Relazioni tecniche per i ponteggi a piani di lavoro
autosollevanti. Istruzioni per la compilazione.
I
ponteggi a piani di lavoro autosollevanti con circolare di questo
Ministero n. 39 del 15 maggio 1980, su conforme parere della Commissione consultiva
permanente per la prevenzione degli infortuni e l'igiene del lavoro - sono stati
considerati soggetti alla disciplina autorizzativa di cui all'art.
30 del D.P.R. 7 gennaio 1956, n. 164.
Sulla
base di tale determinazione, sono state a suo tempo emanate istruzioni per la
compilazione delle relazioni tecniche allegate alle domande di autorizzazione.
L'evoluzione tecnologica, nonchè
l'allineamento delle norme di calcolo agli attuali standards internazionali,
hanno reso necessario un affinamento di dette istruzioni e pertanto si è predisposto
l'unito allegato tecnico redatto su conforme parere dei competenti organismi (C.N.R.
e Commissione consultiva permanente per la prevenzione degli infortuni e l'igiene
del lavoro) secondo il dettato dell'articolo citato, contenente le istruzioni
per la compilazione delle relazioni tecniche di dette attrezzature.
Pertanto,
i costruttori - alle cui organizzazioni settoriali tale documento è diretto -
ed i progettisti dovranno attenersi, nella redazione delle documentazioni relative
ai ponteggi in parola, alle istruzioni tecniche contenute nel documento stesso.
Tale documento costituisce altresì
valido strumento per il controllo della regolarità delle installazioni ai fini
della tutela dell'integrità fisica dei lavoratori per gli organi di vigilanza.
Allegato
Istruzioni
per la compilazione delle relazioni tecniche
relative
a ponteggi a piani di lavoro autosollevanti
0.
Generalità
0.1.
Scopo
Scopo della presente specifica
tecnica è quello di definire le caratteristiche relative alla costruzione, al
montaggio, all'uso ed alla manutenzione di ponteggi di servizio a piani di lavoro
autosollevanti.
0.2.
Definizioni
0.2.1. Ponteggio di
servizio
Si definisce "ponteggio
di servizio" l'opera provvisionale necessaria a consentire lavori di costruzione
o di manutenzione di opere edili.
0.2.2.
Ponteggio di servizio a piani di lavoro autosollevanti
Si
definisce "ponteggio di servizio a piani di lavoro autosollevanti"
il ponteggio costituito da piani di lavoro sorretti da colonne che, attraverso
opportuni meccanismi, possono essere posizionati in corrispondenza di livelli
altimetrici diversi rispetto all'opera servita.
0.2.3.
Elementi strutturali
0.2.3.1. Colonna
Si definisce "colonna" la
struttura di sostegno dei piani di servizio.
0.2.3.2.
Basamento
Si definisce "basamento"
l'elemento strutturale che trasferisce al terreno le azioni delle colonne.
0.2.3.3.
Ancoraggio
Si definisce "ancoraggio"
l'elemento che vincola la colonna ad una struttura idonea a sopportare le azioni
ad essa trasmesse.
0.2.3.4. Piano
di lavoro
Si definisce "piano
di lavoro" la struttura di servizio necessaria a consentire le attività lavorative.
0.2.3.5. Ponte di sicurezza
Si
definisce "ponte di sicurezza" l'opera provvisionale necessaria a garantire
funzioni di sottoponte del piano di lavoro.
0.2.3.6.
Mensola di accostamento
Si definisce
"mensola di accostamento" l'elemento strutturale che consente l'ampliamento
del piano di lavoro verso l'opera servita.
0.2.3.7.
Sistema di sollevamento
Si definisce
"sistema di sollevamento" l'insieme dei meccanismi che consentono il
movimento dei piani di lavoro.
0.2.3.8.
Paracadute
Si definisce "paracadute"
il sistema protettivo che realizza l'arresto del piano di lavoro in caso di rottura
del sistema di sollevamento o quando la velocità del piano di lavoro in discesa
superi del 20% la velocità di esercizio.
0.2.4.
Sistema funzionale
Si definisce "sistema
funzionale" l'insieme di elementi strutturali (piani di lavoro, colonne e
mensole di accostamento) idonei a realizzare le opere provvisionali necessarie
per consentire in sicurezza le attività lavorative.
0.2.5.
Fabbricante
Per "fabbricante"
si intende la persona fisica o giuridica che produce le opere provvisionali oggetto
della presente specifica.
Per opere
provvisionali costruite all'estero le funzioni del fabbricante sono attribuite
al legale rappresentante in Italia che commercializza i prodotti.
La
qualifica di fabbricante deve essere documentata attraverso certificato di iscrizione
alla Camera di commercio, industria, artigianato.
0.2.6.
Stabilimento di produzione
Per "stabilimento
di produzione" si intende la denominazione e l'ubicazione degli edifici ove,
sotto la responsabilità del fabbricante, vengono costruiti gli elementi strutturali
costituenti il sistema funzionale.
0.2.7.
Laboratori ufficiali
Per "laboratori
ufficiali" si intendono:
- il
laboratorio dell'ISPESL,
- i laboratori
delle Università e Politecnici dello Stato,
-
i laboratori di istituti tecnici di Stato, riconosciuti ai sensi della legge 5
novembre 1971, n. 1086.
0.3.
Modalità di presentazione delle relazioni tecniche
0.3.1.
Le documentazioni devono essere redatte in lingua italiana.
0.3.2.
Prima della trattazione dei punti del capitolo I è necessario indicare l'ubicazione
dello stabilimento di produzione degli elementi strutturali.
0.3.3.
Le relazioni tecniche, i disegni e le eventuali integrazioni - devono essere datate
e firmate, in ogni pagina, dal fabbricante e dal progettista. Le pagine devono
essere numerate.
La qualifica di fabbricante
deve risultare da certificato di iscrizione alla Camera di commercio, industria,
artigianato.
0.3.4. Nella relazione
tecnica devono essere forniti gli elementi necessari a caratterizzare le condizioni
di sicurezza relative ai sistemi funzionali di maggior impegno indicando le varianti
che non richiedono la necessità di presentazione di relazioni tecniche integrative.
1.
Descrizione degli elementi strutturali, loro dimensioni con le tolleranze ammissibili
e schema dell'insieme
Si devono
presentare i disegni d'insieme di tutti gli elementi strutturali e i disegni costruttivi
quotati dei singoli elementi.
Devono
inoltre essere presentati i disegni dei meccanismi e gli schemi funzionali dei
circuiti elettrici ed idraulici.
1.1.
Descrizione
Devono essere descritte
le funzioni degli elementi strutturali impiegati per la realizzazione dei sistemi
funzionali.
Nella descrizione degli
elementi stessi devono essere indicati i sistemi per realizzare il collegamento
tra loro, che devono essere tali da impedire la rimozione degli elementi montati
senza un'azione volontaria di disattivazione dei dispositivi di fermo, di blocco
o di collegamento.
Nel caso di collegamento
a vite la condizione di cui al capoverso precedente è soddisfatta quando, a dado
serrato, la parte terminale del gambo filettato del bullone sporga per non meno
di cinque filetti.
Tale condizione
non è richiesta quando il collegamento venga realizzato con dado e controdado.
1.2.
Dimensioni e tolleranze
Per ogni
elemento strutturale devono essere indicati, su tabella, i tipi dei profilati
impiegati con la specificazione delle caratteristiche dimensionali delle sezioni
e delle tolleranze; per i componenti unificati è sufficiente fare riferimento
al tipo ed alla norma UNI o ISO, allegando la relativa tabella di normalizzazione.
Nei disegni vanno indicate in ogni
caso le dimensioni longitudinali e le tolleranze relative.
