Hilti. Passione. Performance.
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Il fissaggio mediante ancorantichimici e meccanici
Ing. Stefano EccheliField Engineer
Hilti Italia S.p.A.
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Agenda
Inquadramento normativo: riferimenti per la progettazione
Linea Guida Europea ETAG 001
Progettazione degli ancoranti chimici: Technocal Report 029
Tecnologia ed innovazione degli ancoranti chimici
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CPR 305/2011: Nuova regolamentazione sulla marcatura CE dei prodotti da costruzione
• Sostituisce la Direttiva sui Prodotti CPD (in vigore dal 1998) ed è cogente dal 1 luglio 2013
• Diventa legge in tutta l’UE senzala necessità di una leggenazionale
• E’ applicata a tutti i prodotti“permanentemente installati in una costruzione”
Il CPR coinvolge tutti i prodotti da costruzione
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hEN
EAD(Ex ETAG)
Marcatura CE
ETA
DoPDichiarazionedi prestazione
Sis
tem
i in
no
vati
vi
(Mar
cau
tra
CE
vo
lon
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a)
Pro
do
tti
Sta
nd
ard
izza
ti
(Mar
catu
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E
ob
blig
ato
ria)
• La Marcatura CE può essere ottenuta secondo le procedure definite dal CPR (hEN o EAD)• Le Linee guida ETAG sono sostituite dalle EAD (si mantiene la denominazione ETA per il
Benestare)• Ogni fornitore è obbligato a consegnare in maniera proattiva un nuovo documento, la
dichiarazione di prestazione (DoP), nella lingua di riferimento
Il CPR ridefinisce il processo per ottenere la marcatura CE di un prodotto da costruzione
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Ottenuto a seguito di:
- Giudizio di conformità del prodotto con le specifiche europee (Benestare Tecnici Europei ETA);
- Controlli di produzione di fabbrica e ispezioni nello stabilimento da parte dell’Organismo notificante;
Marcatura CE0672-CPD-0001Hilti AG,stabilimento 198ETA-98/00010672
Per i materiali e prodotti per uso strutturale innovativi il produttore potrà pervenire allaMarcatura CE in conformità a Benestare Tecnici Europei.
Per i materiali e prodotti recanti la Marcatura CE sarà onere del Direttore dei Lavori,in fase di accettazione, accertarsi del possesso della marcatura stessa erichiedere ad ogni fornitore, per ogni diverso prodotto, il Certificato ovveroDichiarazione di Conformità alla parte armonizzata della specifica norma europeaovvero allo specifico Benestare Tecnico Europeo, per quanto applicabile.
D.M. 14/01/2008 - NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONE
Inquadramento normativo
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Nell’ ETA di un ancorante sono raggruppate tutte le informazioni tecniche necessarie del prodotto stesso, come:
• Modalità di posa;
• Diametri certificati;
• Profondità di posa certificate;
• Eventuale validità per calcestruzzo fessurato;
• Intervalli di temperatura di esercizio certificati;
• Interassi minimi e distanze minime dai bordi;
• Tensione caratteristica di aderenza;
• Coefficienti di sicurezza;
• Coppie di serraggio.
Contenuto dell’ETA
Inquadramento normativo
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ResistenzeSollecitazioni
Progettazione e certificazione dei ancoranti
European Committee for Standardization (CEN)
European Organization for Technical Approval (EOTA)
European Technical Approval (ETA)
Applicazione
European Technical ApprovalGuideline (ETAG o EAD)
Organizzazione
Codice/Standard
Linea Guida
Certificazione
Eurocodici
Inquadramento normativo
CEN-TS 1992-4:2009
EOTA TR045
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Inquadramento normativoEvoluzione della normativa sugli ancoranti
� 1982: 1º Metodo di calcolo per ancoranti nel calcestruzzo pubblicato a livello mondiale
� 1989: Nasce l’ EOTA (European Organisation for Technical Approvals)
� 1997: EOTA pubblica la linee guida ETAG No. 001: “Linea guida per il benestare tecnico europeo di Ancoranti metallici da utilizzare nel calcestruzzo”
� 2007: EOTA pubblica Technical Report 029 “Metodo di progettazione per Ancoranti Chimici”
� 2009: Il CEN (Comitée Europeèn de Normalisation) pubblica il CEN-TS 1992-4, che diverrà diverrà parte integrante dell’EC2 entro il 2015
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Agenda
Inquadramento normativo: riferimenti per la progettazione
Linea Guida Europea ETAG 001
Progettazione degli ancoranti chimici: Technocal Report 029
Tecnologia ed innovazione degli ancoranti chimici
Hilti. Passione. Performance.
