Si considerino due collegamenti con le stesse piastre, lo stesso numero di bulloni e lo stesso diametro. Nel primo è ammissibile un piccolo scorrimento prima che i gambi dei bulloni vadano a contatto con i bordi dei fori. Nel secondo, quello stesso movimento altererebbe un allineamento, interferirebbe con il funzionamento dell’opera o sarebbe incompatibile con la prestazione richiesta al giunto.
La differenza non emerge osservando i pezzi sul banco. Dipende dal comportamento assegnato alla connessione durante l’esercizio. La resistenza del bullone è soltanto una parte della verifica: prima di scegliere l’assieme occorre stabilire quali movimenti siano ammessi e attraverso quale meccanismo debbano essere trasferite le azioni.
La scelta nasce dallo scorrimento ammesso
In un collegamento sollecitato a taglio e non progettato per fare affidamento su una resistenza allo scorrimento controllata, il serraggio porta innanzitutto le parti a contatto stabile. Sotto carico può poi verificarsi un assestamento relativo fino al contatto tra il gambo del bullone e il bordo del foro. Da quel momento il trasferimento delle azioni coinvolge il contatto nel foro, il taglio nel bullone e la risposta delle piastre.
Questo comportamento può essere coerente con il progetto quando lo spostamento iniziale è tollerabile e il collegamento è verificato per la condizione successiva al contatto. “Non precaricato”, quindi, non significa lasciato lento o montato senza una procedura: significa che non viene richiesto un valore di precarico controllato sul quale fondare una specifica prestazione del giunto.
La situazione cambia quando il progetto deve impedire lo scorrimento nello stato di carico considerato. In una giunzione ad attrito, il serraggio controllato genera la forza di serraggio tra le piastre e il trasferimento dell’azione avviene facendo affidamento sull’attrito tra le superfici di contatto. In questo caso precarico e condizione delle superfici formano un unico requisito progettuale: non è coerente controllare il primo e lasciare indeterminata la seconda.
La domanda decisiva non è dunque se un bullone ad alta resistenza sia preferibile in astratto, ma se il giunto possa sviluppare la propria risposta dopo un movimento relativo oppure debba impedirlo fin dall’esercizio previsto.
Allineamento, fatica e carichi variabili non sono etichette automatiche
Un disallineamento anche limitato può essere irrilevante per una connessione e inaccettabile per un’altra. Lo stesso vale per una struttura sottoposta a vibrazioni, variazioni ripetute o inversioni dell’azione: queste condizioni richiamano l’attenzione sul movimento relativo e sulle variazioni di forza, ma non trasformano ogni collegamento nel medesimo dettaglio precaricato.
Il progettista deve tradurle in una prestazione verificabile: indicare se lo scorrimento è ammesso, in quale situazione di carico deve essere impedito e quali conseguenze avrebbe sul funzionamento o sulle verifiche del dettaglio. Senza questo passaggio, la parola “vibrazione” non determina da sola né l’assieme né il metodo di serraggio.
Anche la fatica richiede una valutazione distinta dalla sola resistenza statica del bullone. Nel quadro dell’Eurocodice 3, progettazione dei collegamenti e fatica sono trattate in parti separate, come mostra questo quadro didattico dedicato all’Eurocodice 3. Una classe resistente elevata, pertanto, non risolve automaticamente il comportamento del dettaglio sotto azioni ripetute.
Quando la verifica richiede che non si produca uno scorrimento relativo, il progetto deve renderlo esplicito. Quando invece un assestamento è compatibile con gli stati limite e con la funzione della struttura, un assieme non precaricato può risultare appropriato. Categorie, combinazioni di carico e criteri di verifica devono comunque provenire dall’edizione normativa applicabile e dalla specifica del progetto.
Che cosa cambia realmente in officina e in cantiere
La distinzione progettuale produce due percorsi di montaggio differenti. Per la bulloneria non a serraggio controllato, la procedura descritta dalle regole tecniche di esecuzione richiede che le parti raggiungano un contatto stabile e che l’assieme sia portato alla condizione di snug-tight. Si tratta di un serraggio ottenuto con una normale chiave, senza prolungamento, procedendo progressivamente e, quando necessario, con più cicli per uniformare il contatto.
Questa condizione non equivale a un precarico nominale certificato. Serve a comporre correttamente il giunto e a eliminare giochi di montaggio incompatibili con il contatto stabile, ma non autorizza ad attribuire all’assieme una prestazione ad attrito che non sia stata progettata e controllata.
Negli assiemi ad alta resistenza a serraggio controllato deve invece essere raggiunto il precarico previsto mediante la procedura applicabile. Tra i metodi descritti per questa finalità rientrano il metodo combinato, basato su coppia e successiva rotazione angolare, e quello con controllo della coppia. Attrezzatura, sequenza operativa e verifiche non sono elementi intercambiabili: devono corrispondere al metodo prescritto.
Anche i controlli cambiano in funzione dell’assieme. Non basta constatare che dado e bullone siano apparentemente stretti. Occorre verificare che siano stati impiegati i componenti specificati, che la procedura sia stata eseguita nella sequenza prevista e che gli strumenti abbiano le caratteristiche richieste. Se il progetto si basa sull’attrito, va inoltre conservata la condizione prescritta per le superfici di contatto.
