Calcestruzzo fessurato e non fessurato – Considerazioni per la progettazione degli ancoraggi

Il fatto che il calcestruzzo sia fessurato o non fessurato è un aspetto importante nella scelta e nella progettazione degli ancoraggi. I carichi che agiscono su una struttura in calcestruzzo possono creare zone di compressione e di trazione, e le tensioni di trazione possono provocare fessure che influenzano il comportamento del sistema di ancoraggio.

Per le applicazioni di ancoraggio strutturale, l’ancoraggio selezionato deve essere idoneo alle condizioni previste del calcestruzzo e utilizzato nell’ambito di applicazione della relativa approvazione del prodotto.

Perché la fessurazione del calcestruzzo è importante per l’ancoraggio

Il calcestruzzo offre ottime prestazioni a compressione, ma ha una capacità relativamente limitata di resistere alle tensioni di trazione. Dove sono presenti forze di trazione, l’armatura assorbe gran parte di tali sollecitazioni, ma nel calcestruzzo circostante possono comunque svilupparsi piccole fessure.

Queste fessure possono essere causate da carichi strutturali, ritiro, variazioni di temperatura, deformazioni imposte o altri fattori. Possono inoltre svilupparsi o modificarsi durante la vita utile della struttura.

Un ancoraggio installato in una zona in cui possono formarsi fessure deve quindi mantenere le prestazioni richieste anche al variare delle condizioni del calcestruzzo.

Zone di compressione e di trazione nel calcestruzzo

La distribuzione delle tensioni all’interno di un elemento in calcestruzzo può creare zone prevalentemente soggette a compressione e zone sottoposte a trazione.

Lo stato tensionale effettivo deve essere determinato nell’ambito della progettazione strutturale. Quando non è possibile considerare con certezza il calcestruzzo come non fessurato, la scelta e il calcolo degli ancoraggi devono tenere conto del calcestruzzo fessurato.

Scopri di più sui carichi di trazione e di taglio >

Ancoraggio nel calcestruzzo non fessurato

Per calcestruzzo non fessurato si intende un calcestruzzo nel quale, nelle condizioni di progetto considerate, non è prevista la formazione di fessure nella zona dell’ancoraggio.

Quando è possibile stabilire che il calcestruzzo rimarrà non fessurato, può essere idonea una gamma più ampia di prodotti di ancoraggio. Tuttavia, l’ancoraggio selezionato deve essere comunque utilizzato nelle condizioni indicate nella relativa documentazione tecnica e nella Valutazione Tecnica Europea (ETA) pertinente.

Fattori quali la resistenza del calcestruzzo, l’interasse tra gli ancoraggi, la distanza dal bordo, la profondità di ancoraggio e i carichi applicati rimangono importanti indipendentemente dal fatto che il calcestruzzo sia fessurato o non fessurato.

Ancoraggio nel calcestruzzo fessurato

Gli ancoraggi installati nel calcestruzzo fessurato devono essere in grado di mantenere le prestazioni richieste quando si formano o si modificano fessure intorno all’ancoraggio.

Le soluzioni idonee possono includere sistemi di ancoraggio meccanici e chimici specificamente valutati per l’utilizzo nel calcestruzzo fessurato. Il sistema appropriato dipende dall’applicazione, dalle condizioni di carico, dalla geometria di installazione e dall’ambito della relativa approvazione.

Non si deve presumere automaticamente che un ancoraggio idoneo al calcestruzzo non fessurato sia adatto anche al calcestruzzo fessurato.

Scopri di più sugli ancoraggi meccanici e chimici >

Come la fessurazione può influenzare le prestazioni degli ancoraggi

Una fessura che attraversa un ancoraggio o passa nelle sue vicinanze può modificare il modo in cui le forze vengono trasferite tra l’ancoraggio e il calcestruzzo circostante.

A seconda del sistema di ancoraggio, la fessurazione può influenzare:

• L’espansione e il trasferimento dei carichi nel calcestruzzo
• La resistenza allo sfilamento
• La resistenza alla rottura del cono di calcestruzzo
• La rigidezza e lo spostamento dell’ancoraggio
• L’interazione tra gli ancoraggi di un gruppo
• L’effetto delle distanze dal bordo e dell’interasse tra gli ancoraggi

Per questo motivo, lo stato del calcestruzzo costituisce parte integrante della progettazione strutturale degli ancoraggi e non deve essere considerato semplicemente come un dettaglio separato dell’installazione.

Modalità comuni di cedimento degli ancoraggi

La resistenza di un ancoraggio non dipende soltanto dalla resistenza dell’acciaio. Devono essere considerate diverse modalità di cedimento in funzione dell’ancoraggio, delle condizioni del calcestruzzo, della geometria e della direzione del carico.

Cedimento dell’acciaio

Il cedimento dell’acciaio può verificarsi quando le forze che agiscono sull’ancoraggio superano la resistenza del componente in acciaio. Il diametro, il materiale e la resistenza dell’ancoraggio influiscono tutti su tale resistenza.

Cedimento per sfilamento

Lo sfilamento si verifica quando l’ancoraggio viene estratto dal materiale di base prima che nel calcestruzzo circostante si verifichi un’altra modalità di cedimento determinante. La progettazione dell’ancoraggio, l’installazione e la profondità di ancoraggio influiscono sulla resistenza allo sfilamento.

Rottura del cono di calcestruzzo

Un carico di trazione può causare il distacco di una porzione di calcestruzzo intorno all’ancoraggio formando un cono. La resistenza disponibile può essere influenzata dalla profondità di ancoraggio, dall’interasse tra gli ancoraggi, dalle distanze dal bordo e dalla resistenza del calcestruzzo.