Quando
necessario, i particolari degli elementi costruttivi (collegamenti, ancoraggi,
ecc.) debbono essere riportati in scala adeguata. Nella relazione devono essere
indicate le effettive possibilità di accoppiamento tra elementi (spine, innesti,
ecc.).
Debbono inoltre essere indicate
le dimensioni dei cordoni di saldatura. Sugli elementi strutturali portanti e
sui relativi accessori, sia nella relazione sia sui disegni, debbono essere indicati
il nome o il marchio del fabbricante specificando la forma grafica, la zona di
marchiatura e la caratteristica relativa (incisa o a rilievo).
Lo
spessore minimo nominale degli elementi metallici non deve essere inferiore a
2,2 mm per tutti gli elementi strutturali, salvo che per gli impalcati metallici
e le tavole fermapiede metalliche che devono avere in ogni caso spessore
nominale non inferiore a mm 1.
Quando
vengono utilizzati tubi, essi devono avere spessore s (in millimetri) non
inferiore a s = 1,4 + 0,031 d dove d è il diametro
nominale esterno del tubo espresso in millimetri.
1.3.
Schema dell'insieme
Per ogni sistema
funzionale di attrezzatura che è possibile realizzare con gli elementi, deve essere
descritto lo schema, illustrando la funzione specifica di servizio svolta dal
sistema (nell'ambito delle tecnologie in oggetto) e precisando le funzioni svolte
con riferimento al punto 0.2.
Analoga
descrizione deve essere fornita per gli elementi strutturali particolari, quando
utilizzabili singolarmente nei limiti di impiego previsti.
Alla
descrizione devono essere allegati gli schemi funzionali delle soluzioni che possono
essere realizzate con gli elementi strutturali.
E'
possibile limitare gli schemi alla parte terminale o ad una delle parti ripetitive
delle soluzioni possibili, indicando le dimensioni longitudinali e trasversali
massime e minime compatibili con le ipotesi di calcolo.
Gli
schemi funzionali prodotti costituiscono, insieme con i disegni in scala ridotta
di tutti gli elementi strutturali e dei relativi marchi, gli schemi tipo di cui
al capitolo 7.
I disegni relativi
a ciascun schema funzionale devono essere conformi a quanto previsto nei punti
seguenti.
1.3.1. Protezioni contro
la caduta di persone
Esse sono costituite
da:
- corrente di parapetto alto almeno
m 1 dal piano di calpestio del piano di lavoro;
-
fermapiede alto almeno cm 20.
La
luce massima verticale tra fermapiede e corrente deve essere non
superiore a cm 60.
1.3.2. Piano di
calpestio
Quando il piano di calpestio
è realizzato in legname, l'intavolato deve essere costituito da tavole assicurate
contro tutti gli spostamenti e fra loro accostate; la luce massima tra intavolato
ed opera servita, per lavori di finitura, non deve superare cm 20, in assenza
di regolare parapetto.
Le dimensioni
di ciascuna tavola devono essere non inferiori a 4 x 20 cm, per luci fino a m
1,20, ovvero, fermo restano l'obbligo di osservanza di tali minimi, con modulo
di resistenza di ciascuna tavola maggiorato del 50%, per luci da m 1,20 a m 1,80.
Nel caso di impiego di piani di calpestio
in lamiere di acciaio, i fori antisdrucciolo non devono avere dimensioni superiori
a 20 mm e le fenditure delle lamiere non devono avere una superficie superiore
a 314 mm2.
Nel caso di
impiego di piani di calpestio in materiali diversi dal legname o dalla lamiera
di acciaio devono essere indicate le caratteristiche dei materiali utilizzati.
1.3.3. Ponte di sicurezza
Il
ponte di sicurezza deve avere le stesse caratteristiche del ponte realizzato per
il piano di lavoro e deve essere posto a distanza non superiore a m 2,50 da questo.
Il ponte di sicurezza non è richiesto:
a) quando il piano di lavoro è realizzato
in elementi assoggettati alle prove di cui al punto 3;
b)
quando la distanza massima tra i traversi di sostegno dell'impalcato in legname
del piano di lavoro non è superiore a 60 cm ovvero quando si faccia ricorso a
soluzioni staticamente equipollenti.
1.3.4.
Protezioni contro la caduta di materiali
Qualora
non si ricorra alla segregazione dell'area sottostante la zona interessata dal
sistema, da prevedere comunque nelle istruzioni di montaggio, impiego e smontaggio,
le protezioni contro la caduta dei materiali devono essere realizzate ricorrendo
ad uno dei mezzi alternativi seguenti:
-
tavolato parasassi, esteso per almeno m 1,20 oltre il filo dell'impalcato dei
ponti;
- chiusura continua con graticci
(o in rete a maglie con dimensioni non superiori a cm 0,5) del fronte dei ponti,
alta m 1,00 dal piano di calpestio dei ponti e raccordata all'intavolato.
1.3.5.
Dispositivi di sicurezza
Devono essere
descritti i seguenti sistemi e dispositivi di sicurezza:
a)
dispositivi automatici di arresto per inclinazioni del piano di lavoro superiori
al 10%;
b) dispositivi di fine corsa
per il moto del piano di lavoro, in salita ed in discesa;
b1)
dispositivi di extra corsa per il moto del piano di lavoro in salita;
c)
dispositivi automatici di arresto in caso di assenza di forza motrice;
d)
dispositivi di sicurezza (paracadute) in caso di rottura del meccanismo di sollevamento
o di eccesso di velocità del piano di lavoro oltre il 20% rispetto a quella di
esercizio o indicazione delle misure sostitutive adottate;
e)
dispositivi di messa a livello di basamenti;
f)
modalità di realizzazione degli ancoraggi delle colonne a parti stabili;
g)
sistemi di accesso al piano di lavoro;
h)
sistemi per la movimentazione delle mensole di accostamento;
i)
dispositivi di arresto del moto del piano di lavoro nel caso di interferenza con
ostacoli fissi solo per velocità superiori a 0,1 m/s;
l)
dispositivi per la discesa del piano di lavoro in caso di emergenza.
1.3.6.
Caratteristiche dei meccanismi
Quando
utili ai fini della sicurezza, devono essere fornite le caratteristiche dei meccanismi
(vedi punto 4.4.3).
In ogni caso la
velocità di movimento dei piani non deve superare 0,12 m/sec.
1.3.7.
Impianto elettrico
Circuiti
di sicurezza
Un guasto nel sistema
di alimentazione di energia o nel circuito di controllo della macchina, non deve,
da solo, provocare una situazione di pericolo, ed in particolare la messa in moto
intempestiva di un elemento mobile della macchina, impedirne l'arresto automatico
o comandato, renderne inefficienti i dispositivi di protezione o invertirne il
senso di movimento.
Qualora un secondo
guasto, aggiunto al primo, possa determinare le suddette condizioni di pericolo,
il primo guasto al suo manifestarsi deve porre fuori servizio la macchina. In
tale caso non deve essere possibile rimettere in funzione la macchina prima dell'eliminazione
del guasto stesso.
Fra i guasti possibili
devono essere previsti in particolare:
-
diminuzione o mancanza di tensione;
-
interruzione della continuità di un conduttore;
-
difetto di isolamento verso massa o verso terra;
-
cortocircuito o interruzione di un componente elettrico (quale ad esempio condensatore,
resistenza, transistore, lampada);
-
mancata attrazione o attrazione incompleta dell'armatura mobile di un contattore
o di un relè;
- mancata caduta dell'armatura
mobile di un contattore o di un relè;
-
mancata apertura di un contatto non a distacco obbligato;
-
mancata chiusura di un contatto;
-
inversione di fase.
Requisiti
di installazione
Realizzazione
L'impianto elettrico dell'apparecchio
deve essere realizzato a regola d'arte così da consentire una manutenzione ed
uso corretto del ponteggio in maniera da prevenire i pericoli derivanti dalla
energia elettrica.
