Tasselli post-installati: tipologie, progettazione, installazione e vantaggi del loro utilizzo
I tasselli post-installati sono prodotti aventi differenti ambiti di applicazione nel settore delle costruzioni, grazie all’ampia gamma di soluzioni che presentano, dall’ancoraggio alle fondazioni per le strutture al fissaggio di elementi secondari.
Il nuovo quaderno di progettazione di Fondazione Promozione Acciaio tratta le tipologie, gli ambiti di applicazione, l'inquadramento normativo e la posa in opera di questo tipo di ancoranti.
I tasselli post-installati sono prodotti aventi differenti ambiti di applicazione nel settore delle costruzioni, grazie all’ampia gamma di soluzioni che presentano, dall’ancoraggio alle fondazioni per le strutture al fissaggio di elementi secondari.
Per l’ancoraggio delle strutture in acciaio alla fondazione vengono sempre più utilizzati dai progettisti fissaggi per la piastra di base mediante ancoranti post-installati di tipo meccanico o chimico, i quali non necessitano di alcun pre-posizionamento prima del getto, eliminando la necessità di dime di contropiastra, operazione delicata e dispendiosa. L’uso degli ancoranti post-insallati consente inoltre di diminuire notevolmente le eventuali eccentricità dovute al montaggio.
Come accennato, gli ancoranti post-installati si dividono principalmente in due grandi categorie:
La loro posa necessita della realizzazione di fori a calcestruzzo indurito e, per gli ancoranti chimici, l’inserimento di resine chimiche e la posa delle barre filettate.
Progettazione
Per la scelta ed il calcolo degli ancoraggi è importante considerare i seguenti elementi:
- Carichi agenti;
- Materiale base e geometria della fondazione;
- Tipologia degli elementi fissati;
- Caratteristiche dell’ambiente (ad esempio, Corrosivo/Non corrosivo);
- Piastra di base (geometria, rigidezza, ecc.);
- Distanza dai bordi e interassi;
Per quanto riguarda gli ancoranti, il metodo di calcolo è definito nella seguente norma:
- UNI EN 1992-4:2018 – Eurocodice 2 - Progettazione delle strutture di calcestruzzo - Parte 4: Progettazione degli attacchi per utilizzo nel calcestruzzo;
La norma UNI EN 1992-4 considera i seguenti scenari di progetto:
- Ancoraggi sottoposti ad azioni statiche o quasi statiche;
- Ancoraggi sottoposti a fatica;
- Ancoraggi sottoposti a sollecitazioni in caso d’incendio;
- Ancoraggi sottoposti a sollecitazioni sismiche.
L’Eurocodice fornisce metodi di calcolo che fanno riferimento ai valori delle Valutazioni Tecniche Europee (ETA) di ciascun prodotto.
In effetti, la resistenza degli ancoranti è definita nella Valutazione Tecnica Europea (European Technical Assessment – ETA) per il prodotto specifico, basata sugli EAD (European Assessment Document) i quali sono Specifiche tecniche armonizzate sviluppate dall’EOTA (European Assessmente for Technical Assessment), scaricabili dal loro sito dal link dedicato:
Dai seguenti link è possibile scaricare due esempi di ETA rispettivamente per ancoranti meccanici e per ancoranti chimici:
- Esempio ETA - ancoranti meccanici ad espansione;
- Esempio ETA - ancoranti chimici ad iniezione.
La natura delle azioni che possono sollecitare gli ancoranti deve sempre essere specificata all’interno del relativo ETA, in quanto è necessario che il prodotto sia stato pre-qualificato allo specifico scopo.
Tipologie di ancoranti
Le soluzioni di ancoranti post-installati disponibili per la progettazione sono molteplici. Di seguito vengono sinteticamente presentati in funzione del meccanismo resistente.
Meccanismi resistenti
La tenuta di un ancorante in un materiale da costruzione si basa sui seguenti tre principi di funzionamento fondamentali:
Attrito
Il carico di trazione N viene trasmesso ad un materiale base per mezzo della forza di attrito R Perché ciò si verifichi è necessaria la forza di espansione Fexp, che viene prodotta dall’espansione dell’ancorante.
Forma
Il carico di trazione N risulta in equilibrio con le reazioni (forze di contrasto) R, e agisce sul materiale base.
Adesione chimica
Tra la barra e la parete del foro viene a crearsi un legame (di adesione) a base di resina sintetica.
Combinazione dei meccanismi resistenti
Per molti ancoranti la rispettiva capacità di tenuta dipende da una combinazione dei suddetti principi di lavoro. Ad esempio, la pressione d’espansione sulle pareti del foro viene sviluppata facendo scorrere un cono in un manicotto. Ciò consente la trasmissione, per attrito, della forza longitudinale all’ancorante (trazione).
Contemporaneamente, questa pressione di espansione sviluppa una deformazione locale permanente del materiale base, soprattutto nel caso di ancoranti metallici. Si ha così un’azione di ancoraggio «per forma» che permette un’ulteriore trasmissione della forza longitudinale al materiale base.
Nel caso di ancoranti ad espansione, viene fatta una distinzione tra quelli a controllo di coppia e quelli ad espansione per spostamento. La forza di espansione degli ancoranti a controllo di coppia dipende dalla forza di trazione agente sugli stessi. Questa forza di trazione si genera, e quindi viene controllata, quando viene applicata la coppia di serraggio per espandere l’ancorante.
Nel caso di ancoranti ad espansione per spostamento la forza di espansione si verifica in funzione della geometria dell’ancorante in condizione espansa. Si genera quindi una forza di espansione che è correlata al modulo di elasticità del materiale base. Nel caso di ancoranti chimici, la resina penetra nei pori del materiale base e determina così, dopo l’indurimento, una tenuta per forma oltre che una adesione ai materiali.
Range e tipologie di carico
Un modo conveniente per raggruppare e selezionare gli ancoraggi è la loro capacità di carico:
Un altro modo per raggruppare e selezionare gli ancoraggi è in base alla tipologia di carico da sostenere:
- Carichi Statici: Che possono essere il peso proprio, carichi permanenti, carichi variabili, neve, vento etc.
- Carichi dinamici: Che possono essere classificati come nella tabella sotto.
- Carico e durante un incendio: Anche questo aspetto non è da sottovalutare nella progettazione degli ancoranti post-installati.
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