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GUIDA TECNICA

guida tecnica Conoscere le nozioni fondamentali di tecnica di fissaggio significa trarre i massimi benefici dagli ancoranti fischer. Per questo abbiamo dedicato questa parte introduttiva a chi opera nella vendita, nel montaggio e nell’assistenza ai clienti. Le informazioni tecniche qui riportate sono finalizzate alla migliore scelta dei sistemi di fissaggio e alla definizione delle condizioni marginali che possono in qualche modo influire sull’impiego del tassello stesso. Naturalmente, il servizio tecnico è sempre a vostra disposizione per rispondere ad eventuali esigenze di ordine tecnico.

ARGOMENTI TRATTATI NELLA GUIDA TECNICA: 1. Il materiale edile come fondo di ancoraggio. 2. I Procedimenti di foratura in funzione del materiale edile 3. Il Montaggio degli ancoranti 4. I Carichi 5. La suddivisione degli ancoranti e i comportamenti dei tasselli 6. I modi di rottura 7. La manifestazione delle fessure 8. Gli ancoranti in acciaio a prova di fessure 9. Protezione antincendio 10. Protezione e anticorrosione

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1. Il materiale edile come fondo di ancoraggio Questa prima parte riguarda le tipologie e le caratteristiche dei materiali edili oggi in uso. Ogni materiale su cui viene effettuato l’ancoraggio genera specifiche risposte alla trazione o all’espansione; per questo tali caratteristiche risultano determinanti per la scelta del fissaggio più opportuno in relazione al carico.

Il calcestruzzo Il calcestruzzo è una miscela di tre componenti: cemento, acqua e aggregati lapidei di varia origine. In condizioni ordinarie presenta un peso specifico di 2500 kg/m3. La forma e la sagomatura possono essere date in cantiere dalle casseforme: si parla in questo caso di calcestruzzo gettato in opera. In altri casi invece i pezzi vengono prefabbricati e uniti solo in seguito in cantiere. I calcestruzzi sono classificati secondo l’Eurocodice 2 (EC 2) con la lettera C seguita da due numeri (ad esempio C20/25): il primo numero rappresenta la resistenza caratteristica a compressione misurata su cilindri di diametro 150 mm e altezza 300 mm, mentre il secondo numero corrisponde alla resistenza caratteristica alla compressione di un cubo di lato 150 mm. Quindi, l’abbreviazione C20/25 secondo l’EC 2 (B25 secondo DIN 1045) descrive una resistenza caratteristica a compressione del calcestruzzo di 25 N/mm2 su cubetti da 150 mm (tabella 1.1).

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Tabella 1.1

Classi di resistenza l’EC 2 rispetto alla DIN 1045

classe di resistenza del calcestruzzo secondo EC 2

classe di resistenza del calcestruzzo secondo DIN 1045

resistenza caratteristica a compressione di un provino cilindrico di ø 150 mm e altezza 300 mm fck, cilindro 1)

resistenza caratteristica a compressione di un provino cubico di ø 150 mm e altezza 150 mm fck, cubo 2)

C12/15 C16/20 C20/25 C25/35 C30/37 C35/45 C40/50 C45/55 C50/60

B15

12 16 20 25 30 35 40 45 50

15 20 25 30 37 45 50 55 60

B25 B35 B45 B55

La resistenza caratteristica è quella raggiunta dal 95% dei provini testati. Il calcestruzzo è comunque diviso in due sottogruppi, in relazione al tipo d’inerte presente. Il calcestruzzo “leggero” contiene inerti di basso peso specifico che non conferiscono particolare resistenza al materiale, il calcestruzzo “normale” contiene ghiaia o pietrisco dosati secondo una “curva granulometrica”. Quest’ultimo è il calcestruzzo migliore, perchè garantisce l’assenza di vuoti nel getto, il minimo ritiro durante la maturazione e un’eccellente resistenza alla compressione. Il calcestruzzo è un materiale sicuramente ideale per l’ancoraggio. Tuttavia con gli inerti leggeri, che presentano una resistenza alla compressione inferiore al pietrisco, si creano condizioni meno favorevoli. L’entità della forza portante di un tassello per carichi pesanti (di solito acciaio) dipende quindi dai fattori che concorrono a formare la resistenza del calcestruzzo: tipo di cemento impiegato, tipo di inerti ecc. Il calcestruzzo è un materiale da costruzione eterogeneo con una particolare caratteristica: la sua resistenza a trazione è molto inferiore alla sua resistenza a compressione. La scarsa resistenza a trazione del calcestruzzo rende necessario l’inserimento di un’armatura di acciaio in grado di assorbire le forze di trazione che si manifestano. In questo caso si parla di calcestruzzo armato. Occorre infine verificare che il calcestruzzo, nel punto in cui si desidera porre l’ancoraggio, non presenti decadimenti fisici - quali fessurazioni o crepe - tali da diminuirne la resistenza teorica.