Componenti
I
componenti dell'equipaggiamento elettrico dell'apparecchio devono rispondere alle
rispettive norme di buona tecnica.
Tensione
di alimentazione
La tensione massima
di alimentazione dell'impianto elettrico del ponteggio deve essere non superiore
a 220 V verso terra in c.a. e 500 V in c.c.
Modalità
della connessione
La connessione della
linea di alimentazione del ponteggio alla sorgente elettrica deve avvenire tramite
interruttore generale.
Caratteristiche
di protezione meccanica
Salvo indicazioni
particolari più restrittive, le apparecchiature elettriche devono essere fornite
di grado di protezione meccanica non inferiore a IPx55 secondo le norme CEI 70.1.
Cavi
I
cavi utilizzati nel ponteggio devono essere del tipo adatto alla posa per esterni;
i conduttori devono essere di rame.
I
cavi, se con posa a vista, devono avere rivestimento isolante continuo, adatto
al tipo di posa e devono comunque essere forniti di guaina isolante antiabrasiva.
La posa in opera dei cavi deve essere
fatta in modo che le condutture non risultino danneggiate nè da persone
e cose nè dalla parte mobile dell'impianto; essa, inoltre, deve avvenire,
per quanto possibile, fuori dalle vie di transito pedonale; non deve consentire
la formazione di bruschi piegamenti e deve essere fatta in maniera da evitare
danneggiamenti e sforzi meccanici eccessivi.
Giunzioni
e deviazioni
Le connessioni devono
essere assicurate contro gli allentamenti accidentali e gli strappi; la loro scelta
deve essere fatta fra quelle ammesse ed eseguite con tecniche adatte. Per le modalità
di esecuzione delle connessioni devono essere fornite adeguate istruzioni per
permettere all'utente di procurarsi la necessaria attrezzatura e capacità per
eseguire la manutenzione.
Sezioni
Il dimensionamento delle linee elettriche
deve essere fatto a regola d'arte; devono comunque essere rispettate le seguenti
sezioni minime:
1,5 mm2
per i conduttori dei circuiti di manovra;
2,5
mm2 per i conduttori dei circuiti di F.M.
Guaine
isolanti
Le guaine isolanti dei conduttori
devono essere del tipo approvato per tensioni nominali di esercizio non inferiori
a 450/750 V.
La colorazione delle
guaine deve essere:
- blu chiaro per
il conduttore di neutro;
- giallo-verde
per i conduttori di protezione.
Protezione
contro i contatti diretti
- Da linee
aeree esterne
Ferme restando le maggiori
distanze stabilite dalle norme per l'esecuzione delle linee elettriche esterne
è vietato eseguire il montaggio dell'apparecchio in prossimità di linee elettriche
esterne poste a distanza minore di 5 m dal ponteggio a meno che, previa segnalazione
all'ente distributore dell'energia elettrica, non si provveda, da parte del preposto
ai lavori, al posizionamento di protezioni atte ad evitare contatti accidentali
o pericolosi avvicinamenti ai conduttori delle linee elettriche esterne. Nel caso
di maneggio, sollevamento o trasporto di materiali di notevole lunghezza, devono
adottarsi cautele e misure supplementari onde evitare, in ogni caso, che le estremità
di detti materiali possano trovarsi a meno di 2 m dal più vicino conduttore della
linea elettrica al netto delle oscillazioni massime possibili del conduttore e
dei materiali stessi.
- Dalle apparecchiature
Le apparecchiature elettriche devono
essere fornite di "protezione totale" contro i contatti elettrici diretti.
Protezione contro i contatti indiretti
Sull'apparecchio deve essere installato
un sistema di protezione contro i contatti indiretti realizzato mediante interruzione
automatica del circuito di alimentazione. Il dimensionamento dell'impianto di
terra deve essere fatto secondo criteri di buona tecnica; è comunque obbligatorio
l'uso di un interruttore differenziale ad alta sensibilità per il coordinamento
dell'impianto di protezione.
Protezioni
da sovraccarichi
I conduttori devono
essere protetti contro i sovraccarichi.
Protezioni
da cortocircuito
I conduttori devono
essere protetti contro i cortocircuiti.
Protezione
contro le scariche atmosferiche
L'apparecchio
deve essere fornito di morsetti di connessione per un'eventuale protezione della
struttura contro le scariche atmosferiche.
2.
Caratteristiche di resistenza dei materiali e coefficienti di sicurezza
2.1.
Materiali
Nella costruzione di
elementi principali delle strutture metalliche è ammesso l'impiego dei seguenti
tipi di materiali:
Acciai normali:
Fe 360, Fe 430, Fe 510.
Acciai
ad elevata resistenza: S 420, S 490, S 590, S 690.
Leghe
di alluminio: n° 2014, 2024, 5052, 5054, 5086, 5454, 5083, 6060, 6061, 6082, 7020,
7075.
Nella relazione tecnica per
ogni tipo di profilato utilizzato è sufficiente l'indicazione della denominazione
indicata nei prospetti 2-I; 2-II; 2-III; 2-IV; 2-V e 2-VI allegati.
L'impiego
di tipi di acciaio ovvero di metalli o loro leghe diversi da quelli indicati è
consentito purchè, attraverso adeguata documentazione teorica e sperimentale,
venga garantita una sicurezza non minore di quella prevista dalla presente specifica
tecnica.
Per l'accertamento delle
caratteristiche meccaniche il prelievo dei saggi, la posizione nel pezzo da cui
essi devono essere prelevati, la preparazione delle provette e le modalità di
prova saranno rispondenti alle prescrizioni delle norme UNI 551, 552, 556, 556/2a,
4713, 7070.
Le presenti norme non
riguardano gli elementi di lamiera grecata ed i profilati formati
a freddo. Per essi possono essere seguite le istruzioni CNR-UNI 100/22, oppure
altri criteri fondati su ipotesi teoriche e risultati sperimentali chiaramente
comprovati.
Prospetto
2-I
Profilati,
barre, larghi piatti, lamiere
(1)
Rientrano in questi tipi di acciai, oltre agli acciai Fe 360, Fe
430 e Fe 510 nei gradi B, C e D della UNI 7070, anche altri tipi
di acciai purchè rispondenti alle caratteristiche indicate in questo
prospetto.
(2) Per spessori fino a
16 mm; per spessori maggiori di 16 mm fino a 40 mm è ammessa la riduzione di 10
N/mm2, per spessori maggiori di 40 mm fino a 63 mm è ammessa la riduzione
di 20 N/mm2, per spessori maggiori di 63 mm fino a 100 mm è ammessa
la riduzione di 30 N/mm2.
(3)
Per spessori fino a 16 mm; per spessori maggiori di 16 mm fino a 30 mm è ammessa
la riduzione di 10 N/mm2, per spessori maggiori di 30 mm fino a 50
mm è ammessa la riduzione di 20 N/mm2.
(4)
Per spessori fino a 40 mm; per spessori maggiori di 40 mm fino a 63 mm è ammessa
la riduzione dell'1%; per spessori maggiori di 63 mm fino a 100 mm è ammessa la
riduzione di 2%.
Prospetto
2-II
Profili
cavi
(1)
Rientrano in questi tipi di acciaio, oltre agli acciai Fe 360, Fe
430 e Fe 510 nei gradi B, C e D della UNI 7806 e 7810, anche altri
tipi di acciai purchè rispondenti alle caratteristiche indicate in
questo prospetto.
(2) Per spessori
fino a 16 mm; per spessori maggiori di 16 mm fino a 40 mm è ammessa la riduzione
di 10 N/mm2.
