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Schede tecniche e guide

Schede tecniche e guide Peiner

 

Calcolo delle chiusure di costruzione in acciaio con HV-bulloni secondo le norme DIN 18800-1: 2008-11 e DIN EN 1993-1-8: 2005

 

Categorie di giunti bullonati strutturali

La classificazione delle connessioni bullonate DIN 18800-1 è stata rivista e sostituita con una nuova classificazione, la norma DIN EN 1993-1-8. La nuova classificazione si basa sulla direzione di trasmissione della forza rispetto all’asse longitudinale del bullone. Le tabelle 3 e 4 di seguito illustrano i criteri di prestazione, che verranno spiegato in seguito, e la rispettiva classificazione secondo la norma DIN 18800-1, una per lo stato limite di esercizio (GDG) e l’altra sullo stato limite della capacità portante (GDT).

Calcolo delle giunzioni bullonate HV

La verifica della capacità di prestazione delle giunzioni HV, usando i bulloni HV, sarà ancora basata per un po’ sullo standard tedesco DIN 18800-1 e anche sullo standard europeo DIN EN 1993-1-8 e DIN EN 1993-1-9. Quindi è ragionevole prendere in considerazione entrambi i formati di verifica ed esporre le differenze rilevanti da un punto di vista tecnico laddove esistano.

Verifica della sicurezza del bulloni

Il valore di progetto dell’ultimo stato limite, Va, non deve superare le forze del limite di taglio Va,R,d in DIN 18800-1:2008-11.

Il limite della forza di taglio, Va,R,d è Va,R,d = A . ta,R,d = A . aa. fu,b,k / γM

A = Il diametro del gambo Asch se il gambo liscio è collocato nel giunto a taglio. La sezione trasversale sottolineata ASp, della parte filettata del gambo è collocata
nel giunto a taglio.

aa = 0,55 per i bulloni HV con classe di resistenza 10.9 se il gambo liscio si trova nel giunto a taglio. 0,44 per i bulloni HV con classe di resistenza 10.9  se il gambo liscio si trova nel giunto a taglio.

fu, b, k = resistenza alla trazione tipica del materiale del bullone, per bulloni HV: 1000 N/mm2

γM = 1,1 coefficiente parziale di sicurezza per la resistenza

Devono essere soddisfatti ulteriori requisiti per il metodo proving plastic-plastic e per le singole giunzioni di taglio.

1.2 Secondo la norma DIN EN 1993-1-8: 2005, la forza di taglio che agisce Fv,Ed non deve superare il rispettivo limite Fv,Ed, che viene calcolato come segue:

fvrd-001

– se il gambo corrisponde al giunto di taglio: la sezione trasversale A del gambo av = 0,6

– se la filettatura è nel giunto a taglio: A sezione trasversale del gambo As

av = 0,5
fub per classe di resistenza 10.9 = 1000 N/mm²
γM2 = 1,25 coefficiente parziale di sicurezza per la resistenza

 


Calcolo dei fissaggi di costruzione in acciaio con bulloni HV secondo la norma DIN 18800-1: 2008-11 e DIN EN 1993-1-8: 2005

 

2. Verifica della resistenza della portata
2.1 Secondo le normative DIN 18800-1: 2008-11, i valori di progetto della portata di resistenza Vl non deve superare la capacità portante ultima Vl, R, d.

vi-001

La capacità portante ultima Vl, R, d é

vird-001

Dove

t = Spessore della parte
dSch =  diametro del gambo del bullone
al = Fattore per la determinazione della portata a seconda del tipo di (figura 2)
fy,k =  Snervamento tipica del materiale
gM = Fattore di sicurezza parziale per resistenza

Per

e2 = E 1,5 dL e e3 E 3,0 dL é
aI = 1,1 e1 /dL – 0,30 (fine bullone)
aI = 1,08 e /dL – 0,77 (inizio bullone)

Per

e2 = 1,2 dL e e3 = 2,4 dL é
aI = 0,73 e1 /dL – 0,20 (fine bullone)
aI = 0,72 e /dL – 0,51 (inizio bullone)

