Fissaggi su cemento armato: la post installazione

Fissaggi post installati: normativa, classificazioni e calcoli strutturali

La situazione di partenza

Noi generalmente partiamo da delle barre d’armatura che verranno ricoperte di cemento e noi, in questa situazione, dobbiamo pensare (prima) e progettare (poi) la connessione che renderà resistente e stabile la sovrastruttura. Quando si parla di fissaggi post installati ognuno ha le sue idee, idee che derivano da moltissimi fattori diversi. Generalmente ognuno si fissa su un prodotto tendendo ad utilizzarlo quasi sempre. In questo caso lo studio dei tasselli è stato fatto su prodotti Friulsider. La realtà è che il mercato offre prodotti specifici che possono semplificarci notevolmente la vita e lo fanno mentre la normativa ce la complica.

Per il collegamento possiamo usare:

• Barre filettate
• tondi d'armatura
• tasselli meccanici

I primi due necessitano di un ancorante chimico, la terza categoria no.

La normativa

Normative di riferimento:

• EN 1992-4 (ancoranti meccanici e chimici su calcestruzzo)
• EOTA 055 (ancoranti meccanici e chimici su calcestruzzo, in abbinamento a EC2-4)
• EN 1992-1-1 + EN 1992-1-2 (tondini da cemento armato post-installati con resina)
• EOTA TR054 (ancoranti chimici su muratura)
• EOTA TR070 + EN 1995-1-1 + EN 1995-1-2 (ancoranti chimici su legno) – EAD per la qualifica non ancora pubblicato per cui non possibile marcatura CE
• EOTA TR069 (tondini da cemento armato post-installati con resina per connessioni momento resistenti senza sovrapposizione) – EAD per la qualifica non ancora pubblicato per cui non possibile marcatura CE
• EOTA TR064 (ancoranti plastici su calcestruzzo e muratura)

Per la qualifica degli ancoranti, ormai, praticamente tutti sono coperti da EAD. Dal 1 ° luglio 2013, secondo il nuovo regolamento sui prodotti da costruzione (EU / 305/2011), i documenti per la valutazione europea (EAD) hanno iniziato a essere sviluppati come specifiche tecniche armonizzate e non sono stati sviluppati nuovi ETAG. Allo stesso modo la valutazione tecnica europea (ETA) ha sostituito i benestari tecnici europei.

Un ancorante con ETA e DoP può avere la marcatura CE, che ne consente la vendita in tutta l’UE e ne garantisce la sicurezza garantendo la conformità alle linee guida EAD (ETAG).

Un sistema di valutazione e verifica della costanza delle prestazioni (AVCP) viene applicato a ciascuna famiglia di prodotti da costruzione per garantire che la Dichiarazione di prestazione (DoP) sia rigorosamente rispettata, coinvolgendo il controllo interno permanente della produzione in fabbrica e la sorveglianza continua dell’organismo notificato.

Il trasferimento delle sollecitazioni

Quello che vogliamo ottenere è il trasferimento delle sollecitazioni mediante elementi post istallati. Parliamo quindi di ancoranti strutturali con marcatura CE.

Prima di scegliere il connettore devono essere già stati effettuati tutta una serie di ragionamenti e calcoli:

• Abbiamo individuato i profili d’acciaio della sovrastruttura, abbiamo risolto la gerarchia delle resistenze, abbiamo verificato le fondazioni o l’altro elemento in cemento al quale andiamo ad affidare le forze.
• Abbiamo individuato le sollecitazioni che vogliamo trasferire: vogliamo trasferire solo il taglio? Il taglio in entrambe le direzioni? Il taglio e la flessione oppure una grande trazione.
• Dobbiamo poi ragionare sulla presenza o meno di un braccio di leva. Se quindi esiste uno scostamento per cui un taglio diventa, banalmente, taglio + momento.
• Abbiamo valutato la rigidezza della piastra. Se non è sufficientemente rigida decade l’ipotesi di distribuzione lineare delle deformazioni.
• Ci siamo poi fatti un’idea dello spazio che ci serve per la connessione e ci siamo chiesti se abbiamo o meno situazioni particolari di temperatura, presenza d’acqua… ecc.
• Conosciamo infine il materiale di base, o perché lo abbiamo progettato noi o perché lo abbiamo indagato.