(3) Per spessori
fino a 16 mm; per spessori oltre 16 mm fino a 35 mm è ammessa la riduzione di
10 N/mm2, per spessori maggiori di 35 mm fino a 40 mm
è ammessa la riduzione di 20 N/mm2.
Prospetto
2-III
(1)
Per spessori < 16 mm
Per spessori
da 16 fino a 35 mm è ammessa una riduzione di 10 N/mm2
Per
spessori da 35 fino a 50 mm è ammessa una riduzione di 20 N/mm2
Per spessori da 50 fino a 70
mm è ammessa una riduzione di 40 N/mm2
(2)
Per spessori < 50 mm
Per spessori
da 50 fino a 70 mm è ammessa una riduzione di 20 N/mm2
Prospetto
2-IV
Caratteristiche
meccaniche (*)
(*)
Per le leghe e gli stati non contemplati nel presente prospetto, fare riferimento
ai dati riportati nelle specifiche norme.
(**)
Vedere UNI 8278.
(1) Qualsiasi spessore.
(2) Fucinati e stampati.
Tabella
2-V
Caratteristiche
meccaniche delle leghe colate in sabbia
(1)
La corrispondenza tra la designazione "convenzionale" sec. UNI e la
designazione "numerica" sec. Aluminium Association
deve ritenersi indicativa in quanto le due designazioni, pur riferendosi a materiali
sostanzialmente corrispondenti come proprietà meccaniche, possono presentare
limiti di composizione chimica non del tutto coincidenti.
(2)
Secondo UNI 3039.
Tabella
2-VI
Caratteristiche
meccaniche delle leghe colate in conchiglia
(1)
La corrispondenza tra la designazione "convenzionale" sec. UNI e la
designazione "numerica" sec. Aluminium Association
deve ritenersi indicativa in quanto le due designazioni, pur riferendosi a materiali
sostanzialmente corrispondenti come proprietà meccaniche, possono presentare limiti
di composizione chimica non del tutto coincidenti.
(2)
Secondo UNI 3039.
2.2.
Resistenze di calcolo
Nella relazione
devono essere indicati i valori convenzionali delle resistenze di calcolo dei
materiali in relazione al metodo di calcolo adottato (semiprobabilistico agli
stati limite o delle tensioni ammissibili).
Le
verifiche condotte con il metodo delle tensioni ammissibili fanno riferimento
alle seguenti condizioni di carico:
-
verifiche degli impalcati e dei correnti di parapetto: I condizione di carico;
- verifica degli elementi strutturali
principali: II condizione di carico;
-
verifiche in caso di funzionamento del paracadute: III condizione di carico.
In
ogni caso non possono essere ammesse resistenze di calcolo (in N/mm2)
superiori ai seguenti valori:
A.
Acciai laminati
B.
Leghe di alluminio
Resistenza
di progetto f e tensioni ammissibili adm del materiale
base (*)
(*)
Per le leghe e gli stati non contemplati nel presente prospetto, fare riferimento
ai dati riportati nelle specifiche norme.
(**)
Vedere UNI 8278.
(1) Qualsiasi spessore.
(2) Fucinati e stampati.
3.
Indicazione delle prove di carico cui sono stati sottoposti i vari elementi
3.1.
Prove sui prodotti laminati
Per
i prodotti in acciaio qualificati dal Ministero dei lavori pubblici con le modalità
previste dal punto 10.2 delle istruzioni CNR 10011 è sufficiente la dichiarazione
del fabbricante del laminato attestante che il prodotto è qualificato e riportante
gli estremi del marchio e dell'ultimo certificato del laboratorio ufficiale.
Per
i prodotti in acciaio non qualificati dal Ministero e per le leghe in alluminio
devono essere forniti i certificati delle prove meccaniche effettuate su almeno
tre saggi di ogni profilato impiegato e, per i prodotti saldati, delle caratteristiche
di saldabilità previste per il tipo di processo di saldatura adottato.
3.2.
Prove sui meccanismi
Le prove
sui meccanismi devono risultare da certificazioni prodotte dal fabbricante del
meccanismo ovvero da attestazioni del fornitore del meccanismo.
3.3.
Prove sugli elementi strutturali
3.3.1.
Colonne
Debbono essere effettuate
prove di carico su almeno due colonne - costituite con elementi del tipo previsto
- aventi altezza non inferiore alla massima distanza tra gli ancoraggi prevista
dallo schema.
Il carico di prova deve
essere applicato con le stesse modalità di vincolo realizzate nel montaggio del
sistema.
In mezzeria deve essere applicato
un carico orizzontale normale alla facciata di ancoraggio pari a 1 KN.
Le
prove debbono essere condotte fino a collasso.
Sul
certificato di prova deve essere annotato il carico di inizio delle deformazioni
permanenti, il carico di rottura e le relative modalità.
3.3.2.
Piani di lavoro
I piani di lavoro
devono essere caricati in modo da realizzare due situazioni di carico:
-
la prima corrisponde alla applicazione, sull'impalcato, del carico (unitario)
di servizio, con una distribuzione cui corrisponda una condizione di maggiore
impegno della struttura;
- la seconda
corrisponde all'applicazione, al piano di lavoro, del carico di servizio e dell'azione
del vento relativi alla condizione di lavoro, maggiorati di un terzo.
I
carichi devono essere incrementati gradualmente fino a realizzare la prima situazione
di carico che deve essere mantenuta per almeno 15 minuti primi: segue uno scarico
completo; si realizza gradualmente la seconda situazione di carico che deve essere
mantenuta per almeno 15 minuti primi, seguita da scarico finale.
Durante
la prova di carico devono essere rilevate le più significative componenti degli
spostamenti.
L'esito delle prove si
considera soddisfacente:
- se non
si manifestano negli elementi strutturali e nelle zone di vincolo dissesti, imbozzamenti
o lesioni rilevabili a vista;
- se
i residui allo scarico della prima e della seconda situazione di carico sono una
frazione non superiore ad 1/10 delle corrispondenti frecce massime;
-
se le frecce massime sperimentali sono non superiori a quelle teoriche.
Inoltre,
qualora vengano rilevate anche le deformazioni, le deformazioni unitarie residue
nei punti misurati non siano superiori a 50 .
Nei
certificati di prova devono essere specificate le modalità di vincolo, le modalità
di carico, la disposizione ed il tipo della strumentazione di minimo adottati,
i risultati delle misure e i risultati delle ispezioni a queste effettuate.
3.3.3.
Prove sugli elementi di impalcato metallici o diversi dal legname
Gli
elementi di impalcato metallici o diversi dal legname sono assoggettati a prove
intese a definire il comportamento dell'elemento, vincolato nelle stesse condizioni
previste per l'impiego, quando viene assoggettato a carichi, applicati staticamente,
crescenti fino ad un valore almeno pari al doppio di quelli normalmente previsti
(di servizio e locali).
Le prove devono
essere effettuate su cinque elementi di impalcato. La certificazione deve indicare
le condizioni di vincolo, le modalità di applicazione dei carichi, gli strumenti
di rilevazione utilizzati e le condizioni degli elementi di impalcato al termine
della prova.
Questa in ogni caso non
è considerata superata quando vengano accertate anche su un solo saggio rotture
e deformazioni permanenti.
In alternativa
alle prove su singoli elementi di impalcato è consentita l'effettuazione di una
sola prova sull'impalcato nel suo insieme - normalmente montato sul piano di lavoro
mediante graduale applicazione di un carico statico - pari a 2,5 volte il carico
di servizio, previa adozione di eventuali accorgimenti atti a limitare le tensioni
sulla struttura di sostegno dell'impalcato. La prova si ritiene superata se, al
termine, non si siano verificate nell'impalcato rotture o deformazioni permanenti.
