L’articolo completa e integra il tema introdotto nei due precedenti contributi (Structural 218/2018 e 219/2018), che trattava, il primo del pre-dimensionamento delle strutture in acciaio e della verifica delle più frequenti tipologie di elementi strutturali, e il secondo dell’attenzione allo stato di deformazione, essenziale nella progettazione strutturale in acciaio.
Per l’importanza dell’argomento e l’estensione generale di questa 6^ parte dedicata al dettaglio delle connessioni, è stato deciso di suddividere il capitolo in due sezioni:
- La sezione 6a. che fa capo a questa pubblicazione tratterà i dettagli a cerniera e i controventi
- La sezione 6b. edita nella prossima pubblicazione tratterà i dettagli di continuità, incastro, di base con le fondazioni e dettagli per apparecchi in temperatura.
Come già accennato negli articoli precedenti, l’esecuzione delle strutture metalliche prevede normalmente una prima fase di prefabbricazione negli stabilimenti di produzione e una seconda effettuata in cantiere, di assmblaggio spesso a piè d’opera e di montaggio.
I vari elementi strutturali devono essere mutuamente connessi.
Le giunzioni, pensate dal progettista nella fase di elaborazione della struttura, saranno di norma cerniere (ideali e non) e incastri. Esse potranno essere eseguite con bulloni oppure mediante saldature da eseguire in opera.
I collegamenti bullonati garantiscono in genere una buona affidabilità e velocità di montaggio.
Le saldature in opera necessitano di maggiore attenzione nella esecuzione, di norma eseguita in ambiente esterno, oltre che di maggiori e più onerosi controlli non distruttivi. Il loro impiego è spesso dettato da necessità statiche, ad esempio in aree ad alta sismicità, ove duttilità e sovra-resistenza giocano un ruolo importante, ma anche per esigenze architettoniche o dimensionali o per consuetudine, caso questo riscontrato oltre oceano (Americhe) oppure in estremo oriente.
Ci si propone quindi in questo contributo di fornire le tipologie più comuni accompagnate da metodi di verifica semplici e soprattutto conservativi.
Si analizzeranno anche dettagli utilizzati in particolare in campo industriale, necessari a garantire la congruità fra progetto ed esecuzione. Casi specifici come quello degli appoggi scorrevoli uni- o bi-direzionali degli apparecchi in temperatura fra “corpo caldo” e struttura “fredda” oppure di cerniere “non ideali” ma “reali”, richieste nel caso di strutture estese in senso longitudinale (con riferimento a Structural 215 gennaio/febbraio 2018, pagine 18-24).
Si vuole ricordare soprattutto ai progettisti più giovani, l’importanza che la robustezza dei giunti gioca nel dimensionamento.
Il risparmio nel numero di bulloni, spessori di flange e piastre di nodo “risicate”, dimensioni “tirate” dei cordoni di saldatura non servono a ridurre i costi di un’opera; viceversa sono spesso causa di cedimenti strutturali che possono influire sulla stabilità complessiva dell’opera.