Le murature Le murature sono opere realizzate con materiale da costruzione, elementi lapidei o in laterizio, la cui coesione è in genere affidata ad un legante, la malta. Per le murature in laterizio, è sempre preferibile l’ancoraggio al mattone, poichè la sua resistenza alla compressione è quasi sempre superiore a quella della malta. Per quelle in pietra, che si trovano nelle costruzioni più antiche, risulta difficile dare a priori un esatto valore di resistenza alla compressione, in quanto è determinante il tipo di pietra impiegata. Normalmente, la pietra è comunque un’ottimo materiale per l’ancoraggio. Di seguito diamo alcune indicazioni sulle diverse tipologie di materiali di base che compongono le murature. Vedi d.m. 20/11/1987 Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici in muratura e per il loro consolidamento.

La malta di giunzione È solitamente un impasto di inerti (sabbia), leganti (cemento) ed acqua usato per unire le varie tipologia di mattoni, blocchi o eventualmente pietre. Si classificano le varie tipologie di malta a seconda della composizione della miscela e delle caratteristiche meccaniche che possiede.

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Il mattone pieni Non presentando cavità di alcun tipo, questi materiali sono molto adatti al fissaggio con ancoranti. I valori di resistenza alla compressione sono ottimali anche per carichi di notevole consistenza. Si tenga presente che anche i mattoni con percentuali di vuoto - ad esempio fori inferiori al 15% sono da considerarsi del tipo pieno. Possono essere utilizzati sia per murature strutturali che di semplice ripartizione degli ambienti. Le dimensioni ufficiali sono 5,5x12x25 centimetri anche se esistono molte varianti, per lo più regionali, che comunque non si discostano più di mezzo centimetro dalle misure indicate.

Il mattone semipieno I mattoni semipieni sono destinati ad essere posti in opera con i fori ortogonali al piano di posa e questa tipologia di materiale presenta una percentuale di vuoto tra il 15% ed il 45% (es. il bimattone o Doppio UNI). Vengono utilizzati prevalentemente per le realizzazioni di murature portanti ed in qualche caso anche come tamponamento. I mattoni semipieni possono essere prodotti sia in laterizio normale che in laterizio alleggerito in pasta. In quest’ultimo caso (es. il blocco forato poroton) all’impasto d’argilla si aggiunge del materiale combustibile, come ad esempio delle sferette di polistirolo, segatura di legno ecc., che durante la cottura brucia completamente lasciando all’interno dei piccolissimi vuoti non comunicanti tra loro, che contribuiscono ad aumentare le caratteristiche di isolamento termico e acustico. Anche se spesso sono prodotti con materiali sufficientemente resistenti alla compressione, i mattoni semipieni presentano delle cavità che limitano di fatto i carichi impegnativi.

Il mattone forato Sono elementi di laterizio di tipo leggero che, di regola, vengono posti in opera con i fori disposti orizzontalmente In tali prodotti l’area complessiva dei fori può arrivare fino al 70~75% e, pertanto, presentano una resistenza alla compressione inferiore a quella dei mattoni semipieni e vengono, quindi, prevalentemente usati per pareti di tamponamento e divisori. Si consiglia di prestare molta attenzione alla scelta del fissaggio privilegiando quelli con lunghe zone di espansione oppure ancoraggi a rete o a calza con l’impiego di resine e sempre per carichi leggeri.

Il blocco forato cemento Tale tipologia di materiale è composta da un miscuglio a base di calcestruzzo con una percentuale di vuoto molto elevata e può essere di varie forme e misure.

Il Leca®blocco La materia prima che caratterizza tale prodotto è l’impiego, nel suo conglomerato, di argilla espansa LECA®: un inerte leggero prodotto con speciali argille - cotte a temperature di 1250°C - che si presenta sotto forma di granuli di varie dimensioni, con struttura porosa a cellule chiuse, protetta da una scorza impermeabile. È prodotto in una grande varietà di forme e dimensioni.