Per gli impalcati non metallici costituiti
in materie plastiche, le prove devono essere condotte dopo aver proceduto ad invecchiamento
artificiale degli elementi di impalcato - con modalità riportate nella certificazione
di prova - in modo da simulare condizioni di degrado corrispondenti a prolungata
esposizione agli agenti meteorici.
3.4.
Prove sul paracadute
Il paracadute
deve essere sottoposto a prova intesa ad accertarne l'idoneità.
Si
dovrà inoltre accertare, durante la stessa prova, la compatibilità delle azioni
trasmesse alle colonne con le caratteristiche di resistenza delle strutture medesime.
Le prove devono essere ripetute almeno
tre volte con un carico di prova non inferiore a quello indotto dal piano di lavoro
quando è caricato con il carico di servizio realizzando l'intervento sia in corrispondenza
dell'ancoraggio sia in posizione mediana tra due ancoraggi.
Il
certificato di prova deve quantizzare - in valore assoluto ovvero in incrementi
percentuale - le azioni massime indotte negli elementi strutturali delle colonne
e lo stato del dispositivo e del complesso strutturale dopo la prova.
4.
Calcolo del ponteggio secondo varie condizioni di impiego
4.1.
Tipi di ponteggi
Sono previsti
due tipi di ponteggi:
- ponteggi da
costruzione, destinati alla realizzazione di opere di costruzione edilizia;
-
ponteggi da manutenzione, destinati ad attività di riparazione e di manutenzione.
4.2.
Carichi
I carichi si distinguono
in:
- carichi fissi;
-
carichi variabili;
- carichi eccezionali.
4.2.1. Carichi fissi sono costituiti
da:
- peso proprio della struttura;
- pesi permanenti portati.
4.2.2.
Carichi variabili sono costituiti da:
a)
carichi di servizio sui piani di lavoro, da valutare:
-
3000 N/m2 per ponteggi da costruzione;
-
1500 N/m2 per ponteggi da manutenzione.
b)
Forze d'inerzia derivanti dalla movimentazione dei piani di lavoro.
Salvo
più esatte determinazioni, tali forze debbono essere valutate con un fattore dinamico
non inferiore a 1,1.
c) Vento
L'azione
del vento viene valutata seguendo le istruzioni CNR 10012/85 con pressione pari
a:
- 200 N/m2 per la condizione
di lavoro;
- 800 N/m2 per
la condizione di fuori servizio.
d)
Neve
L'azione dovuta alla neve viene
considerata in alternativa a quella dovuta ai carichi di servizio di cui alla
lettera a).
La verifica può essere
omessa quando l'autorizzazione sia richiesta per zone e per altitudini per le
quali l'azione dovuta alla neve sia non superiore a quella dovuta a carichi di
servizio e purchè nelle istruzioni di montaggio, impiego e smontaggio
sia specificamente previsto l'obbligo di calcolo per realizzazioni più gravose
rispetto a quelle autorizzate.
e)
Verifiche di resistenza locale
Ai
fini delle verifiche di resistenza locale debbono essere considerate inoltre,
le seguenti azioni:
- sui parapetti,
con un carico orizzontale pari a 500 N/m;
-
sugli impalcati, con un carico di 1500 N - aggiuntivo rispetto a quello di esercizio
- agente su una superficie di m 0,50 x 0,50, nella posizione più sfavorevole.
4.2.3. Carichi eccezionali
Quando
ne sia prevista l'esistenza deve essere considerata l'azione dovuta all'intervento
del paracadute.
La valutazione delle
azioni relative deve essere effettuata sulla base delle risultanze delle prove
previste al cap. 3.
4.3.
Calcolo delle strutture
4.3.1.
Generalità
Nella relazione di calcolo
devono essere esplicitati i criteri di calcolo, le ipotesi di carico, gli schemi
strutturali e le ipotesi di vincolo. In generale, salvo dimostrazione di affidabilità
relativa all'accoppiamento, non viene ammessa la collaborazione del legname alla
resistenza strutturale del sistema.
4.3.1.1.
Le verifiche vanno condotte per tutte le strutture principali che costituiscono
ciascun sistema funzionale seguendo le istruzioni del presente capitolo.
Sono
considerate strutture principali, in ogni caso, le seguenti:
-
colonne;
- basamenti;
-
piani di lavoro e relative mensole di accostamento;
-
ancoraggi;
- parapetti;
-
pignoni e cremagliere;
- rulli;
-
perni;
- alberi;
-
cilindri e pistoni;
- ruote e catene;
- funi;
-
riduttori del moto;
- giunti;
-
elementi idraulici.
Debbono essere
condotte tre verifiche:
a) una verifica
relativa alla condizione di lavoro, cumulando, nel modo più sfavorevole:
-
i pesi propri ed i carichi permanenti;
-
i carichi di servizio o, se più sfavorevoli, carichi dovuti alla neve;
-
le forze d'inerzia derivanti dalla movimentazione dei piani di lavoro;
-
l'azione del vento previsto in condizioni di lavoro;
b)
una verifica relativa alla condizione di fuori servizio, cumulando, nel modo più
sfavorevole:
- i pesi propri ed i
carichi permanenti;
- il 50% del carico
di servizio previsto;
- l'azione del
vento prevista per la condizione di fuori servizio.
Per
quest'ultima è consentito considerare il piano di lavoro nella funzione
altimetrica più bassa perchè nelle istruzioni di montaggio, impiego
e smontaggio e negli schemi tipo sia indicato l'obbligo di osservare tale condizione
al termine di ogni giornata lavorativa;
c)
una verifica eccezionale per intervento del paracadute, quando il ponteggio di
servizio a piani autosollevanti sia provvisto di tale dispositivo.
I ponteggi di servizio a piani di
lavoro autosollevanti sono ammessi all'utilizzo nei mesi da giugno
a settembre e, negli altri mesi, nelle zone e per le altitudini per le quali il
carico di neve sia comunque inferiore al 50% del carico di servizio. Tale condizione
deve essere riportata nelle istruzioni di montaggio, impiego e smontaggio e negli
schemi tipo.
Per consentire l'impiego
dei ponteggi autosollevanti senza necessità di calcolo per ogni singola
installazione, in luogo della verifica di cui al punto b), deve essere condotta
una verifica per le più gravose condizioni - da precisare nelle istruzioni di
montaggio, impiego e smontaggio e sugli schemi tipo - con riferimento alla massima
altitudine del sito di impiego sul livello del mare per ciascuna delle zone geografiche
di innevamento previste dalla istruzione CNR 10012.
Per
la valutazione delle verifiche si adottano i criteri indicati nei punti 5.2.2.2,
5.3.2.1 e 5.3.2.2 della istruzione CNR 10027.
4.3.1.2.
Frecce teoriche
Ai fini della valutazione
dei dati sperimentali, occorre indicare nella relazione i valori delle frecce
teoriche corrispondenti alle situazioni di cui al punto 3.3.2.
4.3.2.
Uso del calcolo automatico
Nella redazione
dei calcoli è ammesso l'uso di elaboratori, purchè la relazione contenga,
oltre a quanto previsto ai punti precedenti, informazioni relative a:
-
la modellazione delle strutture dei vincoli;
-
la schematizzazione delle azioni;
-
la modellazione delle azioni;
- la
modellazione dei materiali;
- tipo
di analisi;
- individuazione dei codici
di calcolo;
- grado di affidabilità
dei codici;
- la motivazione della
scelta dei codici.
I dati di ingresso
e di uscita devono essere facilmente individuabili.
Alla
relazione deve essere allegato un elaborato, effettuato con lo stesso programma,
ipotizzando:
- l'azione di un solo
carico convenzionale, applicato in una posizione significativa;
-
l'azione dei soli carichi di servizio.
4.4.
Calcolo dei meccanismi
4.4.1.