Con

e1 = Distanza dal bordo in direzione della forza
e = DIAMETRO DEL FORO in direzione della forza
e2 = Distanza dal bordo verticale rispetto alla direzione della forza
e3 = Passo del foro verticale verso la direzione della forza
dL = Diametro del FORO
2.2  La capacità portante Secondo la normativa DIN EN 1993-1-8 è calcolata come:

fvrd-001

Dove ab min. (ad; fub /fu;1,0) per ogni bullone:

ad = e1 /3 . d0
per i bulloni interni:
ad = p1 /3 . d0 – 0,25
k1 per ogni bullone:
min. (2,8 . e2 /d0 – 1,7 ; 2,5)
k1 per i bulloni interni:
min. (1,4 . p2 /d0 – 1,7 ; 2,5)
fu Trazione del materiale DEL BULLONE dal diametro nominale
t spessore della parte
ϒM2 = 1,25 coefficiente parziale di sicurezza per la resistenza

Note:

Fb,rd per fori oblunghi con asse longitudinale trasversale alla direzione della forza con coefficiente 0,6 ridotto rispetto al normale passaggio del foro. In questo caso, d0 è il diametro del foro; p1 è il DIAMETRO dei fori nella direzione della forza e p2 il passo dei DIAMETRO verticale alla direzione della forza. Il calcolo usa la proprietà del materiale Fu invece che di fy, k per la verifica secondo DIN 18800-1.
Il metodo di calcolo della capacità portante ultima, secondo DIN 18800-1 e DIN EN 1993-1-8 è diverso. Pertanto, nessun confronto semplice è possibile e un nuovo calcolo deve essere effettuato.

 

3. Verifica della trazione dei bulloni HV calcolando la forza di trazione massima basata su approcci molto simili (Tabella 5).

Per i bulloni HV è applicata la seguente equazione:

pagina-12-001

così la capacità di resistenza secondo la vecchia e la nuova norma è la stessa.

 

4. Combinazione di tensione e taglio secondo la norma DIN 18800-1, verifica delle seguenti interazioni devono essere fornite:

pagine-12_1-001

Dove

N, Va valori di progettazione di tensione
Nr, d vedere il punto 3
Va,R,d vedere il punto 1.1

Non è richiesta nessuna verifica o interazione se N / Nr, d o Va / Va, R, d è minore di 0,25.

Secondo la DIN EN 1993-1-8, il termine di interazione è ottenuto dall’analisi dei risultati sperimentali come

pagina-12_2-001

In tal modo, le interazioni tra i due carichi sono valutati in modo diverso (Figura 3).

 

5. Verifica delle connessioni anti-scivolo: (GV e GVP)

5.1 Secondo la norma DIN 18800-1, le tensioni Vg determinanti per la manutenzione dei seguenti carichi limite slittamento Vg, R, d.

pagina-13-formula-1-001

Il carico limite di scorrimento Vg,R,d é

Vg,R,d = μ . Fv / (1,15 . gM), se nessuna forza esterna agisce nel bullone HV.

Vg,R,d = μ . Fv (1-N / Fv) / (1,15 . gM), se nessuna forza esterna agisce nel bullone HV.

Dove

μ = il coefficiente di attrito dopo pretrattamento delle superfici di attrito secondo DIN 18800-7

Fv = la forza di precarico in base alla DIN 18800-7

N = la forza di trazione proporzionale per il bullone ϒM = 1,0

In aggiunta a questo, la verifica della sicurezza strutturale deve essere prevista per le connessioni GV e GVP così come per quelle SL e SLP.

5.2 Secondo la norma DIN EN 1993-1-8, la verifica dello resistenza allo scorrimento per attrito della connessione HV può essere presentata calcolando la resistenza allo resistenza allo scorrimento per attrito sia allo stato limite di manutenzione (GDG) che allo stato limite ultimo della capacità portante (GDT). La resistenza allo resistenza allo scorrimento per attrito Fs, Rd è calcolato come:

pagina-13_2-001

– se il gambo corrisponde al giunto di taglio:

la sezione trasversale A del gambo av = 0,6

– se la filettatura è nel giunto a taglio:

A = sezione trasversale del gambo As

av = 0,5

fub per classe di resistenza 10.9 = 1000 N/mm²

γM2 = 1,25 coefficiente parziale di sicurezza per la resistenza

Nonostante queste differenze nei coefficienti dei formati di verifica, la capacità di resistenza secondo la norma DIN 18800-1 e DIN EN 1993-1-8 calcolati su queste basi sono pressoché identici. I valori di resistenza di servizio sono identici se il filetto della vite è nel giunto a taglio.