Come si faceva una volta

Facciamo una piccola parentesi su come i nostri colleghi affrontavano il problema una volta. Nei tempi passati si individuavano le sollecitazioni senza far distinzione tra sismiche e statiche. In molti progetti che per vari motivi ho avuto modo di consultare non era presente alcun riferimento al calcolo di queste connessioni.

Probabilmente il dimensionamento era demandato alla sensibilità del progettista ma, di fatto, non ve n’era traccia nelle relazioni progettuali. Col passare del tempo e l’evolversi delle normative si trovano relazioni dove era stato fatto un calcolo a estrazione e si era trascurato il taglio e così via fino alla situazione attuale nella quale la normativa ed i software ci danno modo di considerare vari aspetti (e meccanismi di rottura) che qualche generazione fa non erano nemmeno noti.

Per approfondire leggi anche
Fissaggi su cemento armato: cosa dobbiamo sapere sugli ancoranti per uso strutturale
Quando un tecnico si pone davanti al calcolo di una connessione post installata, in lui sorgono delle domande. Man mano che si acquisisce capacità progettuale e man mano che si conosce il prodotto ne sorgono altre. Questo articolo risponde ad alcuni degli interrogativi e lo fa affrontando sia la parte teorica del calcolo sia quella pratica di cantiere.

Ancoranti chimici e meccanici

Esistono due macro gruppi: gli ancoranti chimici ed i meccanici.

Gli ancoranti chimici si basano su un principio di funzionamento piuttosto semplice: c’è una resina ed un catalizzatore, il catalizzatore fa indurire la resina. Prima che la reazione chimica sia giunta al termine vanno posizionate le barre filettate o i tondi d’armatura. A questo punto il trasferimento delle sollecitazioni avviene lungo tutta la superficie della barra.

Gli ancoranti meccanici ad espansione hanno una parte inferiore che si allarga all’aumentare della forza di trazione. Per comprendere tutte le macro categorie cito anche gli ancoranti meccanici avvitabili. Hanno delle resistenze un po’ più ridotte ma sono anche più economici.

Aspetti principali dell’utilizzo degli ancoranti chimici:

• Si adattano al diametro della barra
• Permettono di aumentare la resistenza offerta lavorando sulla profondità di installazione
• Si adattano a fori mal riusciti
• Trasferiscono le sollecitazioni su una superficie uniforme, e per superficie intendo l’area laterale della barra, circonferenza per profondità 2πR*L
• Proteggono la barra dalla corrosione perché, di fatto, la rivestono
• Permettono di operare ad una minore distanza dal bordo

Aspetti principali dell’utilizzo degli ancoranti meccanici ad espansione:

• Presentano diametri e dimensioni prestabilite
• Richiedono dei fori precisi, quindi diametro e profondità devono essere controllati
• Richiedono il controllo della coppia di serraggio
• Trasferiscono il carico su superfici limitate
• Non hanno funzioni protettive, anzi il loro funzionamento tende a creare fessure
• Necessitano di una distanza dai bordi maggiore

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Nel pdf si parla di:

• RANGE DI RESISTENZA A TRAZIONE DEGLI ANCORANTI CHIMICI
• RANGE DI RESISTENZA A TAGLIO DEGLI ANCORANTI CHIMICI
• RANGE DI RESISTENZA DEGLI ANCORANTI MECCANICI E CONFRONTO CON I CHIMICI
• BRACCIO DI LEVA, ARMATURA SUPPLEMENTARE, RIDISTRIBUZIONE DELLE AZIONI DI TAGLIO E DISTANZE DAI BORDI
• IL CALCOLO DELLA RESISTENZA A TRAZIONE
• LA DOP DI PRODOTTO
• IL CALCOLO DELLA RESISTENZA A TAGLIO