Elementi di collegamento strutturali ad alta resistenza adatti

Elementi di collegamento strutturali ad alta resistenza adatti al precarico,
secondo EN 14399.
Informazioni tecniche per l'utilizzo.
Indice
1. Scopo
2. Riferimenti
3. Aspetti generali
4. Simboli ed unità di misura
5. Modalità di montaggio
5.1 Viti
5.2 Dadi
5.3 Rondelle
6. Serraggio di assiemi adatti al precarico: sistema HV.
6.1 Minimo precarico nominale
6.2 Modalità di serraggio, classe K1
6.3 Modalità di serraggio, classe K0
7. Controlli
7.1 Prima del serraggio
7.2 Durante e dopo il serraggio
7.2.1 Controlli del serraggio effettuato con il metodo combinato
8. Raccomandazioni
Allegato A - Lunghezze di serraggio prescritte
1.
Scopo
Le informazioni contenute nella presente documentazione tecnica si riferiscono ad elementi di collegamento
strutturali ad alta resistenza adatti al precarico, conformi alla norma EN 14399-1, sistema HV,
classi K0 e K1.
Si specificano le informazioni tecniche generali riguardanti il serraggio di giunzioni bullonate precaricate,
appartenenti alla Categoria E, secondo la norma EN 1993-1-8: 2005 "Progettazione delle strutture in
acciaio. Parte 1-8: Progettazione dei collegamenti".
2.
-
3.
Riferimenti
EN 1090-2: 2008 "Execution of steel structures and aluminium structures - Part 2: Technical
requirements for steel structures";
EN 1993-1-8: 2005 "Design of steel structures. Part 1-8: Design of joints";
EN 14399-1:2005 "High-strength structural bolting assemblies for preloading - Part 1: General
requirements";
EN 14399-2:2005 "High-strength structural bolting assemblies for preloading - Part 2: Suitability test
for preloading";
EN 14399-4:2005 "High-strength structural bolting assemblies for preloading - Part 4: System HV.
Hexagon bolt and nut assemblies";
EN 14399-6:2005 "High-strength structural bolting assemblies for preloading - Part 6: Plain chamfered
washers".
Aspetti generali
Gli elementi di collegamento (assiemi vite/dado/rondelle) prodotti da Agrati sono conformi ai requisiti del
mandato M/120 (Structural metallic products and ancillaries) emesso in accordo alla Direttiva 89/106/EEC
(Construction Products Directive). Questo permette la marcatura CE degli assiemi.
Il marchio CE attesta:
- la conformità degli assiemi vite/dado/rondella alle norme europee armonizzate riguardanti le costruzioni
metalliche;
- l'attuazione di un processo produttivo strutturato, controllato e certificato da un ente esterno notificato;
- la presenza di un sistema di gestione della qualità in grado di garantire la continua sorveglianza,
valutazione ed approvazione del processo produttivo.
Ogni singolo assieme è composto da:
- una vite Agrati HV conforme alla norma EN 14399-4;
- un dado Agrati HV conforme alla norma EN 14399-4;
- due rondelle Agrati HV conformi alla norma EN 14399-6;
- eventuali sistemi di misura diretta o indiretta del precarico.
L'assieme Agrati HV è pronto all'utilizzo, avendo un dado opportunamente lubrificato.
Agrati fornisce gli assiemi secondo le seguenti varianti:
- zincati a caldo;
- bruniti termicamente.
E' possibile concordare con il cliente forniture con rivestimenti diversi.
4.
Simboli ed unità di misura
Riferimenti: EN 1993-1-8; EN 14399-2.
sezione resistente nominale della vite, [mm2]
diametro nominale della filettatura, [mm]
,
minimo precarico nominale, [kN]
carico unitario nominale di rottura della vite, [MPa]
valore individuale del fattore-k, (per la classe K1: 0,10 ≤ ≤ 0,16; per la classe K0: non
specificato)
valore del fattore-k per il calcolo della coppia di serraggio, (per la classe K1: = 0,13 se non
diversamente specificato - ref. EN 1090-2, § 8.5.4)
,
valore di riferimento per la coppia di serraggio, [Nm]
Σt
lunghezza di serraggio, compresa tra il piano d'appoggio del dado ed il piano d'appoggio
sottotesta della vite, [mm]
5.
Modalità di montaggio
Riferimento: EN 1090-2, capitolo 8.2: Use of bolting assemblies.
Viti e dadi non devono essere saldati, a meno che diversamente specificato.
Gli assiemi precaricati non necessitano di ulteriori sistemi di bloccaggio, a meno che diversamente
specificato.
