Modalità di verifica di un'unione Ancorata Post-Installata Acciaio-Cls

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Come verificare un Sistema di Ancoraggio su una struttura in CLS esistente in conformità Annex C “Design Methods for Anchorages” - ETAG 001 Edition 1997

Dalla teoria alla pratica applicativa per la verifica di un ancoraggio su calcestruzzo esistente

Vengono di seguito esplicitate le modalità di calcolo delle resistenze associate alla singola tipologia di collasso in conformità alla:

  • ETAG 001 Edition 1997Annex C: Design Methods for Anchorages – “guideline for european technical approval of metal anchors for use in concrete”.

Al fine delle verifiche saranno confermati i risultati delle seguenti disuguaglianze:

Ancoraggio singolo Ancoraggio multiplo
Collasso per sfilamento Nsd ≤ NRk,pMp Nsdh ≤ NRk,pMp
Collasso del cono di calcestruzzo Nsd ≤ NRk,cMc Nsdg ≤ NRk,cMc
Collasso per Pry-Out dell’ancoraggio Vsd ≤ VRk,cpMC Vsd g ≤ VRk,cpMC
Collasso per Rottura dei Bordi Vsd ≤ VRk,cMC Vsdg ≤ VRk,cMC

 

Criterio di Verifica a Sfilamento / Pull-Out dell’ancoraggio

Pull-Out dell’ancoraggio

In caso di collasso per sfilamento, la resistenza caratteristica NRk,p è fornita dalla ETA di certificazione dell’ancoraggio stesso. Il produttore di un determinato ancoraggio è dunque tenuto a certificarlo e, nella certificazione (ETA), a esplicitare il valore dalla resistenza a sfilamento nonché le procedure di installazione per le quali si garantisce tale resistenza.

Criterio di Verifica Rottura TroncoConica del Cls dell’ancoraggio

La rottura tronconica avviene su una superficie inclinata di circa 45° e corrisponde al superamento della resistenza a taglio del materiale base.

Criterio di Verifica Rottura TroncoConica del Cls dell’ancoraggio

 

La resistenza caratteristica di un ancoraggio o di un gruppo di ancoraggi, nel caso di rottura TroncoConica del Cls, è assunta pari a:

resistenza caratteristica

Con

resistenza caratteristica

fck – Resistenza Caratteristica del Cls;
hef  – Profondità di infissione;
k1=7.2 – Per applicazioni in calcestruzzo fessurato;
k1=10.1 – Per applicazioni in calcestruzzo Non fessurato.

Ovviamente l’influenza dalla posizione dell’ancoraggio rispetto al bordo è notevole in quanto limita in modo considerevole l’estensione della superficie di rottura. Altro fattore significativo è la mutua distanza tra i singoli connettori; infatti tale distanza determina sia il numero che l’estensione dei coni di rottura.
L’influenza sulla resistenza caratteristica dell’interasse e della distanza dai bordi viene tenuta in conto attraverso il rapporto

 

influenza sulla resistenza caratteristica dell’interasse e della distanza dai bordi

A0c,N
area del cono di calcestruzzo per un ancoraggio isolato con ampia distanza dai bordi.
A0c,N = scr,N . scr,N

area del cono di calcestruzzo

Ac,N  area effettiva del cono di calcestruzzo per un ancoraggio. Tale area è limitata dalla sovrapposizione dei coni di calcestruzzo di ancoraggi adiacenti ( s ≤ scr,N) e dai bordi del calcestruzzo partecipante (c ≤ ccr,N) . scr,N = 2 e ccr,N = 3 hef.

area cono di calcestruzzo per un ancoraggio

distribuzione tensioni cls

Coefficiente per considerare la distribuzione delle tensioni nel cls nel caso di ancoraggio prossimo al bordo.

distribuzione delle tensioni nel cls

  • Con hef in [mm] Coefficiente per considerare l’eventuale della protezione delle armature allo sfaldamento del cls.
    • Se nell’area effettiva dell’ancoraggio ricadono armature:
      • con un interasse ≥ 150 mm ψ re,N = 1.0
      • con un diametro ≤ 10 mm e interasse ≥ 100 mm ψ re,N = 1.0 può essere utilizzato indipendentemente dalla profondità dell’ancoraggio.
  • differenza tra lo stato di sollecitazione dei vari ancoraggiCoefficiente per considerare l’eventuale differenza tra lo stato di sollecitazione dei vari ancoraggi.
    • eN Eccentricità della Sforzo di Trazione applicato all’unione ancorata.
  • Nota la geometria dell’unione, il valore di hef  è sostituito h’ef, che rappresenta il calore più cautelativo offerto dalle seguenti due disuguaglianze.

