/b = 0 di lamelle assai larghe ne vene maxσ = 3σm è, per u casu prisentatu in a fig. 1a d/b = 1/3 hè maxσ = 2,42 σm. In più di a tensione longitudinale esistenu ancu tensioni trasversali è di tagliu. U più grande sforzu hè nant’à l’involucra di u foru. Quì appariscenu e prime deformazioni permanenti, vale à dì i picchi di tensione si disgreganu è nasce una equalizazione di e tensioni nantu à a sezzione. E deformazioni permanenti visibili in a zona di i fori si prisentanu solu tandu, quandu a tensione media σm in a sezzione indebulita supera u limitu di snervamentu σFO. A dilatazione tutale di a barra hè à SF = Fm * σF solu pocu più grande chè quella d’una barra senza fori. (Fm hè a superficie di a sezzione più debule)
In i prove di trazione cù verge ribittate, a rottura si presenta sempre in e sezioni indebulite. U caricu à a rottura hè, in cundizioni nurmali, abbastanza precisamente SB = Fn * σB. E prove di rottura nantu à verge tese cù fori aperti anu mustratu figure di rottura cum’è à a fig. 2.
Fig. 2 - Immagini di a rottura di aste tese
In l’esperienze cù e cunnessione ribattute hè statu dimustratu chì i giunti cù fasce di rinforzu cù una sola fila di ribbi anu una resistenza più chjuca chè i giunti cù parechje file di ribbi l’una dopu à l’altra. Cusì a tensione media à a rottura σB in a sezzione utile era:
Prucedura di dimensionamentu per i bastoni tirati: Sicondu u modu abituale di calculu, per a tensione media di tiramentu deve valè σm = S/Fm ≤ dozσ è quessa in tutte e sezzione pertinenti Fm. U scontu di i buchi si determina per a sezzione perpendiculare cù u più grande numeru di buchi, è pò accade chì una sezzione fratturata cù parechji buchi dia un valore più chjucu di Fm (fig. 2). In issu sensu, per i profili laminati Fm si calcula cù u sviluppu. Per e sezzione cumposte si procede in u listessu sensu.
U raportu Fm/F si trova di regula trà 0,8 è 0,9, vale à dì chì a diminuzione per i fori ΔF = F – Fm raprisenta da 10% à 20% di tutta a sezzione F di a verga. In e grande custruzzioni, ΔF influisce assai nant’à u pesu, cusì vale a pena di truvà sezzioni cù una diminuzione di fori più chjuca.
Deformazione: L’allungamentu elasticu di i tondi tirati cù fori hè à pena più grande cà quellu di tondi paragunevuli micca perforati. L’allungamentu tutale di i giunti hè guasi listessu chè quellu di e lamine culligate. Da quì basta, per u calculu di e deformazione di e strutture in acciaiu, à determinà l’allungamenti elastichi cù i valori E è F di i tondi micca indebuliti. A sicurità contr’à u snervamentu hè più grande per i tondi indebuliti chè, per esempiu, per i tondi cumpressi.
Ripartizione di e forze in i ribbiti
Fig. 3
A ripartizione di a forza S in a barra trà i sfarenti rivetti di a cunnessione dipende da e so qualità elastiche, hè «statisticamente indeterminata». In u casu di fig. 3, a ripartizione di N1, N2, … dipende da a deformazione di i rivetti è di e lamiere unite, è cambia cù u rapportu Fpodvezice/Fštapa. Per Fpodvezice ≠ Fštapa e forze finali in i rivetti ùn sò più ugualmente grande (fig. 50a). Cù a calata di u rapportu Fpodvezice/Fštapa Nn diventa più chjucu, N1 si avvicina à S. L’unione di lamelle di spessore assai differente (fig. 4b) ùn hè micca ragiunevule per via di u sopraccaricu di u primu rivettu.
Fig. 4 - Caricamentu di i rivetti per Fbarra > Ftiranti
I lamelli è e ligature sò rigide, solu i rivetti sò elastichi (fig. 5a). Tandu tutti i rivetti piglianu a stessa curvatura, tutte e forze in i rivetti devenu esse uguale.