5.1
Viti
Il diametro nominale delle viti usate per le giunzioni in strutture metalliche deve essere superiore o uguale a
M12.
La lunghezza della vite deve garantire che, dopo il serraggio, la filettatura completa sporga per almeno un
passo dalla faccia non in appoggio del dado.
La lunghezza di serraggio (Σt ) deve essere conforme a quanto specificato nella tabella A.1 della EN 14399-4,
allegata al presente documento.
5.2
Dadi
I dadi devono avvitarsi liberamente sulle loro viti. Ogni assieme che non soddisfa questa prescrizione deve
essere scartato.
Per il montaggio dei dadi, se si utilizza un avvitatore, è opportuno effettuare entrambi i seguenti controlli:
- per ogni nuovo lotto di viti o dadi, accertarsi della compatibilità dei componenti effettuando un
avvitamento manuale prima dell'installazione;
- per assiemi montati, ma prima del serraggio definitivo, verificare che alcuni dadi si avvitino
manualmente dopo un allentamento iniziale.
I dadi devono essere assemblati in modo tale che la marcatura sia visibile per un controllo dopo il
montaggio.
5.3
Rondelle
Si devono utilizzare due rondelle: una sotto la testa della vite e una sotto il dado.
Per il montaggio degli assiemi si devono impiegare rondelle smussate secondo EN 14399-6. Le rondelle
utilizzate sotto le teste delle viti devono essere posizionate con lo smusso rivolto verso la testa della vite.
Le rondelle utilizzate sotto i dadi devono essere posizionate con lo smusso rivolto verso il dado.
6.
Serraggio di assiemi adatti al precarico: sistema HV.
Riferimenti:
- EN 1993-1-8, capitolo 3.4: Categories of bolted connections.
- EN 1090-2, capitolo 8.5: Tightening of preloaded bolts.
Si riportano le prescrizioni relative ai parametri di serraggio per il sistema HV, classi K1 e K0.
6.1
Minimo precarico nominale
Se non diversamente specificato, il minimo precarico nominale, , , deve essere espresso mediante la
seguente formula:
, 0,7 · · Nel caso siano specificati livelli inferiori di precarico, gli assiemi, i metodi di serraggio, i parametri di
serraggio ed i criteri di controllo devono essere opportunamente definiti.
6.2
Modalità di serraggio, classe K1
Per gli assiemi conformi al sistema HV, classe K1, è specificato il metodo di serraggio combinato (coppia
iniziale più angolo).
-
Metodo di serraggio combinato (coppia iniziale più angolo)
Si realizza in due fasi, applicando una specificata coppia iniziale e successivamente imponendo un
opportuno angolo di rotazione all'elemento rotante:
1 - coppia iniziale
avvitare, con un idoneo avvitatore (capace di un'accuratezza di ± 4%, in accordo alla norma EN ISO
6789), fino al raggiungimento del valore di coppia iniziale di circa
0,75 · ,
Questa prima operazione deve essere conclusa per tutte le viti della giunzione prima di iniziare la
fase successiva.
I valori di riferimento della coppia di serraggio, ,
, da applicare per raggiungere il minimo
precarico nominale, , , basato sulla classe K1 dichiarata da Agrati, in accordo con le norme EN
14399, sono determinati attraverso la relazione:
,
· · ,
dove = fattore compreso nei limiti prescritti per la classe K1 (0,10 ≤ ≤ 0,16).
Per semplificazione, se non diversamente specificato, può essere considerato il seguente valore di
,
:
,
0,13 · · ,
I valori del minimo precarico nominale, , , ed i valori di riferimento della coppia di serraggio,
,
, sono riportati in Tabella 1.
1
2
3
Filettatura
Minimo
precarico
nominale,
, [kN]
Coppia di
avvitamento
iniziale,
0,75 · ,
[Nm],
per = 0,13
M12
M16
M20
M22
M24
M27
M30
M36
59
110
172
212
247
321
393
572
69
171
334
455
578
846
1149
2007
Tabella 1: Metodo combinato. Valori di coppia di avvitamento iniziale.
2 - angolo
ruotare di un angolo, il cui valore è specificato in Tabella 2, l'elemento rotante dell'assieme (il dado,
salvo eccezioni che richiedono speciali precauzioni). L'angolo di rotazione relativa tra gli elementi
dell'assieme deve essere facilmente identificabile al termine del serraggio, ad esempio utilizzando
opportuni contrassegni e riferimenti.