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Una linea guida ETAG è un documento preparatoda e per gli Organismi di Approvazione
Stabilisce criteri per la valutazione di caratteristiche/requisiti di un prodotto o di una famiglia di prodotti (Benestare Tecnici Europei)
• descrizione e classificazione principi di funzionamento
• requisiti specifici dei prodotti nell’ambito del significato dei requisiti essenziali (Resistenza meccanica, Sicurezza nell’uso)
• criteri di valutazione rispondenza all’uso (metodo di progettazione, installazione, imballaggio, trasporto, stoccaggio…)
• procedure di prova
• metodi di valutazione ed interpretazione dei risultati di prova
• procedure di Attestazione di Conformità
• periodo di validità dell’approvazione
Linea Guida Europea ETAG 001
Contenuti
Hilti. Passione. Performance.
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• Parte 1: Ancoranti in generale
• Parte 2: Ancoranti ad espansione “a controllo di coppia”
• Parte 3: Ancoranti sottosquadro
• Parte 4: Ancoranti ad espansione “a controllo di spostamento”
• Parte 5: Ancoranti chimici
• Parte 6: Ancoranti multipli per impieghi non strutturali
• Allegato A: Procedure di prova
• Allegato B: Prove relative alle condizioni di servizio ammissibili
• Allegato C: Metodo per la progettazione degli ancoraggi
Ancoranti metallici nel calcestruzzo
Linea Guida Europea ETAG 001
Allegati
ancoranti meccanici
ad espansioneAncoraggi: sottosquadro
ancoranti chimici
• Parte 1: Ancoranti in generale
• Parte 2: Ancoranti ad espansione “a controllo di coppia”
• Parte 3: Ancoranti sottosquadro
• Parte 4: Ancoranti ad espansione “a controllo di spostamento”
• Parte 5: Ancoranti chimici
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Tasselli meccanici sottosquadro: funzionamento per forma
N
R
R
N ≤ R
Linea Guida Europea ETAG 001
Meccanismo di tenuta per forma nel materiale base
Il carico applicato N viene equilibrato dalle forze di reazione R prodotte dall’incastrocreato nel materiale base
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Linea Guida Europea ETAG 001Tasselli meccanici ed espansione: funzionamento per attrito
N
R
R
N ≤ R
Il carico applicato N viene equilibrato dalle forze di reazione R prodotte dall’incastrocreato nel materiale base
Tassello a controllo di coppiaFexp
R
R
Fexp
Tassello a controllo di spostamento
Fexp > 3N
Fexp
Fexp
R
R
Fexp > 3N
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R
N
A
Linea Guida Europea ETAG 001Tasselli meccanici a vite: funzionamento per forma e attrito La resistenza è dovuta all’azione combinta della componente di reazione per forma Re per attrito A
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N = R
Linea Guida Europea ETAG 001
Il carico applicato N viene trasmesso al materiale base per mezzo di adesione chimicatra l’ancorante e la parete del foro. E’ principio unico degli ancoranti chimici.
Tasselli chimici: funzionamento per adesione
tensileload
Ntensile
loadN
Adesione FormaResina + barra filettata
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Linea Guida Europea ETAG 001
• Parte 1: Ancoranti in generale
• Parte 2: Ancoranti ad espansione “a controllo di coppia”
• Parte 3: Ancoranti sottosquadro
• Parte 4: Ancoranti ad espansione “a controllo di spostamento”
• Parte 5: Ancoranti chimici
• Allegato A: Procedure di prova
• Allegato B: Prove relative alle condizioni di servizio ammissibili
• Allegato C: Metodo per la progettazione degli ancoraggi
Allegati
� basato su coefficienti di sicurezza parziali
� tiene conto della direzione del carico
� tiene conto delle diverse modalità di rottura
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ETAG 001 Annex C – Coefficienti parziali di sicurezza
Linea Guida Europea ETAG 001
(ETA)
action resistance
Sd
mean ultimateresistance
characteristicresistance
design resistance
environmental conditions (temperature, durability)
5% fractile
designaction
characteristicvalue of action
recommendedload
partial safety factorfor material(anchor,base material)
partial safety factorsfor action
Partial safety factorconcept
Rd
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• Direzione del carico rispetto all’asse dell’ancorante:
• Direzione del taglio rispetto al bordo libero dell’elemento in calcestruzzo:
.