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La pietra naturale La pietra naturale individua le rocce in generale; a seconda della struttura elementare, si possono individuare le seguenti categorie: • rocce a struttura granulare (es. granito) • rocce a struttura compatta (es. basalto) • rocce a struttura porosa (es. tufo) La pietra veniva prevalentemente utilizzata negli edifici più datati e pur essendo un materiale estremamente variabile per sua natura, si può considerare ugualmente un buon fondo di ancoraggio (purchè non si utilizzino i punti tra due pietre).

Calcestruzzo cellulare Il calcestruzzo cellulare, è un materiale da costruzione con resistenza a compressione nell’ordine di 33 Kg/cm2 che si caratterizza per una elevata porosità che gli conferisce ottime doti di isolamento termico e di resistenza al fuoco. È un materiale molto leggero (500Kg/m3) e trova interessanti applicazioni soprattutto nell’ambito del recupero e restauro.

L’intonaco L’intonaco è la finitura delle pareti, dei soffitti, dei muri in genere per completare la definizione geometrica dell’elemento, dal punto di vista architettonico e per sistemare igienicamente la superficie trattata. Una parete intonacata diventa perfettamente piana. I principali materiali che compongono l’intonaco sono sabbia, cemento e acqua (le proporzioni variano a seconda dell’uso a cui la malta è destinata). Importante è conoscere la tipologia di intonaco presente sulla parete in quanto un’elevata friabilità o un eccessivo spessore possono causare fenomeni di flessione o di non corretta espansione del fissaggio.

Pannelli e lastre Il terzo gruppo fondamentale comprende materiali edili a pareti sottili che, tra l’altro, presentano spesso una scarsa stabilità (ad esempio pannelli di cartongesso, gesso fibroso, pannelli di masonite, pannelli di fibre dure, compensato ecc.). In questo caso bisogna scegliere ancoranti che si ancorino quasi sempre direttamente nella cavità sul retro del pannello. Questi ancoranti solitamente vengono chiamati tasselli per pareti vuote.

Il legno Materiale “naturale” per eccellenza, lo si incontra frequentemente sia nei recuperi e restauri (legno massiccio) sia nelle nuove costruzioni (legno lamellare). Tra le sue caratteristiche principali spicca la resistenza al fuoco: le superfici esposte al fuoco carbonizzano in modo uniforme cosÏ da formare uno strato che risulta essere un pessimo conduttore di calore proteggendo lo strato sottostante; questo permette una combustione lenta ed uniforme senza il pericolo di cedimenti improvvisi delle strutture. Nell’ambito delle costruzioni vengono utilizzate soprattutto conifere e latifoglie che accoppiano ottime caratteristiche meccaniche ed una forte resistenza agli attacchi di meccanismi xilofagi. Tra le conifere troviamo essenze quali abete e larici che si caratterizzano per compattezza e leggerezza. Il legno lamellare è un materiale da costruzione ottenuto con un procedimento tecnologico di incollaggio di pannelli, fogli, tavole ..., che consente di ottenere un prodotto in grado di superare i difetti propri del legno massiccio. In particolare, la produzione industriale del legno lamellare consente di ottenere un’eliminazione sia dei difetti macroscopici del legno massiccio, attraverso l’eliminazione delle sezioni difettose, sia la compensazione dei difetti minori attraverso la composizione delle travi con tavole statisticamente non provenienti dallo stesso tronco. Inoltre il legno lamellare consente di realizzare geometrie non ottenibili nel legno massiccio, sia per dimensioni che per forma.

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2. I procedimenti di foratura in funzione del materiale edile Per la corretta applicazione degli ancoranti e per ottenere la massima resa da un fissaggio, la tecnica di foratura, insieme alla correttezza dell’installazione, è importante almeno quanto la scelta dell’ancorante o del tassello da utilizzare. È molto importante leggere con molta attenzione le istruzioni di montaggio riportate nel nostro Catalogo Generale per ogni fissaggio, e seguire scrupolosamente i parametri geometrici di posa indicati, come profondità di ancoraggio, distanze dai bordi e tra gli interassi degli ancoranti, spessore del supporto, coppia di serraggio, ecc.; la non osservanza di quanto riportato può pregiudicare la buona riuscita di un fissaggio e la tenuta degli ancoraggi. È sempre bene utilizzare punte ben affilate, poichè le punte vecchie possono risultare consumate in modo non omogeneo o leggermente curvate, e creano fori inadatti alla posa degli ancoranti (es. fori ovalizzati o fuori misura).