Rivetti rigidi, solu e lamine è i tiranti elastichi (fig. 5b). Siccomu l’allungamenti in a barra è in i tiranti trà u primu è l’ultimu rivettu devenu esse uguali, ne seguita N2 = N3 = … = Nn-1 = 0, eccettu N1 = S * x1.
Fig. 5
A ripartizione vera di e forze si trova trà sti casi limiti. S’è a carica aumenta, prima in i rivetti finali appare una deformazione permanente, i rivetti i più caricati si scaricanu è a ripartizione di e forze diventa sempre più uniforme. Dopu l’apparizione di deformazioni più grandi, a ripartizione di e forze si avvicina à u casu induve e lamelle è e staffe sò rigide, vale à dì chì e forze in i rivetti sò quasi tutte uguale, in u casu induve hè determinante u tagliu di i rivetti.
Carica à a rottura: U modu di ribaditura di i ribatelli hà guasi nisun influssu nant’à τBV. A resistenza à tagliu τBV di a ghjunta hè praticamenti indipendente da u numeru di ribatelli, da a so dispusizione, da a forma di a ghjunta ribattuta; a carica à a rottura currisponde, in bona apprussimazione, à una carica uniforme di tutti i ribatelli. E listesse affirmazioni valenu d’altronde ancu per e ghjunte cumune à bulloni, da induve si pò cunclude chì a resistenza à u sculisamentu ùn hà micca un’influenza impurtante nant’à a capacità portante.
Dimensionamentu: Nantu à e strutture d’acciaghju è à i bastoni caricati in modu centru, u calculu si face cù una ripartizione uniforme, vale à dì N = S/n per ogni rivettu. Siccomu in e prolunghe longhe i primi rivetti si sovraccaricanu digià prestu, si cerca d’evità, per quantu pussibule, più di 6 rivetti unu dopu l’altru.
Resistenza à u scivulamentu: U scivulamentu in e giunte si prisenta digià cù una carica relativamente chjuca. A resistenza à u scivulamentu dipende in prima linea da a forza di serraghju, chì varieghja sottu à numerosi influssi. Quessa ferma trascurata à u dimensionamentu di e cunnessione cù rivetti è cù i bulloni fin’à avà cumuni. Si punta versu cunnessione cù bulloni d’alta resistenza.
Ripartizione di e forze in i rivetti secondu a larghezza: À spazi identichi trà i rivetti, perpendiculare à a direzzione di a forza (fig. 6a), à ogni rivettu currispondenu strisce di a sezzione trasversale di listessa larghezza a, dunque, in prima approssimazione, e forze in i rivetti N = a t σ sò di a stessa magnitudine. A ripartizione cù spazii irregulare trà i rivetti hè staticamente indeterminata; per u casu di a fig. 6b ella si face secondu a lege di a leva.
Fig. 6
Asta tirata
Cuntinuazione: Cuntinuazione cù tiranti simmetrici (fig. 3 è 4). A forza S in a barra à u locu di a giunta deve esse sustenuta solu da u tirante. I rivetti in a giunta devenu dinù esse dimensionati secondu S, perchè devenu trasmette tutta a forza da a barra cuntinuata à i tiranti.
I giunti cù copertura da un solu latu sò assuciati à cunsiderevuli tensioni supplementarie di flessione in e lamine unite, in e coperture è in i ribbiti. A cupertura unilaterale di i giunti, per via di e grande deformazioni, si adopra solu tandu (fig. 7) quandu a barra hè rigida à a flessione o quandu hè tenuta lateralmente in modu ch’ella ùn si possa piegà.
Fig. 7
Continuazione indiretta – Quandu e lamine di ligatura ùn ponu micca appughjà direttamente nant’à e lamine cuntinuate, i rivetti è e lamine sò sottumessi à tensioni di flessione assai più grande. Dunque, secondu u numeru m di strati intermedi, si sceglie un numeru più grande n’ di rivetti cà u numeru n in casu di cupertura diretta di e ghjunte.