 

2. Verifica della resistenza della portata

2.1 Secondo le normative DIN 18800-1: 2008-11, i valori di progetto della portata di resistenza Vl non deve superare la capacità portante ultima Vl, R, d.

pagina10_1

La capacità portante ultima Vl, R, d é

pagina-10_2

Dove

t = Spessore della parte

dSch =  diametro del gambo del bullone

al = fattore per la determinazione della portata a seconda del tipo di foro (figura 2)

fy,k =  Snervamento tipica del materiale

γM = Fattore di sicurezza parziale per resistenza

Per

e2 = E 1,5 dL e e3 E 3,0 dL é

aI = 1,1 e1 /dL – 0,30 (fine bullone)

aI = 1,08 e /dL – 0,77 (inizio bullone)

Per

e2 = 1,2 dL e e3 = 2,4 dL é

aI = 0,73 e1 /dL – 0,20 (fine bullone)

aI = 0,72 e /dL – 0,51 (inizio bullone)

Con

e1 = Distanza dal bordo in direzione della forza

e = diametro del foro in direzione della forza

e2 = Distanza dal bordo verticale rispetto alla direzione della forza

e3 = Passo del foro verticale verso la direzione della forza

dL = Diametro del foro

 

2.2 La capacità portante Secondo la normativa DIN EN 1993-1-8 è calcolata come:

pagina-10_3

Dove

ab min. (ad; fub /fu;1,0) per ogni bullone:

ad = e1 /3 . d0

per i bulloni interni:

ad = p1 /3 . d0 – 0,25

 

k1 per ogni bullone:

min. (2,8 . e2 /d0 – 1,7 ; 2,5)

k1 per i bulloni interni:
min. (1,4 . p2 /d0 – 1,7 ; 2,5)

fu Trazione del materiale del bullone dal diametro nominale

t spessore della parte

gM2 = 1,25 coefficiente parziale di sicurezza per la resistenza

 

Note:

Fb, Rd per fori oblunghi con asse longitudinale trasversale alla direzione della forza con coefficiente 0,6 ridotto rispetto al normale passaggio del foro.
In questo caso, d0 è il diametro del foro; p1 è il diametro dei fori nella direzione della forza e p2 il passo dei diametro verticale alla direzione della forza. Il calcolo usa la proprietà del materiale Fu invece che di fy, k per la verifica secondo DIN 18800-1.
Il metodo di calcolo della capacità portante ultima, secondo DIN 18800-1 e DIN EN 1993-1-8 è diverso. Pertanto, nessun confronto semplice è possibile e un nuovo calcolo deve essere effettuato.

 

3. Verifica della trazione dei bulloni HV calcolando la forza di trazione massima basata su approcci molto simili (Tabella 5).

Per i bulloni HV è applicata la seguente equazione:

pag-12_1_formula

così la capacità di resistenza secondo la vecchia e la nuova norma è la stessa.

 

4. Combinazione di tensione e taglio secondo la norma DIN 18800-1, verifica delle seguenti interazioni devono essere fornite:

pag-12_formula2

Dove

N, Va valori di progettazione di tensione
Nr, d vedere il punto 3
Va,R,d vedere il punto 1.1

Non è richiesta nessuna verifica o interazione se N / Nr, d o Va / Va, R, d è minore di 0,25.

Secondo la DIN EN 1993-1-8, il termine di interazione è ottenuto dall’analisi dei risultati sperimentali come

pagina-12_formula3

In tal modo, le interazioni tra i due carichi sono valutati in modo diverso (Figura 3).