Perforazione a rotazione Con questo procedimento il foro viene eseguito disinserendo la percussione (battuta) dall’elettroutensile. Questo tipo di tecnica deve essere utilizzata nei materiali forati, cavi e porosi di scarsa resistenza, per non demolire già in fase di perforazione la struttura non compatta del fondo di ancoraggio e pregiudicare la tenuta del fissaggio.

Perforazione a rotopercussione Il foro viene eseguito con un meccanismo di rotazione della punta e contemporanea percussione con molti colpi brevi nell’unità di tempo. Questo procedimento è adatto per supporti in calcestruzzo, mattoni pieni e pietra naturale.

Perforazione a martello La punta viene azionata con pochi colpi e poche rotazioni per unità di tempo, ma con elevata energia di percussione. I trapani vengono brevemente designati come martelli perforatori ed hanno, di norma, un attacco universale tipo SDS-Plus o SDS-Max. Questa tecnica è ideale per la perforazione nel calcestruzzo ed in altri materiali compatti ad alta resistenza.

Perforazione a diamante Questa tecnica consente di ottenere una foratura nel calcestruzzo esente da vibrazioni. I vantaggi di questo procedimento vengono messi in evidenza specialmente con fori di grande diametro o in calcestruzzi armati ad alta resistenza dove la perforazione a diamante riesce a troncare i ferri di armatura. La foratura a diamante viene utilizzata per lo più col procedimento ad acqua, ma è diffuso anche il taglio a secco, in cui si opera con aspirazione della polvere prodotta.

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3. Il montaggio degli ancoranti

d1

Questo capitolo evidenzia sia le norme generali per il montaggio che le differenti tipologie di installazione in funzione dei diversi ancoraggi.

La distanza dai bordi e tra gli interassi e lo spessore del supporto di ancoraggio d2 d1 i1

i2

Al fine di evitare lo sfaldamento e la formazione di fessure nel materiale edile e di poter trasmettere con gli ancoranti il carico necessario, vanno rispettate, conformemente alla norma, le distanze dai bordi e tra gli interassi e il necessario spessore del supporto. Per i tasselli in materiale plastico, per i quali non vi sono riportate le indicazioni nel catalogo, ci si può basare su una distanza dai bordi di 2 x hv (hv = profondità di ancoraggio) e tra gli interassi di 4 x hv.

La profondità della foratura Salvo poche eccezioni, la profondità della foratura deve essere maggiore di quella dell’ancoraggio, cosicchè ci sia spazio nell’eventualità fosse presente polvere di trapanatura oppure per la fuoriuscita della vite dalla punta del tassello, garantendo la sicurezza del funzionamento.

La pulizia del foro Durante o dopo la foratura va rimossa la polvere di trapanatura. Il foro non pulito riduce la tenuta di fissaggio; l’effetto è quello della ghiaia sulla strada. L’assenza di polvere consente il corretto trasferimento degli sforzi tra ancorante e muratura. La procedura corretta di pulizia prevede almeno 2 soffiate, 2 spazzolate e altre 2 soffiate.

Le tipologie di installazione Le tipologie di installazione sono tre: la prima (A) riguarda gli ancoranti non passanti; la seconda (B) ancoranti passanti; la terza (C) l’installazione distanziata. (A) Ancoranti non passanti

In questo caso gli ancoranti vanno installati a filo parete. Il diametro del foro nella struttura muraria di ancoraggio è più grande di quello del foro di montaggio dell’oggetto da collegare. Per l’installazione: • riportare le misure delle distanze dei fori dell’oggetto da fissare sul fondo di ancoraggio; • eseguire il foro, pulire, inserire il tassello ed avvitare la vite fissando l’oggetto stesso.

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guida tecnica (B) Ancoranti passanti

È il caso degli ancoranti che sbordano dal filo parete per poter contenere lo spessore degli oggetti da fissare. Per l’installazione • utilizzare come dima i fori dell’elemento da fissare (in quest’ultimo il diametro del foro è infatti almeno della stessa misura di quello da effettuare nel materiale di ancoraggio); • pulire il foro, inserirvi il tassello attraverso l’oggetto da fissare e portare all’espansione il tassello.