Generalità
Nei ponteggi di servizio
a piani autosollevanti devono essere utilizzati meccanismi calcolati
secondo le istruzioni contenute nel presente capitolo, fornite di autocertificazione
di conformità prodotta dal fabbricante del meccanismo.
4.4.2.
Istruzioni di calcolo
4.4.2.1. Classificazione
dei meccanismi in funzione del servizio
4.4.2.1.1.
Classificazione di un meccanismo nel suo complesso
Classe
di utilizzazione
La classe di
utilizzazione è quella corrispondente a servizio regolare intermittente, che prevede
una durata totale di 3200 ore.
Regime
di carico
Il regime di carico
è quello relativo ad una condizione di servizio pesante corrispondente a meccanismo
soggetto abbastanza di frequente al massimo carico e, normalmente, a carichi pesanti.
4.4.2.1.2. Classificazione degli elementi
La classificazione degli elementi
si basa sulla determinazione del numero equivalente dei cicli di tensione ne
mediante l'espressione:
nella
quale:
nt è il numero totale
dei cicli di tensione (cfr. 3.1.2)
km
è il fattore di spettro di tensione (cfr. 3.1.3).
Per
semplicità in questo punto 3.1 si indica con
una tensione generica.
Nel
caso di tensioni tangenziali lo stesso simbolo deve intendersi sostituito da
3.1.2.
Numero totale di cicli di tensione
Il
numero totale dei cicli di tensione n è il presunto numero totale di cicli di
tensione al quale l'elemento sarà sottoposto nel corso della sua vita, in dipendenza
dei carichi applicati (cfr. 4).
Un
ciclo di tensione è costituito dall'insieme di tensioni, a partire dal momento
in cui la tensione considerata supera il valore
definito in fig. I, fino al
momento in cui per la prima volta sta per superare, nella stessa direzione, il
valore
.
Il
numero di cicli di tensione è in rapporto con la durata totale del meccanismo
al quale l'elemento appartiene, tenendo conto della sua velocità di rotazione
e/o di altre circostanze che determinano il suo funzionamento.
Fig.
I
Esempio di variazioni
di tensione in funzione del tempo,
riferito
a cinque cicli di tensione
= tensione superiore
= tensione superiore massima
= tensione superiore
minima
= tensione inferiore
= tensione media aritmetica
tra tutte le tensioni superiori e inferiori durante
la vita dell'elemento.
3.1.3.
Fattore di spettro di tensione
Il
fattore di spettro km è definito dall'espressione:
nella
quale:
ni
= n° cicli di tensione
nt
= n° totale di cicli di tensione
= massimo valore
tra le tensioni
c
= coefficiente dipendente dalla curva
di Wöhler (cfr. 6.3).
E'
da tenere presente che alcuni componenti, come le molle, possono essere soggetti
a carichi indipendenti dalle forze che agiscono sul meccanismo (cfr.
4). Il regime di tensione deve essere valutato separatamente: nella maggioranza
dei casi si ha km = 1.
4.4.2.2.
Carichi che devono essere presi in considerazione nel calcolo dei meccanismi e
combinazione dei carichi
Per la determinazione
dei carichi sui meccanismi si applicano i criteri di cui al punto 4.2.
Valutazione
della coppia
La coppia agente
sui meccanismi è da assumersi come la maggiore tra le seguenti.
Coppia
esercitata dai motori
La coppia
massima dovuta ai motori in fase d'avviamento è data dalle seguenti formule:
-
per movimenti verticali:
-
per movimenti orizzontali:
nelle
quali:
Cr
è la coppia a regime
Ca
è la coppia massima generata dal motore
Ia
è il momento di inerzia relativo agli organi posti a valle
dell'elemento considerato
Im
è il momento d'inerzia relativo
agli organi posti a monte dell'elemento considerato
è un coefficiente dipendente
dal tipo di motore e vale:
1.5 per motori in corrente continua
1.7 per motori asincroni ad anelli
1.8 per motori in corto circuito.
Coppia
esercitata dai freni
La coppia
massima esercitata dai freni è data dalla formula:
nella
quale:
Cf
è la coppia frenante
è un coefficiente che dipende
dal tipo di azionamento del freno e vale:
1.8 per frenatura elettrica in controcorrente
1.5 per frenatura meccanica ad azionamento elettroidraulico
2.0
per frenatura meccanica ad azionamento elettromagnetico o pneumatico
1.5 per frenatura meccanica a pedale
1.2 per frenatura meccanica con regolatore centrifugo.
Per
il sollevamento la coppia frenante deve essere almeno
nella
quale:
Mmax
è il momento massimo richiesto
(cfr. 7.6.2)
è il rendimento complessivo
del meccanismo.
Coppia
dinamica
La coppia dinamica -
da considerare solo per movimenti verticali è data da:
nella
quale
è il coefficiente dinamico.
4.4.2.3.
Calcoli di verifica
I calcoli di verifica
degli elementi dei meccanismi devono essere effettuati con il metodo delle tensioni
ammissibili.
4.4.2.3.1. Verifica a
resistenza
La verifica degli elementi
dei meccanismi in riferimento alla resistenza statica si effettua controllando
che la tensione calcolata non superi la tensione ammissibile dipendente dal materiale
impiegato e dal tipo di carichi considerati.
5.1.1.
Tensioni ammissibili
Le tensioni ammissibili
sono date dalle formule:
dove:
flims è
dato dal minore tra i valori: fy
(fy + 0,7 ft)/2
dove:
fy è il carico unitario di snervamento
ft è il carico unitario di rottura a trazione
è il
coefficiente relativo alla combinazione di carichi considerata:
= 1,48
è il
coefficiente di rischio:
= 1,25
Relazioni
tra le tensioni calcolate tensioni ammissibili
La
tensione ideale data dall'espressione
deve
risultare uguale o inferiore all'ammissibile
rappresentano le tensioni
normali secondo due assi cartesiani
rappresenta la tensione
tangenziale
4.4.2.3.2.
Verifica al carico critico di stabilità
I
particolari sottoposti a carico critico, sono verificati quando la tensione a
cui sono sottoposti non superi quella limite determinata in funzione di quella
critica, al di là della quale rischia di prodursi l'instabilità. Per questa verifica
si tiene conto del valore del coefficiente = 1,82.
I
particolari sottoposti a carico critico per compressione o pressoflessione
possono essere verificati secondo il punto 4 della CNR-UNI 10011.
4.4.2.3.3.
Verifica a fatica
La resistenza a
fatica di un elemento è determinata da:
-
il materiale con cui è costruito;
-
la forma, lo stato superficiale e di corrosione, le dimensioni e altri fattori
che provocano concentrazioni di tensioni;
-
il rapporto K tra le tensioni minima e massima dei vari cicli di tensione;
-
il numero di cicli di tensione equivalente ne (cfr. 3.4.1.);
- il tipo di tensione (flessione,
trazione, tangenziale, ecc.).
Partendo
dal limite di fatica a flessione alternata
ricavato sperimentalmente su
provetta cilindrica rettificata, costruita con lo stesso materiale dell'elemento
e sottoposta a sollecitazioni alternate (K = -1), si ricavano i seguenti altri
valori:
- limite di fatica a flessione
alternata dell'elemento, tenendo conto della forma, dello stato superficiale e
di corrosione, delle dimensioni e di altri fattori che provocano concentrazioni
di tensioni
-
limite a fatica a flessione dell'elemento, tenendo anche conto del rapporto tra
le tensioni minima e massima

-
limite di fatica a flessione dell'elemento, tenendo anche conto del numero di
cicli di tensione equivalente ne


Se
il tipo di tensione è diverso dalla flessione si ottiene il relativo valore limite
di fatica dall'espressione:

I
fattori riportati nelle formule precedenti hanno il seguente significato:
Kf
è un coefficiente che tiene conto della forma dell'elemento
e di altri fattori che provocano concentrazioni di tensione, in riferimento alla
forma cilindrica della provetta;
Kd
è un coefficiente che tiene conto delle dimensioni dell'elemento,
in riferimento al diametro della provetta;
Kl
è un coefficiente che tiene conto dello stato superficiale
dell'elemento;
Kc
è un coefficiente che tiene conto dell'eventuale stato di
corrosione dell'elemento;
Kk
è un coefficiente che tiene conto del rapporto K che si è
calcolato nell'elemento;
Kn
è un coefficiente che tiene conto del numero di cicli equivalente
al quale l'elemento sarà sottoposto;
Kt
è un coefficiente di adeguamento al tipo di tensione considerato.