ETAG 001 Annex C – Direzione del carico
Linea Guida Europea ETAG 001
Hilti. Passione. Performance.
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Trazione
Acciaio Calcestruzzo
cono
cls
estr
azio
ne
split
ting
Trovare la minima resistenza di progetto
com
bin
ata
�Tensioni elevate�Qualità del calcestruzzo
Rottura lato acciaio Rottura conicadel calcestruzzo
�Tensioni elevate�Qualità del calcestruzzo
Trazione
Acciaio Calcestruzzo
cono
cls
estr
azio
ne
split
ting
Trovare la minima resistenza di progetto
com
bin
ata
�Posa non corretta�Qualità del calcestruzzo
Rottura per estrazione Rottura per splitting
�Spessore materiale base�Qualità del calcestruzzo
ETAG 001 Annex C – Modalità di rottura a trazione
Linea Guida Europea ETAG 001
Hilti. Passione. Performance.
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ukSsRk fAN ��,
Mp
pRkpRd
NN
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Mc
cRkcRd
NN
�,
, �NucrNreNecNsNc
NccRkcRk A
ANN ,,,,0
,
,0,, ����������
Prevenuta se vengono rispettate le opportune condizioni geometriche di posa: distanza dal bordo, interasse, spessore materiale base (cmin, smin, hmin )
Ms
sRksRd
NN
�,
, �Rottura lato
acciaio
Rottura conicadel calcestruzzo
Rottura per estrazione
Rottura per splitting
N Rk,p: valore presente nell’ETA dell’ancorante
Si c
onsi
dera
la m
inim
are
sist
enz
a
Resistenza caratteristica RkETAG 001 Annex C – Resistenza di progetto a trazione
Linea Guida Europea ETAG 001
Rd
Hilti. Passione. Performance.
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�Qualità dell’acciaio
Rottura lato acciaio per taglio puro
Rottura lato acciaio per taglio con flessione
�Qualità dell’acciaio�Eccentricità
Taglio
Acciaio Calcestruzzo
tagl
io p
uro
fless
ione
rottu
ra
bord
o
Trovare la minima resistenza di progetto
pry-
out
�Distanza dal bordo�Qualità del calcestruzzo
Rottura del bordo Rottura per pry-out
�Ancoranti corti e rigidi�Qualità del calcestruzzo
Taglio
Acciaio Calcestruzzo
tagl
io p
uro
fless
ione
rottu
ra
bord
o
Trovare la minima resistenza di progetto
pry-
out
ETAG 001 Annex C – Modalità di rottura a taglio
Linea Guida Europea ETAG 001
Hilti. Passione. Performance.
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Ms
sRksRd
VV
�,
, �Rottura acciaio
taglio puro
Rottura acciaio taglio/flessione
Rottura del bordo
Rottura per pry-out
Si c
onsi
dera
la m
inim
are
sist
enz
a
cRkcpRk kNV ,, �Mc
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VV
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ukSsRk fAV ��� 5.0,
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smRk
MV ,
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Ms
smRksmRd
VV
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VucrVVecVsVhVc
VccRkcRk A
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,0,, ������������ �
Mc
cRkcRd
VV
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, �
ETAG 001 Annex C – Resistenza di progetto a taglio
Linea Guida Europea ETAG 001
Resistenza caratteristica Rk Rd
Hilti. Passione. Performance.
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ETAG 001 Annex C – Modalità di rottura
Linea Guida Europea ETAG 001
Inizio
Trazione
Acciaio Calcestruzzo
Con
o ca
lces
tr.
estr
az.