(C) Installazione distanziata

L’elemento da collegare viene fissato ad una certa distanza dalla base di ancoraggio. In questo tipo di montaggio gli ancoranti sono sollecitati anche a flessione. Per installazioni di questo tipo si utilizzano ancoranti a filetto prolungato o a filetto interno con barre di lunghezza variabile, su cui fissare gli elementi con dado e controdado.

Lo spessore utile Lo spessore utile corrisponde in genere allo spessore dell’oggetto da fissare. Nell’installazione con ancoranti non passanti ciò può essere variato tramite la scelta opportuna della lunghezza della vite. Nell’installazione di ancoranti passanti però lo spessore utile è dato dal tassello. Nel caso il fondo di ancoraggio fosse rivestito con intonaco oppure con materiale isolante vanno impiegati viti oppure ancoranti passanti che abbiano uno spessore utile che corrisponda almeno allo spessore dell’intonaco e a quello dell’oggetto da installare.

a

b

a) intonaco b) oggetto da fissare c) spessore utile d

c

d) profondità di ancoraggio

La profondità di ancoraggio Per i tasselli in materiale plastico e in acciaio la profondità di ancoraggio corrisponde alla distanza tra il bordo superiore dell’elemento portante e quello inferiore dell’espansore.

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4. I carichi I carichi sono le forze che entrano in gioco per il fissaggio di un oggetto.

Le tipologie dei carichi Per la scelta dei tasselli, oltre a conoscere la tipologia e le dimensioni (spessore) dei supporti, è indispensabile conoscere i tipi di sollecitazione (carichi). Tali forze sono caratterizzate da: intensità, direzione e punto di applicazione. Le forze vengono indicate in decanewton [daN] (1 daN ( 1 kg); i momenti flettenti in newton metri [Nm] (Nm ( 0,1 kgm).

Possibili tipi di carico su un tassello Z

trazione assiale

D

compressione

Q

taglio

trazione obliqua (trazione assiale + taglio)

Z Q

R e

Q e

trazione obliqua a distanza “e” (flessione + trazione + taglio)

Z

M Mbb

R

Q

Mb

forza di taglio a distanza “e” (flessione + taglio)

Cosa sono i carichi a rottura, i coefficienti di sicurezza e i carichi ammissibili? In questo catalogo sono riportati vari carichi: a) carichi a rottura (valore medio valutato su un numero significativo di prove nel materiale edile intatto). Possibili modi di rottura: rottura del fondo di ancoraggio, estrazione o rottura del fissaggio (vedi paragrafo 6); b) carichi a rottura caratteristici (5% frattile, vale a dire che nel 95% di tutti i casi tali carichi vengono raggiunti oppure superati); c) carichi ammissibili: sono i carichi raccomandati per l’esercizio, già comprensivi di un coefficiente di sicurezza adeguato. Per calcolare il carico massimo applicabile su un ancorante si divide il carico medio di rottura per un coefficiente di sicurezza; ad esempio, per un tassello in acciaio che presenta una forza di rottura di 40 kN:

“formula catalogo” I coefficienti di sicurezza che consigliamo sono: ancoranti in acciaio Y ≥ 4, ancoranti in materiale plastico Y ≥ 7.

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guida tecnica d  armin

L’ancoraggio in prossimità del bordo La massima resistenza si verifica quando un ancorante è isolato, ovvero quando un ancorante è sufficientemente lontano dai bordi liberi del manufatto di supporto o da altri tasselli. Si definisce distanza critica (ar) la distanza limite dal bordo libero, che garantisce il massimo delle prestazioni dell’ancorante. Man mano che ci si avvicina al bordo libero, dalla distanza critica in poi si ha una diminuzione progressiva della resistenza fino ad un limite inferiore definito come distanza critica minima (ar,min) al di sotto della quale si ha la fessurazione del supporto in fase di applicazione della coppia di serraggio. Per installazioni eseguite a distanze dal bordo (d) comprese tra ar e ar,min, il carico ammissibile (Fam) dell’ancorante isolato deve essere ridotto (Frid) attraverso l’introduzione di un coefficiente di riduzione (Xar), secondo la seguente relazione:

ar amin ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. A ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. .................