Per il calcolo degli alberi, nell'appendice
A, sono riportati i valori relativi ad alcuni dei fattori indicati.
Limite
di fatica a flessione alternata
I
valori dei limiti di fatica a flessione alternata
possono
essere ricavati da adeguate prove sperimentali oppure dall'appendice B per alcuni
tipi di materiale, nell'ipotesi di struttura omogenea su tutta la sezione: detti
valori non sono validi per elementi sottoposti a trattamenti superficiali (temprati,
nitrurati, cementati, ecc.).
Coefficienti
di forma Kf, di dimensione Kd, di stato superficiale Kl
e di corrosione Kc
Le indicazioni
per la determinazione di questi coefficienti sono riportate nell'appendice B,
per alcuni casi.
Coefficiente
Kk del rapporto
Il
valore del coefficiente Kk è dato dall'espressione:
nella
quale R è il carico di rottura del materiale.
Coefficiente
Kn del numero di cicli
Si
assume la curva di Wöhler costruita sui seguenti punti:
n = 8.000 cicli
n = 2.000.000 cicli
La
pendenza della curva di Wöhler tra 8.000 e 2.000.000 cicli risulta
(cfr. fig. II):
per
n >2.000.000 cicli si assume una pendenza corrispondente alla bisettrice dell'angolo
sull'orizzontale ed è data da:
Il
coefficiente Kn assume pertanto il valore
Coefficiente
di adeguamento al tipo di tensione
Il
coefficiente di adeguamento al tipo di tensione è da assumersi:
Kt = 1 per
flessione
Kt = 0.8 per
trazione o compressione
per tensione tangenziale
Tensioni
ammissibili
Le tensioni ammissibili
a fatica sono date dalle espressioni:
nelle
quali
è un fattore di sicurezza da
determinarsi con le formule:
5.3.7.
Verifiche
La verifica a fatica è soddisfatta
se le tensioni massime calcolate sono inferiori alle ammissibili:
Per
i punti degli elementi sollecitati contemporaneamente da tensioni normali e da
tensioni tangenziali, deve risultare soddisfatta la condizione seguente:
nelle
quali
sono le tensioni normale
massima e ammissibile nella direzione x
sono le tensioni normale
massima e ammissibile nella direzione y
sono le tensioni tangenziale
massima e ammissibile
Fig.
II
Pendenza della curva
di Wölher
4.4.2.3.4.
Verifica ad usura
Per le parti soggette
ad usura devono essere calcolate le grandezze specifiche che la determinano: pressione,
superficie e velocità periferica. Questi valori devono essere tali da non determinare
una usura eccessiva, alla luce dell'attuale esperienza.
4.4.2.4.
Verifiche particolari
4.4.2.4.1. Verifica
degli ingranaggi
- alla resistenza
a rottura
- alla resistenza a fatica
- all'usura
Il
metodo di calcolo viene fissato dal costruttore che ne deve indicare la fonte.
4.4.2.4.2. Verifica dei cuscinetti
Si deve verificare che i cuscinetti
siano in grado di sopportare:
- il
carico statico determinato dalla più sfavorevole delle condizioni di carico;
-
il carico dinamico massimo determinato dalla condizione di carico regolare.
Occorre
inoltre verificare che la durata teorica sotto un carico medio costante qui di
seguito definito sia almeno uguale a quella corrispondente alla condizione di
impiego del meccanismo.
A questo scopo
occorre distinguere le forze agenti sui cuscinetti nei seguenti due tipi:
-
forze di tipo Mj che dipendono direttamente dalle coppie esercitate
dai motori o dai freni;
- forze di
tipo R che dipendono dalle reazioni sui pezzi meccanici e non equilibrate da una
coppia agente sugli alberi motori.
6.5.1.
Carico medio per cuscinetti soggetti a forze di tipo M
Per
tenere conto della variazione dei carichi agenti durante il ciclo di manovra si
assume un carico medio, supposto agente in maniera costante, dato dalla relazione:
dove:
Km è
il fattore di spettro (vedere 3.1.2)
MmaxA è
il massimo carico agente nelle condizioni di carico regolari
c è la pendenza
della curva di Wölher = 3 per cuscinetti a sfere e per cuscinetti
a rulli
6.5.2.
Carico medio per cuscinetti soggetti a forze di tipo R
Si
determina il carico medio mediante la formula:
dove
Rmax
e Rmin rappresentano il carico massimo e minimo in condizioni
regolari.
6.5.3.
Carico medio per cuscinetti soggetti contemporaneamente a forze di tipo M e di
tipo R
Seguendo i procedimenti indicati
in 6.5.1 e 6.5.2 si determina il carico medio per ciascun tipo di forza M ed R,
supponendo che agiscano da sole. Si calcola il cuscinetto per un carico equivalente
risultante dalla combinazione delle due forze medie M ed R.
Scelta
del freno
In base alle prestazioni
richieste, i freni possono essere suddivisi in tre gruppi:
-
freni di bloccaggio o di tenuta, la cui funzione è quella di evitare l'involontaria
messa in marcia del meccanismo;
-
freni di arresto, la cui funzione è quella di arrestare in un certo tempo il meccanismo;
- freni di manovra, la cui funzione
è quella di far conservare al meccanismo una determinata velocità. In questo caso
il comando del sistema deve avvenire sempre con il motore inserito.
Coppia
frenante necessaria
La coppia
frenante necessaria è data dall'espressione:
nella
quale:
K
è un coefficiente che tiene conto del tipo di movimento e
del sistema di frenatura (cfr. 6.7.2)
Mmax è
la coppia massima agente sul meccanismo (cfr. 6.7.3)
è il rendimento della
parte del meccanismo compresa tra il punto di applicazione del freno e il punto
di applicazione del carico frenato.
Fattore
di frenatura K
- se il movimento
è dotato di un solo freno, K = 2
-
se il movimento è dotato di due freni, K = 1,33
Coppia
massima sul meccanismo Mmax
La
coppia massima agente sul meccanismo può essere calcolata con le stesse formule
date al punto ....., sostituendo il tempo di frenatura al tempo di avviamento
ta e tenendo conto, per i movimenti orizzontali e di rotazione,
dell'eventuale cambio di segno dei termini concernenti il vento e l'inerzia del
movimento.
Il tempo di frenatura deve
essere uguale o minore del tempo di avviamento ed in ogni caso deve assicurare:
- una decelerazione uguale o maggiore
dell'accelerazione;
- uno spazio di
frenatura in m che non superi una lunghezza del 10% della velocità a pieno
carico (espressa in m/min);
-
un angolo di frenatura in rad che non superi il 15% della
velocità a pieno carico (espressa in rad/s).
Caratteristiche
del freno
Il freno scelto deve
avere coppia frenante massima (in Nm) superiore alla coppia frenante
necessaria MFnec calcolata come indicato in 6.7.1.