Spl
ittin
g
Trovare le minima resistenza di progetto
Taglio
Acciaio Calcestruzzo
Tagl
io p
uro
Fle
ssio
ne
Col
lass
o
del b
ordo
pry-
out
Trovare la minima resistenza di progetto
Azione combinata
Hilti. Passione. Performance.
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Agenda
Inquadramento normativo: riferimenti per la progettazione
Linea Guida Europea ETAG 001
Progettazione degli ancoranti chimici: Technocal Report 029
Tecnologia ed innovazione degli ancoranti chimici
Hilti. Passione. Performance.
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• Profondità di posa variabile
• Modalità di rottura combinata estrazione – rottura conica
Principali differenze con ETAG 001-Annex C
Progettazione degli ancoranti chimici: TR029
Hilti. Passione. Performance.
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Profondità di posa variabile
hef
Profondità di infissionestandard
ETAG 001, Annex C
hefhef
hef
Profondità di infissionevariabile
EOTA TR 029• ≥ 100 mm
• hmin ≥ hef + 30 mm
• ≥ hef + 2 d0
Spessore min materiale base
Cosa cambia?
Tipo di rottura
Interasse e distanzadal bordo critici
Progettazione degli ancoranti chimici: TR029
Hilti. Passione. Performance.
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Grafico-tipo dei meccanismi di rottura delle barre filettateancorate con resine
Rottura del cono di calcestruzzo
Rottura combinata sfilamento - cono
Rottura lato acciaio
Profondità di posa
Ca
rico
Progettazione degli ancoranti chimici: TR029
Hilti. Passione. Performance.
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0
20
40
60
80
100
120
140
0 50 100 150 200 250 300
embedment depth [mm]
des
ign
res
ista
nce
[kN
]
M16, fixed M20, fixed
M16, bond M20, bond
M16, steel M20, steel
concrete cone Sd
Profondità di posa fissa
M16 (125 mm): Rd = 44,9 kN
M20 (170 mm): Rd = 75,4 kN
M16 (125 mm) M20 (170 mm)
122 % utilization 73 % utilization
- Verifica agli SLU: Sd ≤ Rd
- Esempio: Hilti HIT-RE 500-SD con barre HIT-V, singolo ancorante, cls C 40/50
- Carico di progetto: Sd = 55 kN
Profondità di posa variabile – esempio di calcolo
Progettazione degli ancoranti chimici: TR029
Hilti. Passione. Performance.
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0
20
40
60
80
100
120
140
0 50 100 150 200 250 300
embedment depth [mm]
desi
gn
res
ista
nce
[kN
]
M16, fixed M20, fixedM16, variable M20, variableM16, bond M20, bondM16, steel M20, steelconcrete cone Sd
Profondità variabile di posa
M16 (154 mm): Rd = 55,3 kN
M20 (138 mm): Rd = 55,1 kN
M16 (154 mm) M20 (138 mm)
99,5 %utilization 99,8 utilization
- Verifica agli SLU: Sd ≤ Rd
- Esempio: Hilti HIT-RE 500-SD con barre HIT-V, singolo ancorante, cls C 40/50
- Carico di progetto: Sd = 55 kN
Profondità di posa variabile – esempio di calcolo
Progettazione degli ancoranti chimici: TR029
Hilti. Passione. Performance.
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Progettazione degli ancoranti chimici: TR029Rottura combinata pull-out + cono calcestruzzo
Inizio
Trazione
Acciaio Calcestruzzo
Con
o ca
lces
tr.
estr
az.
Spl
ittin
g
Trovare le minima resistenza di progetto
Taglio
Acciaio Calcestruzzo
Tagl
io p
uro
Fle
ssio
ne
Col
lass
o
del b
ordo
pry-
out
Trovare la minima resistenza di progetto
Azione combinata
Rot
tura
co
mbi
nata
Hilti. Passione. Performance.