 

5. Verifica delle connessioni anti-scivolo: (GV e GVP)
5.1 Secondo la norma DIN 18800-1, le tensioni Vg determinanti per la manutenzione dei seguenti carichi limite slittamento Vg, R, d.

pagina-13-formula-1

Il carico limite di scorrimento Vg,R,d è

Vg,R,d = μ . Fv / (1,15 . γm), se nessuna forza esterna agisce nel bullone HV,

Vg,R,d = μ . Fv / (1-N . Fv), se una forza esterna agisce nel bullone HV

 

Dove

μ  il coefficiente di attrito dopo pretrattamento delle superfici di attrito secondo DIN 18800-7

Fv la forza di precarico in base alla DIN 18800-7

N la forza di trazione proporzionale per il bullone

γm = 1,0

In aggiunta a questo, la verifica della sicurezza strutturale deve essere prevista per le connessioni GV e GVP così come per quelle SL e SLP.

 

5.2 Secondo la norma DIN EN 1993-1-8, la verifica dello resistenza allo scorrimento per attrito della connessione HV può essere presentata calcolando la resistenza allo resistenza allo scorrimento per attrito sia allo stato limite di manutenzione (GDG) che allo stato limite ultimo della capacità portante (GDT). La resistenza allo resistenza allo scorrimento per attrito Fs, Rd è calcolato come:

pag-13_formula-2

Dove

kS = l’intero coefficiente, dipende in toto dalla configurazione e dalla distanza, per esempio, per una distanza normale dove: kS = 1

n = Numero delle superfici di contatto

μ = Coefficiente di fissaggio nel contatto tra le superfici, raggruppamento secondo il precarico forze e il restringimento delle classi, ad esempio, per la classe A: μ = 0,5, ad esempio, per la classe A: μ = 0,5

 

Fp,C     = 0,7 . fub . As (= 1,11 . Fv)
γM3     = 1,25 fattore di sicurezza parziale per GDT
γM3,ser = 1,1 fattore di sicurezza parziale per  GdG

 

Nello stato finale di manutenzione (categoria B Acc. DIN EN 1993-1-8), questo valore è circa il 16% superiore alla forza di scorrimento finale secondo la DIN 18800-1. Si dovrebbe notare, tuttavia, che la forza di precarico Fp, C è superiore di circa l’11% rispetto alla forza precarico Fv secondo la DIN 18800-7 e non può essere ottenuta in modo sicuro con metodi rotatori perché l’effetto di attrito che agisce in questo caso è soggetto a una certa dispersione. Per questo motivo qui si dovrebbe applicare il metodo di precarico combinato secondo la DIN EN 1090-2. Il serraggio preliminare rotatorio e l’angolo di rotazione supplementare dei bulloni HV PEINER devono avvenire come il produttore raccomanda nella tabella 8.

 

5.3 Un semplice confronto della capacità di resistenza dei collegamenti snervamento secondo la DIN EN 1993-1-8 e la DIN 18800-1 nella condizione di taglio combinato e trazione di un rapporto o la specifica di una differenza percentuale non è possibile perché la capacità di resistenza dipende dalla relazione tra la trazione e la forza di precarico.

 

La Tabella 6 contiene le equazioni di calcolo per la capacità di resistenza nel rispettivo Standard. Solo la DIN EN 1993-1-8 contiene informazioni sui collegamenti antiscivolo nello stato limite della capacità portante (GdT, category C).

Per fare un confronto nello stato finale di manutenzione (GdG), lo stress della trazione esterna è equiparato e la forza di precarico secondo la DIN EN 1993-1-8 è espressa in funzione della forza di precarico secondo la DIN 18800-7.

 

Dove

Fp,C = 1,11 . Fv and Ft,Ed,ser = N and μ = 0,5 come Fv secondo la DIN 18800-7

La trasformazione delle equazioni secondo euro cod.3 e din fa riferimento:

Fs,Rd,ser = 0,836 . Vg,R,d + 0,141 . Fv

Questa è l’equazione di una retta dalla forma generale

y = mx + n

 

6. Verifica della resistenza al carico secondo la DIN 18800-1, la verifica richiesta per i bulloni soggetti a tensione o taglio deve essere stabilita in accordo con alla sezione 7.5.1, elemento 741 o sezione 8.2.1.5, elemento 811 della DIN 18800-1: 2008-11. Un formato di verifica adatto è disponibile in DIN EN 1993-1-9.