Lunghezza di serraggio Σt
d = diametro nominale della vite
Rotazione ulteriore da applicare, durante la
seconda fase del serraggio
Gradi
Frazione di giro
60
1/6
Σt < 2d
90
1/4
2d ≤ Σt < 6d
90
1/4
6d ≤ Σt < 10d
NOTA: nel caso in cui la superficie sotto la testa della vite o sotto il dado non è perpendicolare
all'asse della vite, l'angolo di rotazione richiesto deve essere determinato da opportuni test.
Tabella 2: Metodo combinato. Rotazione aggiuntiva.
NOTA
Per la famiglia con lunghezze di serraggio 6d ≤ Σt < 10d, l'angolo di rotazione indicato in Tabella 2
è stato ridotto rispetto al valore consigliato dalla EN 1090-2.
Questa nuova definizione, permessa dalla EN 1090-2 (Capitolo 8.5.4), consente un maggiore
margine di sicurezza rispetto al cedimento della giunzione, pur garantendo il minimo precarico
nominale richiesto dalle norme armonizzate.
(Un metodo alternativo di calibrazione delle giunzioni bullonate ad alta resistenza adatte al precarico è
indicato nell'Annesso H della norma EN 1090-2:2008.)
6.3
Modalità di serraggio, classe K0
Possono essere utilizzati diversi metodi di serraggio, subordinati all'utilizzo di adeguati sistemi di misura
(diretti o indiretti) del precarico.
I valori di precarico minimi applicabili sono indicati in Tabella 1, colonna 2.
I metodi di serraggio (modalità e sistema di misura) dovranno essere definiti e messi a punto di volta in
volta.
7.
Controlli
Riferimento: EN 1090-2, capitolo 12.5.2: Inspection and testing of preloaded bolted connections.
7.1
Controlli prima del serraggio
Tutti i collegamenti devono essere controllati visivamente dopo il loro posizionamento iniziale sulla
struttura e prima dell'operazione di serraggio.
Nel caso in cui si utilizzino rondelle con smusso, si deve controllare visivamente che queste, durante
l'assemblaggio, siano state posizionate correttamente (vedere §5.3 del presente documento).
Si deve controllare che l'avvitatore con cui si applica la precoppia sia correttamente calibrato: la
certificazione di calibratura deve essere controllata annualmente e l'accuratezza dello strumento deve essere
di ±4%, in accordo alla norma EN ISO 6789.
7.2
Controlli durante e dopo il serraggio
Prescrizioni generali per il controllo del corretto serraggio degli assiemi:
a) il controllo degli assiemi utilizzati e/o dei relativi metodi di installazione deve essere effettuato in
funzione della modalità di serraggio utilizzata. La scelta della giunzione su cui effettuare le
ispezioni deve essere casuale assicurandosi che i campioni siano rappresentativi di:
- tipologia del collegamento;
- gruppo di giunzioni;
- lotto di assiemi;
- tipo e dimensione dei componenti;
- attrezzatura utilizzata;
- operatore.
b) ai fini del controllo, un "gruppo di giunzioni" è definito come un gruppo di assiemi della stessa
origine, utilizzati in collegamenti simili, con le medesime dimensioni e appartenenti alla stessa
classe di resistenza. Ai fini del controllo, un gruppo numeroso di viti può essere suddiviso in più
sottogruppi.
c) la fase di pre-serraggio deve essere controllata attraverso un'ispezione visiva delle giunzioni, per
verificare la completa eliminazione dei giochi tra i componenti. Inoltre è necessario controllare che
non ci siano condizioni di sotto-serraggio.
d) per il controllo finale del serraggio è necessario analizzare gli stessi assiemi per verificare l'assenza
di condizioni di sotto-serraggio e , se richiesto, di sovra-serraggio.
e) se il controllo ha un esito negativo e porta alla sostituzione di un assieme, tutte le giunzioni di quel
sottogruppo devono essere verificate e si devono implementare delle azioni correttive.
Nel caso in cui gli assiemi non siano stati serrati sulla struttura secondo la modalità definita nella norma EN
1090-2 e da Agrati, si deve dimostrare l’avvenuta rimozione e la sostituzione dell’intero gruppo di viti.
I criteri che definiscono le non-conformità e i requisiti delle azioni correttive da intraprendere nel caso
specifico di serraggio con il metodo combinato sono specificati di seguito.
7.2.1
Controlli del serraggio effettuato con il metodo combinato
Le fasi di serraggio iniziale (precoppia) e finale (angolo) devono essere controllate durante il montaggio
degli assiemi sulla struttura.