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Progettazione degli ancoranti chimici: TR029Rottura combinata pull-out + cono calcestruzzo
ukSsRk fAN ��,
Mp
pRkpRd
NN
�,
, �
Mc
cRkcRd
NN
�,
, �
Prevenuta se vengono rispettate le opportune condizioni geometriche di posa: distanza dal bordo, interasse, spessore materiale base (cmin, smin, hmin )
NucrNreNecNsNc
NccRkcRk A
ANN ,,,,0
,
,0,, ����������
Ms
sRksRd
NN
�,
, �Rottura lato
acciaio
Rottura conicadel calcestruzzo
Rottura per estrazione
Rottura per splitting
N Rk,p: valore presente nell’ETA dell’ancorante
Si c
onsi
dera
la m
inim
are
sist
enz
a
Resistenza caratteristica Rk
Mc
cRkcRd
NN
�,
, �Rottura combinata
pull-out + cono calcestruzzo
Rd
Hilti. Passione. Performance.
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Agenda
Inquadramento normativo: riferimenti per la progettazione
Linea Guida Europea ETAG 001
Progettazione degli ancoranti chimici: Technocal Report 029
Tecnologia ed innovazione degli ancoranti chimici
Hilti. Passione. Performance.
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Ca
rico
[kN
]
Spostamento [mm]
Pulizia del foro non adeguata
Foro pulito
Barre filettate con resina ad iniezione classica
Resistenza ultima
Tecnologia e innovazione degli ancoranti chimiciSistema di ancoraggio chimico HIT-HY 200 + barra speciale HIT-Z:
Ininfluenza della pulizia del foro
Spostamento [mm]
Senza pulizia del foro
Foro pulito
Ca
rico
[kN
]
Barre HIT-Z con resina Hilti HIT-HY 200
Resistenza ultima
Hilti. Passione. Performance.
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Meccanismo di funzionamento• La superficie liscia delle eliche consente il
movimento per l’espansione
• La coppia di serraggio attiva ilmeccanismo di espansione
• Le forze di espansione aumentanosignificativamente l’adesione al calcestruzzo
La pulizia non è richiesta grazie alla forma dei cunei appositamente studiata e alle
forze di espansione
Tecnologia e innovazione degli ancoranti chimiciSistema di ancoraggio chimico HIT-HY 200 + barra speciale HIT-Z:
Certificazione per foro sporco
Pulizia
Foro
24%
27%
Pulizia resina in eccesso
Inserimento della barra
12%
18%
Iniezione
9%Cambio cartuccia 10%
Tempo risparmiato
Sp
N
Hilti. Passione. Performance.
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6,8
11,1
16
3,8
4,4
14,7
Un ancoraggio su cls non fessurato mostra una distribuzione assial-simmetrica delle tensioni rispetto all’asse dell’ancoraggio. L’equilibrio ègarantito da questo anello circolare di tensioni.
Un ancoraggio su cls fessurato mostra una redistribuzionedelle tensioni all’interno del calcestruzzo, riducendo l’areain cui avviene la trasmissione delle forze nel calcestruzzo
crack plane
Tecnologia e innovazione degli ancoranti chimiciSistema di ancoraggio chimico HIT-HY 200 + barra speciale HIT-Z:
Effetti della fessurazione sulle prestazioni di un ancorante
HIT-HY 200con HIT-Z
HIT-HY 200con HIT-V
Calcestruzzo fessurato
Calcestruzzo non fessurato
• Solo l’8% di riduzione della resistenza con lebarre HIT-Z su cls fessurato vs. non-fessurato
• HIT-HY 200 con barre HIT-Z ha prestazionimigliori in termini di carico, sia su cls fessuratoche su cls non-fessurato
tensione di aderenza di progetto per barre M16 (N/mm2)
Hilti. Passione. Performance.
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Testa a 4 taglienti per ilcalcestruzzo armato
� stessa resistenza e durata dellepunte TECX e TEYX
Adattatore per aspiratore
Fori sulla testa per aspirare la polvere
Perforazione e Pulizia in un solo passaggioLa polvere viene trasportata all’interno
della punta grazie all’aspiratore collegato
� Pulizia perfetta
ConnessioneSDS PLUS e SDS
MAX
Tecnologia e innovazione degli ancoranti chimiciPulizia del foro Standard
Pulizia del con punta aspirante HDB
Hilti. Passione. Performance.
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Grazie per l’attenzione.