Frid = Fam . Xar D

dove il coefficiente Xar varia in funzione della distanza dal bordo secondo:

B

Xar = d/ar ≤ 1 C

dove d è la distanza tra l’asse dell’ancorante e il bordo libero del supporto, compresa tra ar e ar,min. Nel caso di un ancorante posto in angolo con due distanze dal bordo, d1 e d2, inferiori di ar, il coefficiente di riduzione viene calcolato per ciascuna delle distanze:

d2 D d1

Xar1 = d1 / ar ≤ 1 Xar2 = d2 / ar ≤ 1 Il carico ridotto Frid sarà pertanto: Frid = Fam . Xar1 . Xar2. ar amin

D

amin ar A

.................................. .................................. .................................. .................................. .................................. .................................. .................................. .................................. .................................. .................................. .................................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. ................. .................

B C

A = Zona di installazione non possibile B = Zona di installazione con carico ammissibile (Fam) C = Zona di installazione con riduzione del carico ammissibile (Frid) D = Bordo libero

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guida tecnica i

Gli ancoranti in gruppo L’interasse (i) tra ancoranti in gruppo influenza la resistenza del singolo ancorante; analogamente a quanto succede per la distanza dal bordo, esiste una distanza limite detta interasse critico (a), al di sotto del quale si hanno progressive diminuzioni della caricabilità dei singoli ancoranti, fino ad un limite inferiore definito come interasse critico minimo (amin), al di sotto del quale si verificano condizioni di fessurazione del supporto in fase di installazione. Per distanze tra ancoranti comprese tra a e amin, la diminuzione della caricabilità può essere descritta con la seguente formula:

a amin ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... C ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... .......

Frid = Fam . Xa

B

dove: Frid è il carico ridotto del singolo tassello; Fam è il carico ammissibile del tassello isolato; Xa è il coefficiente di riduzione. Il coefficiente Xa dipende dall’interasse secondo la seguente formula: Xa = (1+i/a) . 0,5 ≤ 1

A

dove i è la distanza di installazione compresa tra a e amin. Nel caso di ancoranti in gruppo di quattro, con interasse compreso tra a e amin, si opererà come segue:

i2

i2

Frid = Fam . Xa1 . Xa2 dove Xa1 e Xa2 corrispondono ai coefficienti di riduzione relativi ai due interassi, calcolati secondo la precedente formula; il carico ammissibile del gruppo diventa: Fg4 = Frid . 4. a amin a amin B

C

A

A = Zona di installazione non possibile B = Zona di installazione con carico ammissibile (Fam) C = Zona di installazione con riduzione del carico ammissibile (Frid)

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guida tecnica d2

L’ancoraggio in gruppo in prossimità del bordo Nel caso di ancoranti in gruppo in prossimità del bordo, il carico ridotto del singolo ancorante si ottiene nel seguente modo:

i2

d1 i1

Frid = Fam . Xar1 . Xar2 . Xa1 . Xa2 dove i coefficienti di riduzione vengono valutati, come visto nei punti precedenti, a seconda dei casi. Il carico ammissibile di un gruppo di ancoranti sarà dato da: Fgr = Frid . 4 armin

dove Frid è riferito al carico ridotto del singolo ancorante più influenzato dalle condizioni geometriche. Tale regola è applicabile ad ancoranti senza marcatura CE.

ar a

amin

armin

ar

a

D

amin

........................................................... ........................................................... ........................................................... ........................................................... ........................................................... ........................................................... ........................................................... ........................................................... ........................................................... ........................................................... ........................................................... ...................................... ...................................... ...................................... ...................................... ...................................... ...................................... ...................................... ...................................... ...................................... ...................................... ...................................... ...................................... ...................................... ...................................... ...................................... ...................................... ...................................... .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. ..............

C

I carichi ammissibili I carichi ammissibili, indicati nelle tabelle degli ancoraggi pesanti accessoriati con viterie di classe 8.8 e classe 5.8 o altre, valgono per sollecitazioni applicate con qualsiasi direzione (trazione assiale, taglio, tiro inclinato), per distanze dal bordo e tra ancoranti uguali o superiori a quelle critiche (ar e a) e per spessori di supporto (t) superiori o uguali a quelli previsti dalle tabelle stesse. I carichi ammissibili indicati per gli ancoranti accessoriati con: vite, barra, gancio e occhiolo sono relativi al sistema completo (tassello con accessorio specificato).

I momenti ammissibili Nelle installazioni dove il carico applicato genera un momento flettente, devono essere verificate le seguenti condizioni: M = T (e + d) + Mes ≤ Mam dove: M = momento flettente Mes = momento flettente esterno T = forza di taglio e = distanza di applicazione della forza T d = diametro del tassello Mam = momento flettente ammissibile.

