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RISPOSTA A DOMANDA #15908 – ING. MICHELE GALLONI
Purtroppo non è semplice rispondere al quesito proposto, perché non sono disponibili a tutti i documenti di background dei due gruppi che hanno sviluppato i due Eurocodici in oggetto, EC3-1-8 ed EC3-1-9 e nei quali si sarebbe probabilmente potuto trovare una risposta definitiva. Quella che riportiamo qui sotto è la migliore spiegazione derivata dai pareri di esperti della materia che abbiamo contattato.
La causa principale della differenza tra i criteri proposti per “fillet welds” in EC3-1-8 e in EC3-1-9 è legata alla necessità di considerare adeguatamente l’influenza della direzione delle tensioni agenti sulla resistenza a fatica della saldatura, in particolare per difetti di fatica che possono avere origine dalla radice (“root”) del cordone. A tale proposito, infatti, è possibile osservare che la saldatura a cordone d’angolo è più vulnerabile nei confronti di variazioni di tensione (normali e/o tangenziali) ortogonali all’asse longitudinale della saldatura ed è meno vulnerabile nei confronti di tensioni tangenziali parallele all’asse longitudinale della saldatura, come è possibile dedurre dalle prescrizioni in EC3-1-9:
- nel paragrafo 5, in cui si indica come calcolare la variazione di tensione, viene introdotta la differenziazione tra le due direzioni, specificando che sono in generale necessarie due verifiche separate;
- nei prospetti allegati al par. 8 si indica la categoria di dettaglio da utilizzare per le due direzioni (categoria di dettaglio 36 per tensioni normali, nel caso di direzione perpendicolare; categoria di dettaglio 80 per tensioni tangenziali, nel caso di direzione parallela).
La verifica in EC3-1-8 è, invece, una verifica di resistenza nei confronti del collasso plastico della saldatura, in cui la direzione delle tensioni agenti (perpendicolare vs. parallela all’asse longitudinale) ha un’influenza minore, per quanto non del tutto trascurabile.
In particolare, se si utilizza il metodo semplificato e cautelativo indicato nel paragrafo 4.5.3.3, la direzione delle tensioni agenti non ha, di fatto, alcuna influenza.
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RISPOSTA A DOMANDA #15909 – ING. MICHELE GALLONI
Risponde il dott. Pietro Foti
In merito al commento del collega, come viene giustamente sottolineato, tutti gli effetti di intensificazione delle tensioni dovute alla saldatura o comunque alla macrogeometria dei dettagli listati sono già considerati nel definire la classe di resistenza dei dettagli.
Nel caso del dettaglio 2 di Tabella 8.5, va notato che si fa riferimento a pannelli flessibili. In tal caso la normativa suggerisce appunto di considerare:
• per la classe di resistenza a fatica del dettaglio, i valori del dettaglio 1 della stessa tabella 8.5;
• per la determinazione delle tensioni, tramite le quali effettuare la verifica, l’approccio delle tensioni nominali modificate.L’uso delle tensioni nominali modificate, in tal caso, è quindi da attribuirsi proprio ai pannelli flessibili.
Giusto per fare un esempio esplicativo, possiamo avere una situazione simile sia a quella del dettaglio 1) che del 2) andando a saldare due travi a doppio T su una colonna anch’essa a doppio T, alla quale le travi trasmettono momento:
• Se prevediamo per tale dettaglio delle piastre di continuità, possiamo considerare il tutto come riferibile al dettaglio 1) senza dover ricorrere alle tensioni nominali modificate;
• Se invece non prevediamo delle piastre di continuità, ovviamente avremo un andamento delle tensioni differente dal caso precedente. Tale andamento diverso viene appunto tenuto in conto tramite le tensioni nominali modificate.Abbiamo derivato tale spiegazione anche facendo riferimento alla nuova versione dell’Eurocodice che riporta qualche nota in più relativamente al dettaglio 1) e 2) di tabella 8.5 dell’eurocodice attualmente in vigore.
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RISPOSTA A DOMANDA #15914 – ING. MAURIZIO SESSA
Per determinare la vita residua di una struttura si può consultare la pubblicazione (scaricabile dal web):
Assessment of Existing Steel Structures: Recommendations for Estimation of Remaining Fatigue Life
B. Kühn, M. Lukić, A. Nussbaumer, H.-P. Günther, R. Helmerich, S. Herion, M.H. Kolstein, S. Walbridge, B. Androic, O. Dijkstra, Ö. Bucak
Prepared under the JRC – ECCS cooperation agreement for the evolution of Eurocode 3 (programme of CEN / TC 250).
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RISPOSTA A DOMANDA #15948 – ING. GIUSEPPE CAMPOREALE
Rispondo alle sue due domande.
1) Forse la slide era poco chiara, in realtà si diceva che le vie di corsa a cassone sono abbastanza diffuse per carroponti di portata medio-bassa, sino a 20 t indicativamente. Ma questo non vuol dire che siano sconsigliate per carroponti di portata maggiore. Diversi produttori di carroponti offrono la fornitura anche delle vie di corsa, a trave o a cassone, per ogni portata. Fornire travi a cassone presuppone di essere attrezzati per eseguire in automatico le saldature delle anime del cassone, quindi la scelta tra le due tipologie è legata anche a considerazioni di costi.