Fig. 8
In i sezzioni cumposte si dispunenu i tiranti di legatura in modu da si evite e suprapressioni lucali di tensione; per quessa, e superfici individuali di i tiranti si determinanu secondu a superficia di a parte di a sezzione ch’elli coprenu, se pussibule mantenendu a pusizione di u centru di gravità. E ripartizioni di e superfici di i tiranti chì s’alluntananu da questu sò ligate à i cambiamenti di a ripartizione di e tensioni. In fig. 9 hè prisentatu u prolungamentu d’una barra à un solu muru, in fig. 10 d’una barra à dui elementi cù 4 lamelle verticali è una sola faccia trà l’angulare.
Fig. 9
Fig. 10
U giuntu: Per i giunti di aste tese valenu in fondu e stesse relazioni cum’è per a giunta. E prove anu mostratu u gran vantaghju di l’introduzione simmetrica di a forza. À un giuntu da una sola parte, si produce una forte flessione in sensu longitudinale è trasversale (fig. 11). Malgradu i sustanziali sforzi supplementarii di flessione, l’aste in L è in C giuntate da una sola parte ponu esse guasgi cumpletamente sfruttate. A capacità portante d’un giuntu pò calà à a mità s’ellu ùn sò state pigliate misure per equalizà i mumenti supplementarii di flessione.
Fig. 11
Per a cupertura di i giunti ùn ci vole micca aduprà lamine nodali; per quessa ci vole à prevede ribbiti speciali. L’attaccu à a lamina nodale hè facilitatu quand’ella a maiò parte di a sezzione di a barra casca in u pianu di a lamina nodale.
Fig. 12 - Racordi cù è senza angulare di raccordu
Barra compressa
Per a continuazione è l’aghjunta di e verghe à compressione valenu i listessi principii cum’è per e verghe tese, è ancu in elli a forza tutale hè trasmessa da rivetti è staffe, vale à dì chì, secondu a sezzione piena F di a verga, si dimensionanu Fstaffe è Fs, rispettivamente Fl. Di regula, e superfici di l’innesti ùn sò micca accoppiate. In e strutture d’acciaiu di l’edifiziu, per i pilastri chì passanu per parechji piani, caricati solu à compressione, si adopra a pussibilità di passaghju cù una copertura più debule di l’innesti. A capacità portante di e verghe à compressione hè esaurita, s’è prima ùn si pruducenu casi d’instabilità, al più tardi cù a raghjunta di u limitu di snervamentu, perchè tandu appariscenu grandi deformazioni è a verga si incurva lateralmente. I buchi riempiti di rivetti ùn anu, in quessu, alcun effettu chì si pò stabilisce nant’à u cumpurtamentu di a verga.
Resistenza à a fatica di e cunnessione ribattute
Per a resistenza à a fatica di e giunzioni rivettate, sò prima di tuttu decisivi i picchi di tensione chì appariscenu à i buchi. A resistenza à a fatica hè digià cunsiderevolmente ridutta solu da i buchi stessi. E verghe cù buchi aperti si rompenu in e prove di fatica sottu trazzione in e sezzioni indebulite, è a rottura per fatica principia cù crepe à u bordu di u bucu, chì si stendenu di modu cuntinuu attraversu a sezzione. Dunque i buchi lisci anu una impurtanza particulare. Nantu à a fig. 13 hè data a resistenza à a fatica di verghe piatte per diverse classi (à diritta hè a classa d’acciaiu più alta). À carichi preliminari più alti σu, i dui materiali sopportanu resistenze à a fatica σDz sopra à u limitu di snervamentu. L’ampiezza di tensione hè per e duie classi approssimativamente uguale.
Fig. 13 - Resistenza à a fatica σDz
Per u caricu alternatu in trazione è in compressione di e cunnessione ribattute valenu in fondu relazioni simili à quelle di i carichi unidirezziunali. Vale à nutà chì l’ampiezza di a tensione sottu caricu alternatu hè circa 1,5 volte più grande (fig. 14), ma chì i ribattini sottu à stu caricu sò evidentemente più esposti ch’è sottu à un caricu unidirezziunale.
Fig. 14 - Resistenza à a fatica in trazione di e cunnessioni ribattute