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A

B

A = Zona di installazione non possibile B = Zona di installazione con carico ammissibile (Fam) C = Zona di installazione con riduzione del carico ammissibile (Frid) D = Bordo libero


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5. La suddivisione degli ancoranti e i comportamenti dei tasselli Al fine di poter trasmettere in maniera sicura al fondo di ancoraggio i carichi applicati e per contrastare in modo adeguato le forze che entrano in gioco, si possono utilizzare meccanismi di tenuta che comportano l’impiego di più tipologie di ancoranti.

Espansione per attrito Ancorante a controllo di coppia

La parte espandente del fissaggio determina una forza contro le pareti del foro che contrasta la forza del carico messo in opera. L’applicazione della coppia di serraggio induce una pressione ortogonale “Fr” localizzata lungo l’elemento deformabile; tale azione, moltiplicata per il coefficiente d’attrito “f” delle superfici a contatto, origina un’azione “Fc” che contrasta la trazione sull’ancorante. Questo tipo d’installazione induce tensioni nel fondo d’ancoraggio già in fase d’installazione del tassello.

Esercitare la corretta coppia di serraggio con la chiave dinamometrica consente di verificare direttamente in fase d’installazione: • che l’ancorante eserciti la giusta pressione all’interno del supporto • che il supporto resista alla pressione esercitata dal tassello Se il corpo del tassello ruota intorno al proprio asse (ad esempio a causa di un foro di diametro troppo grande) non si raggiunge la coppia e il dispositivo della chiave dinamometrica non scatta. Se il supporto non è sufficientemente resistente lo stesso si fessura prima del raggiungimento della coppia. Ancoranti a controllo di deformazione

Questo tipo di fissaggi ha lo stesso principio di funzionamento degli ancoranti a controllo di coppia tranne che il sistema di tenuta viene messo in atto dalla percussione di un cono d’espansione premontato. La forza d’espansione dipende dal modulo di elasticità del materiale di base e non da una coppia di serraggio. Con questo tipo di ancoranti è possibile rimuovere gli oggetti ancorati senza alterare la forza dell’espansione che quindi si può considerare indipendente dal carico.

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Espansione per sottosquadro o accoppiamento di forma La geometria del fissaggio si adatta alla forma del fondo d’ancoraggio e/o del foro creando contrasto alla forza del carico applicato. Il carico di trazione risulta in equilibrio con le forze reagenti che trovano il loro punto di applicazione sul sottosquadro. Questo tipo d’installazione non induce tensione nel materiale in fase di applicazione del fissaggio.

Altri esempi di fissaggi che agiscono con il meccanismo di forma sono quelli che lavorano su materiali forati (vedi figure sotto). Anche le resine chimiche opportunamente iniettate all’interno d’accessori che ne contengono il volume agiscono con lo stesso principio.

Espansione per accoppiamento di materiali L’accoppiamento è consentito grazie al potere d’adesione chimico-fisico che permette alla resina di fare corpo unico con le pareti del foro e, quindi, con il fondo d’ancoraggio. L’ancoraggio avviene per accoppiamento geometrico della resina sia con le asperità del foro sia con il filetto (o la rugosità) della barra metallica. Ogni punto sulla superficie del foro partecipa alla trasmissione dello sforzo reagente. Questo tipo d’installazione non induce tensione nel materiale in fase d’installazione dell’ancorante.

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6. I modi di rottura Il sovraccarico dei punti di ancoraggio, un’installazione non appropriata o il fondo di ancoraggio non sufficientemente compatto possono far fallire i sistemi di fissaggio.

1

Tipologia di rottura e cause 1) Rottura del fondo di ancoraggio:

• carico troppo elevato; • resistenza troppo debole del fondo di ancoraggio; • profondità di posa troppo corta. 2) Fenditura dell’elemento edile: 2

• limitate dimensioni degli elementi edili; • distanze dai bordi del materiale di ancoraggio e tra gli interassi degli ancoranti non rispettate; • forza di espansione del tassello troppo elevata. 3) Sfilamento dell’ancorante:

• carico troppo elevato oppure l’installazione non appropriata fanno fallire il collegamento ad attrito, ad accoppiamento di forma e di materiale. 4) Rottura dell’ancorante:

• resistenza del tassello e/o della vite troppo scarsa rispetto al carico applicato.