 


 

Precarico Connessioni dei bulloni HV Peiner

 

1. Disposizioni nella DIN EN 18800-7:2008-11

Secondo la DIN 18800-7:2008-11 per un precarico specificato, il set di bulloni HV deve essere precaricato secondo il precarico Fv specificato nella tabella 7. Il precarico specificato è ottenuto come il prodotto della tensione nominale per la sezione del filo (ASP) x 0,7 x lo snervamento
(Fy, b, k = 900 N / mm2 per 10,9). Il metodo preferito di precarico per avvitamento, normalmente girando il dado, è il Metodo di torsione. Il precarico specificato Fv è prodotto da una torsione di serraggio MA.

 

Nella tabella 7, per il set di bulloni HV della classe k1, si applica una torsione di serraggio MA,
indipendentemente dalla condizione della superficie. Questo metodo consente un graduale precarico dei collegamenti con molti bulloni e il riserraggio per la verifica o come compensazione per la perdita di precarico dopo pochi giorni.

Per il precarico a livello in Tabella 7  la DIN 18800-7 offre diversi altri metodi che saranno affrontati solo brevemente perché sono raramente applicati nella pratica. Le procedure dettagliate sono descritte nella modalità standard.

Con il metodo di torsione dell’avvitatore il precarico è prodotto da impatti rotanti, cioè, da colpi rotanti a tangente. Lo strumento di serraggio dovrebbe essere impostato per il precarico specificato per questo metodo nella DIN 18800-7 con un dispositivo di regolazione adatto.

Il metodo dell’angolo di torsione mantiene il precarico in 2 fasi. Inizialmente viene applicata una torsione di preserraggio molto ridotta, che, nella pratica, implica una certa dose di rischio ove le parti da unire non siano in pieno contatto l’una con l’altra. L’angolo di rotazione aggiuntivo da applicare, quindi, dovrebbe essere determinato dopo un controllo del metodo. La mancanza di contatto completo delle parti unite prima dell’applicazione dell’angolo di rotazione aggiuntivo, può causare l’alta dispersione delle forze di precarico.

Il metodo combinato prevede anche altri due step di precarico. La torsione di preserraggio nella Tabella ovvero nella DIN 18800-7 è nettamente superiore, per aumentare la probabilità di ottenere, già in questa fase, un contatto faccia a faccia delle due parti. Dopo di che viene applicato un angolo
di rotazione specificato nella DIN 18800-7 che però è minore di quello contenuto nella DIN EN 1090-2 perché li è maggiore il livello di precarico.

 

2. Disposizioni nella DIN EN 1090-2

Un livello di precarico Fp, C * al di sotto del livello di Fp, C secondo lo standard europeo DIN EN 1993-1-8 è consentito anche per connessioni precaricate in cui il precarico non è considerato per la stabilità di calcolo. ad esempio, in tutti in quei casi che non richiedono la verifica della resistenza allo slittamento per attrito delle connessioni.

Pertanto il precarico

Fp,C* = 0,7 . fyb . As

è consentito per motivi diversi della verifica della resistenza allo slittamento per attrito della congiunzione, che è d’accordo con l’approccio nella DIN 18800-7. Il metodo della torsione di serraggio può quindi essere applicato senza restrizione in tutti quei casi.

Per il precarico alla forza del bullone

Fp,C = 0,7 . fub . As

che sfrutta il 70% della resistenza a trazione del bullone, PEINER Umformtechnik raccomanda il metodo combinato secondo la DIN EN 1090-2 con la torsione di preserraggio specificata MA e l’angolo di rotazione aggiuntivo (Tabella 8).

 


 

Guida utente per i set di bulloni HV

 

Per garantire le prestazioni del serraggio standardizzato e, in caso di elementi di fissaggio zincati a caldo, o per il corretto accoppiamento vite/dado, i bulloni HV di PEINER devono essere assemblati con rondelle e dadi PEINER.
I dadi sono lubrificati pronti per l’assemblaggio, nel caso in cui sia necessaria un’ulteriore lubrificazione dei bulloni, delle viti o delle rondelle cambia le caratteristiche di serraggio ed e’ causa di un errato assemblaggio.