Al termine della prima fase, se la giunzione non risulta correttamente a pacco, la calibrazione dell’avvitatore
in relazione con il carico applicato deve essere verificato con ulteriori test, in modo tale da definire la
coppia corretta da applicare per raggiungere il precarico iniziale desiderato.
Prima di iniziare la seconda fase di serraggio, è necessario verificare la presenza di tutti i contrassegni sui
dadi e dei corrispondenti riferimenti. Nel caso in cui alcuni siano mancanti, devono essere ripristinati.
Conclusa la seconda fase di serraggio, i contrassegni dei dadi devono essere verificati nel seguente modo:
a) se l'angolo di rotazione è inferiore di più di 15° dell'angolo prescritto, l'angolo deve essere corretto;
b) se l'angolo di rotazione è superiore per più di 30° dell'angolo prescritto, l'assieme deve essere
rimosso e sostituito con un assieme nuovo.
Per una visione completa dei controlli da effettuare durante il serraggio con il metodo combinato si rimanda
al capitolo 12.5.2.5 della norma EN 1090-2.
8.
Raccomandazioni
Le caratteristiche funzionali, in particolare quelle influenzate dalle prestazioni del lubrificante, possono
variare se:
- i componenti dell'assieme sono lasciati esposti ad agenti atmosferici presso il sito costruttivo in attesa
del montaggio;
- i componenti, durante l'immagazzinamento o il trasporto, subiscono danneggiamenti superficiali o
deformazioni permanenti.
Le prestazioni al serraggio definite dalla classe K1 sono garantite solamente se:
- si utilizzano componenti dell'assieme conformi alle norme EN 14399, forniti da Agrati;
- tutti i componenti hanno il medesimo rivestimento;
- non si altera la lubrificazione delle viti, dei dadi e delle rondelle;
- l'avvitamento viene eseguito mediante rotazione del dado;
- i componenti dell'assieme sono serrati una sola volta (Non è ammesso il riutilizzo dei componenti).
- si utilizzano i prodotti prelevandoli direttamente dalle singole confezioni e si attuano tutti gli
accorgimenti per evitare il mescolamento dei lotti.
Nel caso di manipolazioni delle condizioni di fornitura e di non rispetto delle istruzioni di utilizzo ogni
reclamo sarà respinto.
Allegato A - Lunghezze di serraggio prescritte
Filettatura
M12
M16
M20
M22
M24
M27
M30
M36*
Assiemi HV - Lunghezza serrata Σt
Lunghezza nominale l
35
16-21
40
21-26
17-22
45
26-31
22-27
18-23
50
31-36
27-32
23-28
22-27
55
36-41
32-37
28-33
27-32
60
41-46
37-42
33-38
32-37
29-34
65
46-51
42-47
38-43
37-42
34-39
70
51-56
47-52
43-48
42-47
39-44
36-41
75
56-61
52-57
48-53
47-52
44-49
41-46
39-44
80
61-66
57-62
53-58
52-57
49-54
46-51
44-49
85
66-71
62-67
58-63
57-62
54-59
51-56
49-54
43-48
90
71-76
67-72
63-68
62-67
59-64
56-61
54-59
48-53
95
76-81
72-77
68-73
67-72
64-69
61-66
59-64
53-58
100
77-82
73-78
72-77
69-74
66-71
64-69
58-63
105
82-87
78-83
77-82
74-79
71-76
69-74
63-68
110
87-92
83-88
82-87
79-84
76-81
74-79
68-73
115
92-97
88-93
87-92
84-89
81-86
79-84
73-78
120
97-102
93-98
92-97
89-94
86-91
84-89
78-83
125
102-107
98-103
97-102
94-99
91-96
89-94
83-88
130
107-112
103-108
102-107
99-104
96-101
94-99
88-93
135
108-113
107-112
104-109
101-106
99-104
93-98
140
113-118
112-117
109-114
106-111
104-109
98-103
145
118-123
117-122
114-119
111-116
109-114
103-108
150
123-128
122-127
119-124
116-121
114-119
108-113
155
128-133
127-132
124-129
121-126
119-124
113-118
160
132-137
129-134
126-131
124-129
118-123
165
137-142
134.139
131-136
129-134
123-128
170
139-144
136-141
134.139
128-133
175
144-149
141-146
139-144
133-138
180
149-154
146-151
144-149
138-143
185
154-159
151-156
149-154
143-148
190
159-164
156-161
154-159
148-153
195
164-169
200
*solo su richiesta
161-166
159-164
153-158
166-171
164-169
158-163