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7. La manifestazione delle fessure Le fessure possono manifestarsi ovunque nel calcestruzzo. Possono essere causate da carichi, in parte anche dal ritiro del calcestruzzo e da eventi esterni come ad esempio: urti, vibrazioni, assestamenti del terreno e terremoti. Tutti i tipi di carico (carichi di peso proprio, carichi mobili, carichi dovuti al vento ecc.) che agiscono sugli elementi edili hanno come conseguenza forze, tensioni e deformazioni. Nel nostro esempio l’inflessione nella metà superiore della sezione del ponte genera forza di compressione, nella metà inferiore della sezione genera invece forze di trazione. Dato che il calcestruzzo non è in grado di assorbire forze di trazione, tale compito viene assunto dalle armature in acciaio. Le barre di armatura si dilatano senza problemi; visto che il calcestruzzo non può dilatarsi in ugual misura si rompe in innumerevoli fessure che ad occhio nudo sono difficilmente visibili (larghezza ammissibile fino a 0,4 mm). In tal caso si parla di zona di trazione fessurata. A causa di mutamenti di carico oppure di temperatura, possono anche verificarsi nuove fessure in un edificio di non recente costruzione.

a)= Compressione b)= Trazione c)= Zona di compressione a

d)= Zona di trazione fessurata

b e

c d

e)= Fessura a V causata dalla flessione

8. Gli ancoranti in acciaio a prova di fessure Esistono due principali tipologie di ancoranti per zone fessurate: 1) ancoranti che vengono inseriti e collegati ad accoppiamento di forma in un foro tronco conico. In questi ancoranti la maggiorazione deIla parte conica impedisce lo sfilamento delIo stesso tassello in una fessura che si sta aprendo. Questo tipo di tassello è pure ottimale per carichi a prova d’urto; 2) ancoranti che compensano automaticamente l’allargamento del diametro del foro causato dalla fessura, avendo il cono la possibilità di fare espandere ulteriormente, ad esempio il tassello FH II. Questo tipo di fissaggio è anche adatto per supportare carichi a prova d’urto.

9. Protezione antincendio Se gli ancoranti sono impiegati per il fissaggio di elementi da costruzione che devono soddisfare delle condizioni di resistenza al fuoco, bisognerà verificare il comportamento al fuoco dell’insieme dell’opera con opportuna sperimentazione. Vedi approfondimento a pag. 302.

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GUIDA TECNICA

guida tecnica

10. Protezione e anticorrosione Con il termine corrosione si intende la distruzione progressiva del metallo degli ancoranti causata da reazioni chimiche o elettrochimiche con le sostanze presenti nell’ambiente. Il processo comincia dalla superficie, ma questo tipo di aggressione continua ininterrottamente fino a che non viene corrosa dalla reazione chimica tutto il metallo esposto all’azione degli agenti atmosferici o ambientali. Negli ancoraggi in locali asciutti, come ad es. abitazione negozi, scuole e ospedali, ad eccezione dei locali umidi, l’ancorante di acciaio zincato ha una protezione anticorrosiva più che sufficiente. L’acciaio inox della classe A4 ( Materiali N° 1.4401 e N° 1.4571), grazie alla percentuale in lega di molibdeno, è sufficientemente resistente anche in atmosfera industriale, in vicinanza del mare, all’aperto e in locali umidi, purchè non ci siano altri elementi corrosivi. Nelle piscine con acqua dolce clorata, nelle applicazioni nell’acqua del mare, tunnel stradali, depositi e impianti di desolforazione di gas combusti, l’acciaio inox A4 può essere intaccato da corrosione per incrinature da tensioni interne. Una sufficiente protezione contro la corrosione in tali ambienti è offerta dall’acciaio speciale - materiale N° 1.4529. Alcuni dei nostri prodotti di fissaggio sono stati omologati dall’ispettorato Edilizio tedesco nella versione in acciaio speciale N° 1.4529. Ancoranti con zincatura elettrolitica: 5 µm (UNI 3740) UNI-EN-ISO 4042 Ancoranti con zincatura a caldo: 20 - 50 µm (CEI 7-6 n. 239)

AMBIENTE Rurale Urbano Industriale Marino

AMBIENTE zincatura elettrolitica 5µm zincatura a caldo 20-50µm

VELOCITÀ DI CORROSIONE RIVESTIMENTO DI ZINCO [µm/ANNO] 1.0 - 3.4 3.0 - 7.0 3.0 - 7.0 7.0 - 13.0

rurale 16 mesi 70 mesi

industriale 8 mesi 36 mesi

marino 5 mesi 24 mesi

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