2) In passato si preferiva non saldare gli irrigidimenti alle piattabande inferiori (tese), perché si riteneva che una saldatura trasversale ad un elemento in tensione peggiorasse la resistenza a fatica di quest’ultimo. In realtà attualmente i dettagli delle normative non distinguono tra saldatura dell’irrigidimento all’ala superiore e saldatura all’ala inferiore, quindi se si prolunga l’irrigidimento e lo si salda anche all’ala inferiore, non cambia nulla. Il dettaglio è stato mostrato per adesione a una antica prassi costruttiva, ed anche come pretesto per mostrare un altro caso di verifica a fatica, quello appunto del piatto di irrigidimento che si interrompe prima di raggiungere la piattabanda inferiore. In ogni caso, oltre ai problemi di calcolo, l’attenzione va richiamata sulla prescrizione di una accurata molatura delle zone terminali delle saldature per rimuovere eventuali incisioni presenti, al fine di aumentare la resistenza alla fatica.
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RISPOSTA A DOMANDA #15907 Ing. Ruggero Cavallini
Risponde l’ing. Alessandro Desimoni
La tematica è studiata a livello di ricerca, le normative in ambito europeo non pare forniscano al momento informazioni in merito. In alcuni documenti sulle passerelle pedonali viene detto di considerare la problematica (come nel documento JRC-ECCS “Design of Lightweight Footbridges for Human Induced Vibrations”), ma non vengono dati riferimenti su come affrontarla.
Alcune semplici indicazioni vengono fornite per solai di edifici sui quali vengono praticate attività di aerobica in un paragrafo delle norme Canadesi NBC 2005 (§22 dell’appendice D del commentario alla NBC 2005), richiamato anche al capitolo 5 della Steel Design Guide 11 delle AISC. Tali informazioni non appaiono, tuttavia, del tutto pertinenti al caso delle passerelle pedonali per le differenti tipologie di forzanti e di numero di cicli ad esse associati.
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RISPOSTA ALLA DOMANDA #15910 Ing. Oberto Castelluccio
Risponde l’ing. Alessandro Desimoni
Nelle verifiche strutturali (comprese, quindi, quelle a fatica) relative alle azioni dovute al distacco dei vortici, occorre prendere in considerazione tutte le velocità critiche inferiori a v_m,l, come esplicitamente ricordato al §Q.1 delle CNR-DT 207 R1/2018 (nell’EN 1991-1-4, v_m,l è posta pari a 1.25 x v_m). Di conseguenza, vanno considerati tutti i modi di vibrazione trasversali con frequenza naturale nL,i che determinino velocità critiche v_cr,i inferiori a v_m,l.
Le azioni statiche equivalenti per unità di lunghezza, atte a schematizzare l’effetto delle vibrazioni trasversali indotte dal distacco risonante dei vortici, sono da calcolarsi con riferimento a tutti gli i-esimi modi da considerare per il caso in studio. Tali forze sono proporzionali alla forma modale normalizzata dell’i-esimo modo; pertanto, è possibile che i modi superiori al primo sollecitino maggiormente dettagli strutturali posti in zone più alte del fusto della ciminiera.Per determinare i dettagli da sottoporre a verifica a fatica per distacco dei vortici è quindi opportuno individuare tutti i modi critici e calcolare le azioni statiche equivalenti a essi associate; si determinano, quindi, le escursioni di sollecitazione nelle sezioni di interesse e le relative escursioni di tensione con le quali condurre le verifiche nei dettagli.
Nella determinazione del numero dei cicli di carico N, causati dalle oscillazioni dovute al distacco risonante dei vortici in un determinato dettaglio strutturale, è necessario sommare il numero dei cicli di carico N_i causati dal distacco risonante dei vortici sull’i-esimo modo di vibrazione (§Q.8 CNR 207 R1/2018).Si ricorda che la verifica a fatica, oltre che per effetto del distacco dei vortici, deve essere effettuata, quando significativa, anche con riferimento all’azione della turbolenza longitudinale. Metodologie di verifica semplificate e dettagliate sono riportate nell’Appendice P della CNR-DT 207 R1/2018.
N.B.: per quanto concerne le azioni eoliche sulle strutture, unitamente all’EN 1991-1-4:2005, si suggerisce di fare sempre utile riferimento al documento CNR-DT 207 R1/2018 che, oltre a essere più recente e, su alcuni argomenti, dettagliato dell’Eurocodice 1 parte 1-4 (la cui seconda generazione è attesa nei prossimi 3 anni), riporta un capitolo con i fondamenti dell’ingegneria del vento e uno dedicato a esempi di calcolo svolti, utili per comprendere le procedure di calcolo da utilizzare per le più comuni casistiche (tra cui una ciminiera in cemento armato, una ciminiera metallica e un palo porta antenne).
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