Fondamenti di ancoraggio: il funzionamento dei tasselli meccanici ad espansione

Fondamenti di ancoraggio: il funzionamento dei tasselli meccanici ad espansione

L’ancorante: uno dei dettagli costruttivi più trascurati nella progettazione. Rappresenta una piccola parte in termine di volumi e costi di realizzazione, ma è in grado di condizionare fortemente la sicurezza dell’intera opera.
Se pensiamo allo scopo di un fissaggio capiamo che, in realtà, è qualcosa di più importante di un semplice “dettaglio”: il tassello (o insieme di tasselli) è l’elemento di connessione tra due materiali di caratteristiche differenti e inizialmente perfettamente separati. Non è raro che il fissaggio debba avvenire in un’area molto concentrata in presenza di geometrie vincolanti.
Non è altrettanto raro che le sollecitazioni da trasmettere siano le massime riscontrate all’interno della struttura: per questo, la scelta della soluzione più adeguata (almeno nelle applicazioni più rilevanti per la sicurezza) deve indirizzarsi su sistemi ad alte prestazioni e comportamento prevedibile, per le condizioni di progetto.
Vediamo come si comporta una delle tipologie più diffuse di ancoranti meccanici: l’ancorante ad espansione

Ancoranti meccanici ad espansione: la più antica tecnologia di fissaggio “industrializzato”
Il tassello si compone di un bullone filettato nell’estremità del fissaggio dotato di un bulbo di espansione nell’estremità dell’inflessione, un manicotto (o camicia) di espansione, una rondella e un dado per il serraggio (come mostrato in figura per l’ancorante HST3)

tassello

Per capirne il funzionamento è utile esaminare il metodo di posa. Dopo aver realizzato e pulito il foro dove installare l’ancorante, il tassello viene battuto all’interno del foro stesso. Si dispone quindi la piastra base dell’elemento da collegare e l’ancorante viene fissato mediante serraggio del dado: applicando la coppia di serraggio il bullone viene “richiamato” verso l’esterno. Il movimento del bulbo deforma il manicotto di espansione, che viene spinto verso le pareti del foro. Grazie a questa pressione radiale e all’attrito tra manicotto e calcestruzzo, si attiva la resistenza a trazione del tassello.

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Ottima prestazione su calcestruzzo fessurato
Il tassello ad espansione è rapido da installare e, come tutti gli ancoranti meccanici, raggiunge la resistenza nel momento stesso in cui si applica il serraggio. Grazie alla forza di espansione si ottengono buone prestazioni su calcestruzzo fessurato, in quanto il tassello “segue” l’apertura della fessura stessa. Questo avviene se l’ancorante è certificato in questa condizione; in caso contrario l’ancorante può avere un comportamento non controllato, specialmente in condizioni sismiche dove è possibile la formazione di fessure con ampiezza fino a 0.8 mm.

Attenzione alla coppia di serraggio
Se la coppia torcente non è sufficiente, si rischia di non attivare completamente la resistenza dell’ancorante. Deve creare altrettanta preoccupazione l’applicazione di una coppia eccessiva, soprattutto vicino ad un bordo. In questo caso la forza espansiva generata potrebbe essere eccessiva e causare la rottura del calcestruzzo ancora prima di applicare il carico (come mostrato in foto).

foto-png

È quindi buona pratica indicare nel progetto e, soprattutto nei disegni costruttivi, la coppia di serraggio riportata nella Valutazione ETA dell’ancorante, nella scheda tecnica e nel manuale di installazione.
Una soluzione alternativa è quella di utilizzare ancoranti ad espansione con sistema di controllo del serraggio come il tassello HSL-3-B, dotato di un cappello di sicurezza che si rompe una volta applicata la coppia richiesta per l’ancorante, evitando così che l’operatore possa applicare una forza superiore.

Applicazioni
Gli ancoranti meccanici ad espansione possono essere utilizzati in applicazioni non-strutturali e strutturali (in questo caso è richiesta la Marcatura CE), laddove si vuole raggiungere una buona resistenza con profondità di posa non eccessive (10-15 cm) in fissaggi medio-pesanti. Sono preferiti rispetto agli ancoranti chimici in quanto l’installazione non richiede l’attesa di un tempo di indurimento.
Un’applicazione strutturale ricorrente si trova negli adeguamenti sismici di capannoni industriali, per il rinforzo di pilastri, il collegamento dei pannelli di tamponamento e dei tegoli alle travi.
Nelle applicazioni non strutturali, è la soluzione comunemente usata per il fissaggio di staffaggi antisismici medio-pesanti.

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