Tutti i dispositivi di fissaggio della stessa dimensione nominale possono essere combinati in set ma devono avere lo stesso stato superficiale (non “applicazioni miste”, ad esempio un bullone trattato e un dado zincato a caldo)

 

Stoccaggio dei set di bulloni HV

Le parti di un set di bulloni per il sistematico precarico dovrebbero essere conservati in modo tale che le condizioni superficiali e quindi le proprietà funzionali non possano essere compromesse (per esempio, a causa di corrosione o sporco / polvere). Un set è composto da una combinazione di un bullone, un dado ed una rondella provenienti da un unico produttore.

 

Disposizione degli elementi di fissaggio

 

Rondella: fronte con il codice di identificazione che mostra verso la testa del bullone rispettivamente gli smussi e il dado

Dado: fronte con il codice di identificazione mostrato nella parte esterna.

Note specifiche per i collegamenti bullonati con precarico specificato:

– Quando il precarico è applicato ruotando la testa del bullone il precarico specificato dovrebbe essere ottenuto, per esempio, selezionando il metodo per il comportamento precarico in base alla lubrificazione più adatta della testa della vite – fine dell’avvitatore o l’area di contatto della testa del bullone.

– Per i rivestimenti delle facce di contatto di SLV e le giunzioni SLVP, bisogna osservare la DIN 18800-7:2008-11, tabella 4. Le perdite di precarico possono essere compensate mediante un nuovo serraggio della connessione bullonata.

– Se uno specifico set di precarico viene svitato deve essere rimosso a favore dell’installazione di un nuovo set. Se si vede che set di precarico svitato dalla torsione o dall’avvitamento non causano danni permanenti al bullone durante il primo precarico, quel bullone può essere precaricato con un nuovo dado e una nuova rondella dello stesso produttore.
La nostra raccomandazione è: in caso di svitamento di un bullone serrato già installato fino al completo precarico, non si può conoscere e non si può individuare la procedura di serraggio che è stata applicata precedentemente e se il bullone installato sia intatto o abbia già subito alcune deformazioni plastiche. Pertanto si consiglia di sostituirlo completamente comunque.

 

Proiezione del bullone

In collegamenti a vite con precarico specificato e nei collegamenti SL e SLP con ulteriore trazione, almeno una filettatura totale deve sporgere oltre il dado dopo che è serrata completamente.  Secondo la DIN 18800-7:2008-11 è sufficiente per i collegamenti a vite senza precarico specificato e senza esposizione a trazione se la fine del bullone è a filo con la faccia esterna del dado. Secondo la DIN 18800-7:2008-11 è sufficiente per i collegamenti a vite senza precarico specificato e senza esposizione alla trazione se la fine del bullone è a filo con la faccia esterna del dado.

 

Utilizzo di più rondelle su un lato

Per compensare la lunghezza di bloccaggio, fino a tre rondelle di spessore totale non superiore a 12 mm può essere installato sulla parte finale che non è stata ruotata.

L’inclinazione consentita dei volti di sostegno alla parte contro le facce portanti della testa della vite e/o il dado (Somma totale dell’inclinazione indotta della produzione specificata) Con carico prevalentemente statico ≤ 4% (≈2 °) (Quando serrato alla fine del dado), con un carico statico predominante ≤ 2% (≈1°). Se i limiti vengono superati dovrebbe essere utilizzata la piastrina a cuneo adatta, secondo la DIN 6917 o la DIN 6918 (in aggiunta o nonostante le rondelle rotonde secondo la DIN EN 14399-6).

 

Blocco dei collegamenti bullonati

I collegamenti a vite di precarico specificato non richiedono misure di sicurezza supplementari anche sotto carico non prevalentemente statico. (Per un rapporto lunghezza di bloccaggio ∑t / d <5,
possibili turni trasversali dovrebbero sufficientemente essere limitati da misure di progettazione).

 

Asole

Asole e fori con grandezze particolari specificate e spessori (oltre alle rondelle) devono rigorosamente essere fatte secondo le specifiche del progettista originale. Normalmente sono necessarie particolari verifiche di stabilità.

 

L’utilizzo di bulloni HV in parti con filetto femmina

Definire la profondità richiesta di arrivo secondo la DIN 18800-1: 2008-11, El. (504). Consultate anche la VDI 2230, se necessario. Per garantire un buon adattamento dei bulloni HV zincati, predisporre il filetto femmina con sovradimensionamento di tolleranza 6AZ in DIN EN ISO 10684. (Contattateci, se necessario).

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