Fessurazione per spacco del calcestruzzo

Lo spacco può verificarsi quando le tensioni generate dall’ancoraggio superano la capacità dell’elemento in calcestruzzo di contenerle. Distanze ridotte dal bordo, interassi limitati, dimensioni ridotte dell’elemento e forze di espansione possono contribuire a questo tipo di cedimento.

Rottura del bordo del calcestruzzo

Quando un carico di taglio viene applicato in prossimità del bordo di un elemento in calcestruzzo, una parte del bordo può rompersi. La distanza tra l’ancoraggio e il bordo rappresenta quindi un importante parametro di progettazione per gli ancoraggi soggetti a carichi di taglio.

Interasse tra gli ancoraggi e distanze dal bordo

Il calcestruzzo fessurato è solo una delle condizioni che possono influenzare la resistenza di un ancoraggio. Anche l’interasse tra gli ancoraggi, la distanza dal bordo, la profondità di ancoraggio e lo spessore dell’elemento in calcestruzzo influenzano il modo in cui i carichi vengono trasferiti al materiale circostante.

Gli ancoraggi installati a distanza ravvicinata possono interagire tra loro, mentre quelli posizionati vicino a un bordo possono presentare una resistenza del calcestruzzo ridotta.

Scopri l’interasse tra gli ancoraggi, le distanze dal bordo e le condizioni di installazione >

Considerazioni particolari per i solai alveolari

I solai alveolari richiedono particolare attenzione, poiché lo spessore di calcestruzzo disponibile può essere limitato dalle cavità interne e dalla disposizione delle armature.

La posizione dell’ancoraggio, la profondità di foratura e il metodo di installazione devono quindi essere verificati attentamente in relazione alla struttura del solaio, all’approvazione dell’ancoraggio e agli eventuali requisiti indicati dal produttore del solaio.

Gli ancoraggi per solai alveolari non devono essere selezionati esclusivamente sulla base delle loro prestazioni nel calcestruzzo pieno.

Selezione degli ancoraggi per calcestruzzo fessurato

Per le applicazioni strutturali, la relativa documentazione del prodotto deve indicare chiaramente se l’ancoraggio è idoneo al calcestruzzo fessurato e in quali condizioni può essere utilizzato.

Nella scelta di un ancoraggio, verificare fattori quali:

• Se il calcestruzzo fessurato è incluso nell’approvazione
• Le classi di resistenza del calcestruzzo ammesse
• Il diametro dell’ancoraggio e la profondità effettiva di ancoraggio
• I carichi di trazione, di taglio e combinati
• Le distanze minime dal bordo e l’interasse tra gli ancoraggi
• Lo spessore dell’elemento in calcestruzzo
• Gli eventuali requisiti di resistenza al fuoco o sismici
• Le istruzioni di installazione e la preparazione del foro

Un’approvazione per il calcestruzzo fessurato non deve essere automaticamente interpretata come un’approvazione per carichi sismici. Quando sono richieste prestazioni sismiche, l’ancoraggio selezionato deve disporre della valutazione appropriata per tale applicazione.

Calcolo degli ancoraggi nel calcestruzzo fessurato e non fessurato

Per i fissaggi strutturali nel calcestruzzo, le condizioni del calcestruzzo devono essere valutate insieme ai carichi applicati, alla geometria dell’ancoraggio, all’interasse, alle distanze dal bordo e alla profondità di ancoraggio.

Il Fabory Anchor Calculator consente di progettare ancoraggi post-installati per applicazioni strutturali nel calcestruzzo in conformità alla norma EN 1992-4.

Utilizza il calcolatore per:

• Eseguire calcoli per calcestruzzo fessurato e non fessurato
• Valutare carichi di trazione, di taglio e combinati
• Considerare l’interasse tra gli ancoraggi e le distanze dal bordo
• Valutare diverse configurazioni di ancoraggio
• Valutare, ove applicabile, le condizioni di progetto in caso di incendio e azioni sismiche
• Generare relazioni di calcolo per la documentazione di progetto

Utilizza Fabory Anchor Calculator >

Calcestruzzo fessurato, EN 1992-4 e documentazione ETA

Per i fissaggi strutturali post-installati nel calcestruzzo in Europa, la norma EN 1992-4 fornisce il quadro di riferimento per la progettazione, utilizzato insieme ai dati di prestazione specifici del prodotto contenuti nella relativa Valutazione Tecnica Europea (ETA).

L’ETA definisce le condizioni nelle quali l’ancoraggio è stato valutato, che possono includere la resistenza del calcestruzzo, il calcestruzzo fessurato o non fessurato, le dimensioni dell’ancoraggio, i requisiti di installazione e altri parametri applicativi.

La selezione degli ancoraggi strutturali deve quindi basarsi sia sui requisiti di progettazione sia sull’ambito dell’approvazione relativa allo specifico prodotto.

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La selezione degli ancoraggi per il calcestruzzo fessurato può diventare complessa quando sono presenti carichi strutturali, più ancoraggi, distanze dal bordo limitate o requisiti aggiuntivi di resistenza al fuoco o sismici. Gli specialisti tecnici Fabory possono aiutarti a valutare i requisiti dell’applicazione e a individuare una soluzione di ancoraggio adeguata.

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Domande frequenti sul calcestruzzo fessurato e sugli ancoraggi

Trova le risposte alle domande più comuni sul calcestruzzo fessurato, sulle zone di trazione e sulla selezione degli ancoraggi strutturali.