Perché una coppia non dimostra da sola il precarico
La coppia è un’azione applicata durante il montaggio; il precarico è la forza che si vuole ottenere nell’assieme. I due valori sono collegati, ma non coincidono. Per questo una coppia riportata in una tabella, trasmessa verbalmente alla squadra o impostata su un avvitatore non costituisce, isolatamente, la prova del precarico raggiunto.
Nel metodo a controllo della coppia il valore da applicare dipende anche dal fattore k dichiarato per lo specifico lotto. Devono inoltre essere rispettate la procedura prevista e l’accuratezza richiesta per l’avvitatore. Usare la stessa coppia su assiemi privi delle medesime informazioni di lotto non consente di attribuire automaticamente lo stesso precarico.
Il metodo combinato risponde alla stessa esigenza con una logica operativa diversa: una fase iniziale mette l’assieme nella condizione prevista, mentre una successiva rotazione angolare completa il serraggio. Anche qui il risultato dipende dall’esecuzione dell’intera procedura, non dalla lettura isolata di un solo valore.
La distinzione tra precarico nominale e coppia applicata evita due errori frequenti: considerare precaricato qualsiasi bullone serrato con un utensile dinamometrico e ritenere sufficiente una coppia generica per trasformare un giunto ordinario in una giunzione ad attrito.
Le informazioni da fissare prima dell’ordine
La scelta deve arrivare ai documenti di progetto e di acquisto senza affidarsi a espressioni generiche come “stringere bene” o “usare bulloni robusti”. Prima della fornitura e del montaggio occorre rendere determinabili almeno cinque elementi:
- Il movimento ammesso: va indicato se uno scorrimento relativo è tollerabile e in quale condizione di carico deve eventualmente essere impedito.
- Il meccanismo resistente richiesto: il capitolato deve chiarire se il progetto fa affidamento sull’attrito tra le superfici serrate oppure sulla risposta del collegamento dopo il contatto nei fori.
- Il tipo di assieme: bulloneria non a serraggio controllato e assiemi destinati al precarico non possono essere scelti soltanto in base a diametro e resistenza nominale.
- Il metodo di montaggio: devono risultare la procedura di serraggio, la sequenza, le caratteristiche dell’attrezzatura e, quando pertinente, i dati del lotto necessari per il controllo della coppia.
- Il criterio di controllo: progetto, direzione dei lavori e montatore devono sapere quale verifica documenta la corretta esecuzione del metodo prescritto.
Quando la connessione comprende anche elementi di ancoraggio, distinguere il tirante dal tirafondo nella riga d’ordine impedisce che una denominazione generica sostituisca le caratteristiche geometriche e prestazionali richieste. La precisione dell’approvvigionamento fa parte della continuità tra calcolo e montaggio.
Per una giunzione ad attrito va aggiunta la specifica relativa alle superfici di contatto. Precarico, preparazione delle superfici e controlli devono essere trattati insieme, perché modificare uno di questi elementi significa intervenire sul meccanismo al quale il progetto affida il controllo dello scorrimento.
Domande degli utenti
Quando un collegamento bullonato deve essere verificato contro lo scorrimento?
Quando il progetto richiede che, nella situazione di carico considerata, le parti collegate non sviluppino un movimento relativo capace di compromettere allineamento, funzionamento o altra prestazione verificata. La categoria del collegamento e la precisa condizione di carico non vanno dedotte dalla sola presenza di vibrazioni o azioni variabili: devono essere definite dalla specifica di progetto e dall’edizione normativa applicabile.
Perché la coppia di serraggio non garantisce da sola il precarico previsto?
Perché la coppia è il dato applicato dall’utensile, mentre il precarico è il risultato richiesto nell’assieme. Nel metodo a controllo della coppia la relazione dipende dal fattore k dichiarato per il lotto, dalla procedura e dall’accuratezza dell’avvitatore. Una coppia è quindi utilizzabile soltanto insieme ai parametri e ai controlli previsti per quello specifico assieme.
Quali controlli sono necessari durante il serraggio di un giunto precaricato?
Devono essere controllati la corrispondenza dell’assieme alla specifica, il metodo prescritto, la sequenza di serraggio e l’idoneità dell’attrezzatura. Nel controllo della coppia servono anche i dati di lotto pertinenti e un avvitatore con l’accuratezza richiesta; nel metodo combinato va verificato il completamento delle fasi di coppia e rotazione angolare. Se la resistenza allo scorrimento dipende dall’attrito, anche le superfici devono rimanere conformi alla condizione specificata.
Prima di autorizzare ordine e montaggio, la domanda da scrivere nel capitolato è una: quale movimento o quale perdita di prestazione deve impedire questo collegamento? La risposta deve tradursi nel comportamento richiesto, nel tipo di assieme, nel metodo di serraggio e nel criterio di controllo. Solo così il risultato non dipenderà da interpretazioni locali maturate davanti all’avvitatore.