In queste righe si cercherà di capire come si suddivide la bulloneria strutturale per carpenteria metallica, la sua concezione e diversi tipi di sistema presenti sul mercato.

La bulloneria strutturale assume un ruolo rilevante a seguito della entrata in vigore delle normative europee EN 14399, EN 15048, EN 1090-2.

Con tali normative sono state definite le caratteristiche della bulloneria strutturale per carpenteria metallica per cui di conseguenza ne individuiamo attualmente di due tipologie suddivise a seconda del tipo di assieme da realizzare:

* Assiemi da precarico (EN 14399), realizzati con sistemi HV, HR e HRC
* Assiemi non da precarico (EN 15048), detti SB (Structural Bolt).

Gli elementi che vanno a formare i diversi assiemi sono essenzialmente una vite e un dado, nel caso di assieme secondo EN 15048 , e una vite, un dado e una doppia rondella nel caso di assieme secondo EN 14399.

Assiemi da precarico – EN 14399

Per quanto riguarda la bulloneria con precarico a serraggio controllato si preferisce la sua applicazione nel caso in cui la struttura o giunto da realizzare sia sollecitato prevalentemente da forze di trazione: è in queste occasioni infatti che trova maggiore efficacia.

Gli assiemi da precarico prevedono tre diverse tipologie: HV, HR e HRC.

Premesso che i sistemi HV e HR sono da considerarsi assolutamente equivalenti, la scelta di tenerli comunque separati è dettata principalmente dalla differente “filosofia” di rottura in caso di sollecitazioni. Infatti il sistema HV (di origine tedesca) prevede un dado più basso in modo che sollecitata a trazione sia proprio questo a cedere per primo e rompersi solo a seguire si avrà lo strappamento del filetto interno. Invece il sistema HR (di origine francese), oltre a prevedere un dado più alto, presenta anche un filetto della vite più esteso; questa differenza comporta appunto la diversità nel cedimento del serraggio favorendo un maggiore allungamento del bullone e quindi il collasso dello stesso. Oltre a queste differenze si evidenzia anche il fatto che i sistemi HV prevedono solamente viti in classe 10.9, mentre invece per i sistemi HR sono previste anche in classe 8.8.

Ricordiamo che stiamo parlando di assiemi a serraggio controllato, per cui il precarico viene applicato tramite chiave dinamometrica; in questo modo si ha un controllo sulla coppia di serraggio applicato all’assieme. Si introduce quindi un fattore importante detto fattore k, che determina il rendimento della coppia di serraggio in funzione del precarico applicato. Tale fattore è fondamentale per la tenuta della coppia ma dipende da vari fattori, alcuni anche di difficile controllo/gestione, infatti dipende dalle forze di attrito che si vengono a creare tra i vari elementi e che a loro volta sono influenzate da altri fattori: velocità di serraggio, rugosità delle superfici a contatto, tolleranze di accoppiamento, eventuali trattamenti termici e/o superficiali applicati agli elementi etc.  Alla luce di questa considerazione si comprende come la bulloneria a serraggio controllato sia particolarmente sensibile anche a piccoli cambiamenti come appunto alle variazioni di finitura sulla stessa; ecco perché è necessario che l’assieme venga fornito in scatole sigillate con annessa prova di assieme rilasciata dal produttore stesso, senza possibilità di utilizzare lotti differenti.

Per entrambi gli assiemi è obbligatoria la marcatura CE con marchio del produttore oltre alla dicitura HV o HR sia su viti che bulloni e la dicitura H sulle rondelle.

Il sistema HRC è stato studiato proprio per eliminare le incertezze dovute all’applicazione sulla corretta coppia di serraggio, infatti in questo assieme i dadi vengono serrati attraverso un attrezzo specifico, un avvitatore elettrico a coppie sovrapposte, che ne controlla in maniera “scientifica” il precarico applicato.

Tale strumento agisce sulla coppia di serraggio utilizzando un doppio sistema di avvitatura, dove il primo agisce sul dado ruotandolo, mentre il secondo sistema si “occupa” di mantenere ferma la vite agganciandosi sulla parte fuoriuscente della stessa (codolino), studiato con una resistenza tale per cui si spezzi durante la seconda fase di avvitatura quando a rimanere fermo sarà il dado e a ruotare (in senso contrario) sarà appunto la vite. Una volta raggiunta la resistenza limite del codolino questo si distaccherà e si sarà raggiunto così il corretto serraggio finale. In questo caso il livello di precarico è definito dallo stesso sistema di serraggio HRC.

La conformità alla norma EN 14399 di particolari e assiemi è necessaria e deve essere dimostrata attraverso due prove:
* Initial type testing
* Periodical audit

Entrambi i controlli sono a carico del produttore e sono atti a monitorare caratteristiche dimensionali, meccaniche e funzionali dei prodotti.

Inoltre ogni prodotto dovrà essere accompagnato dalla Dichiarazione di Prestazione (DoP) che deve contenere tutte le caratteristiche richieste dalle normative e almeno una prestazione attesa del prodotto.

Assiemi da non precarico – EN 15048 – Bulloneria strutturale

Per quanto riguarda i sistemi SB differiscono innanzi tutto da quelli precedenti poiché non richiedono un serraggio controllato, per cui è sufficiente un serraggio di tipo manuale, raggiungendo la condizione detta “snug-tight”. Conseguentemente a questa condizione è ovvio che il precarico applicato è ridotto, per cui è possibile fare uso di viti di tutte le classi di resistenza.

La cosa importante è che la condizione di “snug-tight” sia raggiunta da tutti i bulloni montati in modo da avere una situazione di serraggio uniforme.

Una particolare cura deve essere posta nell’evitare sovra-serraggi, specialmente nel caso di viti corte .

La procedura di serraggio fino alle condizioni di “snug-tight” deve essere eseguita partendo dalle parti più rigide della giunzione, muovendosi progressivamente verso le parti meno rigide.

La vite deve sporgere con almeno un filetto completo dalla faccia non appoggiata del dado.

Oltre a questa differenza sostanziale, riguardante la metodologia di serraggio, si evidenzia la differenza di applicazione tra i due sistemi prediligendo il sistema SB – EN 15048 per strutture sollecitate prevalentemente a taglio. Anche in questo caso è necessario conferire la prova d’assieme dado-bullone, apporre il marchio CE sui prodotti e marchio del produttore.

Per entrambe le norme EN 14399 e EN 15048 ci sono delle regole precise per quanto riguarda gli imballi (come già accennato sopra). I casi sono due:
*Imballi unici contenenti dado + vite per sistemi SB e dado + vite + rondelle per sistemi HV,HR e HRC con provenienza da un singolo lotto di ogni pezzo.
* Imballi separati per dadi, viti e rondelle ma provenienti da un unico lotto sul quale il produttore deve aver riportato le caratteristiche di serraggio.

La bulloneria strutturale per carpenteria richiede un’attenzione particolare, sono prodotti di alto livello ed è necessario affidarsi a partners di fiducia.

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