 

  • Da cui risulta:

Criterio di Verifica Pry-Out dell’ancoraggio

La verifica Pry-Out consiste nel verificare che non vi sia distacco del cls nel lato opposto alla direzione del carico applicato. L’applicazione della forza di taglio alla sommità degli ancoraggi determina un’eccentricità rispetto al centro dell’unione che si traduce nell’applicazione di un momento flettente. Le tensioni di trazione, effetto del suddetto momento, possono comportare la rottura dell’unione nel piano opposto alla direzione del taglio.

verifica Pry-Out

La resistenza a Pry-Out del cls si assume pari a:
VRk,cp = k ∙ NRk,c
Dove:
NRk,c è valutato nel paragrafo precedente;
k = 1 ↔ hef < 60 mm;
k = 2 ↔ hef ≥ 60 mm.

Criterio di Verifica a rottura dei Bordi del supporto dell’ancoraggio

L’applicazione di uno sforzo tagliante a un’unione ancorata può determinare rottura del bordo del supporto.

La resistenza caratteristica per un ancoraggio o un gruppo nel caso di collasso ai bordi del calcestruzzo è assunta pari a:

collasso ai bordi del calcestruzzo

Con:

    • dnorm diametro ancoraggio
    • c1 proprietà geometrica definita nella seguente immagine
    • lf lunghezza effettiva ancoraggio
    • fck resistenza caratteristica del cls
    •  k1 = 1.7 per applicazioni in calcestruzzo fessurato
    • k2 = 2.4 per applicazioni in calcestruzzo non- fessurato

Ovviamente l’influenza dalla posizione dell’ancoraggio rispetto al bordo è, anche in questo caso, notevole, così come la distanza mutua tra gli ancoraggi. Tali fattori vengono tenuti in conto attraverso il rapporto

  •  area del cono di calcestruzzo di un singolo ancoraggio sulla superficie laterale del cls non affetto dall’influenza dei bordi paralleli alla direzione di sollecitazione, dallo spessore del supporto in cls e dagli adiacenti ancoraggi.
  • Ac,V area effettiva del cono di calcestruzzo per l’ancoraggio considerato sulla superficie laterale del cls. È limitata dalla sovrapposizione vari dei coni dovuti alla presenza di adiacenti ancoraggi ( s < 3c1), e dai bordi paralleli alle direzioni di sollecitazione ( c2 ≤ 1.5 c1 ), nonché dallo spessore dell’elemento ( h ≤ 1.5 c1 ).area cono calcestruzzo ancoraggio laterale

Coefficiente per considerare le interferenze della distruzione tensionale nel calcestruzzo dovute alle differenti distanze dai vari bordi dell’ancoraggio oggetto di verifica. Per gli ancoraggi con 2 bordi paralleli alle considerate direzioni di carico (a.e in un elemento ristretto) la più piccola distanza dal bordo deve essere inserita nell’equazione (5.7e)

Coefficiente per considerare dell’effettivo degradamento nella resistenza a taglio nello strato di cls.

Coefficiente per considerare l’angolo  tra il carico applicato e la direzione perpendicolare rispetto allo spigolo libero del supporto in cls.

Coefficiente per considerare l’effetto di un’eventuale eccentricità tra il punto di applicazione della sollecitazione tagliante e il baricentro dell’unione.

  • ψre,V   Coefficiente per considerare l’effetto dell’armatura all’interno del supporto in cls.
    • ψre,V = 1.0 per Cls non armato e non fessurato
    • ψre,V = 1.2 per Cls fessurato con armatura ai bordi di diametro ≥ ∅12 mm
    • ψre,V= 1.4 per Cls fessurato con armatura ai bordi e staffatura con spaziatura a ≤ 100 mm

 

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