La scheda è costruita sul “metodo delle componenti” che è alla base di UNI EN 1993-1-8 “Eurocode 3 – design of joints” e permette di determinare le azioni resistenti di ciascun componente di giunti flangiati in spessore di trave (flush end-plate) o con estremità estesa (extended end-plate), assimilandoli a elementi a T equivalenti di opportuna lunghezza, detta lunghezza efficace (leff).  

                                                                                           

Le ipotesi di applicazione rimangono quelle dell’EC3 di sezioni ad I o H laminate e saldate di classe 1,2 o 3 e di massimo due bulloni per fila. Il numero di file di bulloni tesi può variare da un minimo di una ad un massimo compatibile con la geometria degli elementi collegati e con ipotesi di calcolo ragionevoli.


Per quanto riguarda le bullonature delle flange, esse vengono considerate generalmente sia come "singole" sia come "gruppi": cioè di ogni singola fila di bulloni necessaria per resistere a tensione viene determinata la resistenza sia considerando la fila come la unica presente (T-stub con 2 bulloni), sia come contemporaneamente presente con altre file resistenti a tensione (T-stub con più bulloni).


Un ulteriore aspetto di calcolo fondamentale sta alla base della distinzione tra collegamenti irrigidito o collegamento senza l'aggiunta di rinforzi. Per il rinforzo dell'anima soggetta a trazione trasversale possono essere utilizzati: piatti supplementari sull'anima, irrigidimenti trasversali o rinforzi diagonali, inseriti per consentire di ridurre lo spessore calcolato per piastra non irrigidita.

Per il calcolo si considera comunque la più piccola delle leff . In genere la massima forza di trazione si ha nei bulloni estremi quindi per Unstiffened column flange si prenderanno in considerazione prevalentemente i bulloni estremi e le corrispettive formule per leff come End Bolt Row dell'EC3; per Stiffened column flange invece se il piatto di collegamento è esteso si prendono prevalentemente le righe finali adiacenti al rinforzo come End Bolt Row adjacent to a stiffener mentre se il piatto non è esteso si considerano le righe adiancenti al rinforzo come Bolt Row adjacent to a stiffener.


Conformemente a quanto suggerito da EN 1993-1-8, i vari metodi di collasso possibili della flangia di testa sotto la azione di tiro dei vari bulloni sono stimati mediante la determinazione della “lunghezza efficace” del T-Stub, che tenga conto dei possibili pattern di collasso plastico della piastra.

La azione resistente offerta da ciascuna fila (row) di bulloni viene combinata con la resistenza delle altre file di bulloni in generale non ammettendo una ridistribuzione plastica degli sforzi, se non esplicitamente possibile secondo EN 1993-1-8.

Le lunghezze efficaci leff di un sistema T-stub in trazione sono calcolate in funzione della posizione della fila di bulloni (interna o esterna alla sezione del profilo) ed in funzione del meccanismo di collasso locale che può essere con distribuzione circolare (imbutimento) oppure con distribuzione non circolare.

                                                                               

                                                                                             

Il T-stub equivalente avrà quindi una lunghezza che riproduce, escludendo il caso di rottura dei soli bulloni (modo 3), la resistenza minima tra quelle associate a tutti i possibili meccanismi plastici bidimensionali (meccanismo circolare, non circolare, effetto gruppo) a ciascuno dei quali corrisponde una diversa lunghezza efficace.


E' da notare (figura sottostante) che CalcS considera coerentemente con EN 1993-1-8 anche le prying forces nei bulloni (Q in figura sottostante, a destra dove l’azione nel bullone è pari a 0,5Ft,Rd + Q). Le forze di leva nei bulloni sotto trazione derivano da qualsiasi eccentricità tra uno degli elementi caricati e un bullone che lo collega ad un altro membro; quando gli elementi uniti provano a separarsi, l'area dei membri lontana dalla sezione caricata reagisce l'una contro l'altra producendo una forza di leva che deve essere trasferita dal bullone in aggiunta al carico originale.

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A questo proposito è bene notare che EN 1993-1-8 ci permette di calcolare le prying forces del corrente T-stub avente distanza e dei bulloni dal bordo, ma può essere che la controparte in compressione del T stub oggetto di calcolo abbia minore larghezza (ad esempio quando il T stub in trazione è la flangia di una colonna a doppio T che è collegata alla flangia più larga di una trave orizzontale). Si veda ad esempio la figura sottostante: il Tstub oggetto di calcolo (in rosso) ha "e" maggiore di "emin".

In questo caso "emin" è quello rilevante ai fini del calcolo delle prying forces, "e" è rilevante ai fini del calcolo dei meccanismi di imbutimento del MODO 1 (che non prevede forze di contatto).



Il parametro emin compare implicito nel calcolo della resistenza della modalità di collasso 2 (Modo 2 - rottura mista) sotto forma di n (n=emin) assieme al parametro m il cui valore può essere desunto graficamente o dato in input come nella scheda CalcS oppure può essere calcolato a partire da informazioni geometriche sulla largehzza e sullo spessore dell'ala del profilo di collegamento e sul parametro e appena descritto.


Utilizzando il valore della lunghezza efficace determinato come sopra si possono ricavare i valori dei momenti plastici Mpl,Rd resitenti per i tre modi di collasso (Mpl,1,Rd , Mpl,2,Rd , Mpl,3,Rd).

I possibili modi di collasso di un sistema a T in trazione (T-stub in tension) sono schematizzati nella figura sottostante e prevedono un meccanismo plastico completo dell’ala (modo 1), un meccanismo di rottura dei bulloni con snervamento dell’ala (modo 2) e un meccanismo di rottura dei soli bulloni (modo 3).

Per ogni modalità di collasso si ottiene infine il valore della resistenza della flangia del modello T-stub  FT,1,Rd FT,2,Rd FT,3,Rd, e quello riassuntivo FT,Rd come valore minimo dei meccanismo citati.

Si noti che l'EC3 distingue per casistiche relative alla presenza o meno di backing plates usate per finforzare la flangia della colonna in flessione; e della presenza o meno di prying forces.

Riprendendo queste ultime nell'applicazione generica del T-stub in tension l'Eurocodice distingue il calcolo della resistenza della flangia per la modalità di collasso 1 e 2 in funzione della verifica sul parametro della lunghezza del tratto di allungamento del bullone o del tirafondo. In particolare se tale lunghezza Lb risulta inferiore alle Lb* si calconano la FT,1,Rd e la FT,2,Rd con formule differenti, mentre vi è un'unica formula nel caso di assenza di foze di leva FT,1-2,Rd. Il calcolo della Lb secondo EN1993-1-8 prevede due formulazioni differenti per il caso di bullone o di tirafondo:

- la lunghezza del tratto di allungamento del bullone, considerata uguale alla lunghezza della zona di serraggio (spessore totale dei piatti e delle rondelle) più metà della somma dell'altezza della testa del bullone e dell'altezza del dado;

oppure

- la lunghezza del tratto di allungamento del tirafondo, considerata uguale alla somma di 8 volte il diametro nominale del bullone, dello strato di malta di allettamento, dello spessore della piastra, della rondella e di metà altezza del dado.

Lb < Lb*