WEBINAR: LA FATICA NELLE STRUTTURE IN ACCIAIO – 19 e 20 ottobre 2023

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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).