Per
i freni di arresto e di manovra il freno scelto deve avere anche una caratteristica
termica (Wadm in Nms) superiore al valore
necessario Wn per consentire lo smaltimento del calore sviluppato,
che è funzione della coppia frenante, del tempo di frenatura, delle manovre orarie,
dell'intermittenza, della temperatura ambiente e della differenza di temperatura
ammissibile tra fascia, freno e ambiente.
Coefficienti
Kf
I coefficienti
(rispettivamente per le tensioni
normale e tangenziale) tengono conto della concentrazione delle tensioni causate
dal cambiamento di sezione per raccordi, per chiavette, per fori trasversali,
per mozzi calettati a caldo, ecc.
I
diagrammi da 4.I a 4.V danno i coefficienti
per le seguenti concentrazioni
di tensione:
raccordi;
4-I
chiavette;
4-II
scanalature;
4-III
foro trasversale;
4-IV
mozzi calettati
a caldo.
Per le concentrazioni di
tensione non concentrate nelle figure precedenti, i coefficienti Kf
devono essere calcolati mediante
l'espressione:
Kf
= q(Kt - 1) + 1
nella
quale:
Kt è il coefficiente
teorico elastico di concentrazione delle tensioni che può essere ricavato da:
- autorevole letteratura scientifica;
- adeguate prove sperimentali;
-
affidabile calcolo matematico;
q
è la sensibilità all'intaglio, data dall'espressione: q =
1/(1+a/r); in caso di difficoltà di individuazione del valore di r, porre q =
1;
r è
il raggio in mm;
a
è un coefficiente dipendente dal carico di rottura del materiale,
dato dal Prospetto 4-I.
Prospetto
4-I
Coefficiente
Kd
Il
coefficiente Kd tiene conto del fatto, constatato sperimentalmente,
che la resistenza, a fatica, a parità di tutte le altre condizioni, diminuisce
con l'aumentare delle dimensioni dell'elemento.
La
figura 6.6 dà il coefficiente Kd in funzione del diametro dell'albero.
Per superfici laminate, forgiate o
fuse assumere Kd = 1.
Coefficiente
Il
coefficiente
tiene conto dello stato superficiale
e della lavorazione che l'albero ha subìto.
Il
diagramma 4-VII dà il valore del coefficiente
in funzione
del carico di rottura del materiale per i tipi di finitura segnati a fianco.
Appendice
A
Verifica
a fatica
Limiti
a fatica
I limiti di resistenza
a fatica
sono riportati nel prospetto
4-II per i materiali più utilizzati.
Prospetto
4-II
Limiti di fatica
per x = - 1 per i materiali più utilizzati
Coefficiente
Kc
Normalmente l'influenza
della corrosione non è da prendere in considerazione e pertanto si assume Kc
= 1.
Nel caso eccezionale in cui l'albero
può rimanere in esercizio dopo avere subito un'azione corrosiva di acqua dolce
o marina, si assumono per Kc i valori dati nel Diagramma 4-VIII in
funzione del carico di rottura del materiale per i seguenti casi:
Nel
caso in cui l'albero lavori in ambiente corrosivo, ricavare i valori dalla letteratura.
4.4.3.
Elementi essenziali per i quali deve essere prodotto il calcolo di verifica
Devono
essere prodotti i calcoli di verifica relativi ai seguenti elementi essenziali:
- pignoni e cremagliere;
-
rulli;
- perni;
-
alberi;
- cilindri e pistoni;
-
ruote-catene.
Per i riduttori del
moto, i giunti e per gli elementi idraulici, il calcolo può essere sostituito
da una autocertificazione del fabbricante dell'elemento contenente l'indicazione
delle prestazioni massime nell'impiego normale.
5.
Istruzioni per le prove di carico del ponteggio
I
sistemi in funzione devono essere sottoposti alle seguenti prove.
5.1.
Prove di funzionamento con carico normale, per l'accertamento
del funzionamento dei dispositivi di sicurezza, movimentando alla velocità di
esercizio i piani di lavoro uniformemente caricati i carichi di esercizio e provocando
le condizioni per l'intervento dei dispositivi di sicurezza.
5.2.
Prove di funzionamento con carico eccezionale, movimentando alla
velocità di esercizio i piani di lavoro caricati con carichi ripartiti maggiorati
del 20% rispetto ai carichi di servizio e realizzando anche distribuzioni di tali
carichi atte a conseguire condizioni di massimo impegno della struttura.
I
certificati di tali prove rilasciati da laboratorio ufficiale debbono indicare,
separatamente per le due prove:
-
i tipi di sistemi funzionali assoggettati a prova;
-
le modalità di vincolo;
- i carichi
di prove;
- le movimentazioni effettuate;
- le risultanze degli accertamenti
effettuati durante ed al termine della prova.
Tali
certificati saranno allegati alla relazione tecnica.
Nel
capitolo 5° della relazione tecnica dovranno essere riportate le sole modalità
delle prove di funzionamento cui l'utente dovrà sottoporre il ponteggio - appena
installato e prima della messa in servizio - desumendole dalle modalità di cui
al punto 5.1 ed ipotizzando che tale prova sia effettuata con a bordo il minimo
numero di operatori compatibile con la possibilità di movimentazione del piano
di lavoro.
Il capitolo dovrà inoltre
elencare gli accertamenti che il responsabile del cantiere dovrà effettuare prima
di consentire l'agibilità della attrezzatura.
6.
Istruzioni per il montaggio, l'impiego e lo smontaggio
Tali
istruzioni devono comunque contenere:
a)
il richiamo dell'osservanza delle norme generali e particolari per la prevenzione
degli infortuni e l'igiene del lavoro;
b)
i controlli da effettuare sugli elementi prima di effettuare il montaggio;
c)
le modalità di posizionamento degli elementi di appoggio;
d)
le modalità di montaggio dei piani di lavoro, dei relativi impalcati, degli elementi
di protezione (sistemi di accesso al piano, parapetti, schermi, ecc.) e quelle
di montaggio e di registrazione dei dispositivi di sicurezza previsti dallo schema;
e) le modalità di realizzazione degli
ancoraggi;
f) le modalità di montaggio
delle colonne;
g) le precauzioni da
adottare contro i rischi di elettrocuzione;
h)
le modalità di conduzione delle prove di funzionamento;
i)
le istruzioni di impiego, con riferimento anche ai sistemi per realizzare, in
condizioni di sicurezza, mensole di accostamento all'opera servita e dei sistemi
per impedire i rischi di interferenza tra piani di lavoro ed opere fisse o con
conduttori sotto tensione;
l) le modalità
per la conduzione delle operazioni di manutenzione dell'attrezzatura in esercizio;
m) l'ordine e le modalità per lo smontaggio
degli elementi;
n) i controlli da
effettuare sugli elementi smontati, per garantire il loro successivo impiego in
condizioni di sicurezza.
7.
Schemi tipo
Gli schemi tipo
- limitati all'altezza di 20 m da terra al livello dell'impalcato piano di lavoro
- devono contenere:
1) disegni, in
scala ridotta, degli elementi componenti, con l'indicazione delle dimensioni fondamentali,
dei marchi - e della relativa zona di applicazione - e del peso medio dell'elemento;
2) schemi funzionali forniti di:
-
indicazione dei massimi carichi di servizio ammessi;
-
dimensioni minime delle tavole in legname (se previsto);
-
protezioni contro le cadute di persone e sistemi di accesso al piano di lavoro;
- indicazione delle azioni massime
trasmesse da ogni appoggio del basamento al terreno;
-
indicazione delle azioni massime trasmesse dagli ancoraggi alle strutture servite;
3) indicazioni dei limiti di impiego
per effetto delle precipitazioni nevose;
4)
indicazione dei limiti d'aggetto di eventuali mensole di accostamento;
5)
schemi di montaggio dei quadri di comando;
6)
schemi dei circuiti elettrici o idraulici.