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Ferri di ripresa post-installati e azioni sismiche

Qualifica e progettazione

Rebar in concrete

L’incremento della densità di popolazione, la concentrazione di strutture di valore nei centri urbani e la necessità di infrastrutture funzionanti richiedono di comprendere sempre meglio quali sono i rischi legati ai terremoti. In Italia questi rischi sono stati ridotti sviluppando adeguate norme per la progettazione.

Qual è il comportamento di una ripresa di getto post-installata sottoposta ad azione sismica?

Spostamento – Tensione di aderenza di un ferro rebar post-installato soggetto a carichi ciclici

Durante un terremoto gli elementi in cemento armato sono sottoposti a carichi ciclici, i quali tipicamente vengono simulati in test di laboratorio utilizzando protocolli prestabiliti.

Test sperimentali hanno evidenziato che carichi ciclici portano al degradamento della tensione di aderenza tra resina e calcestruzzo nell’applicazione di riprese di getto post-installate.

A differenza degli ancoraggi, per le applicazioni di ferri d’armatura post-installati la condizione di fessurazione del calcestruzzo è meno importante perché:

  • Nella maggior parte dei casi, i ferri d’armatura non sono paralleli alle fessure, ma sono posti ortogonalmente. Una crepa longitudinale, causata dal carico del ferro d’armatura stesso, è la fessura con maggiore probabilità di verificarsi. Lo schema delle tensioni interne è tale da evitare il formarsi di questa fessura, dando la possibilità di utilizzare forze di adesione  pari a quelle delle barre gettate in opera come da Eurocodice 2.
  • Tipicamente le barre d'armatura non sono gettate o installate come elementi singoli, consentendo così la ridistribuzione del carico in caso di calcestruzzo eccessivamente danneggiato.
  • Le profondità di inghisaggio sono in genere piuttosto lunghe e la probabilità che un intero ferro d’armatura si trovi lungo una fessura è bassa.

Pertanto, i metodi e i criteri di qualifica sismica per i ferri di ripresa post-installati sono significativamente differenti da quelli adottati per gli ancoranti.

 

I nuovi criteri di qualifica per ferri di ripresa post-installati

Lo sviluppo di metodi di qualifica relativi a prodotti per l’edilizia in condizioni sismiche, contribuisce a rendere più sicure le costruzioni per le generazioni future.

Le attuali linee guida per le applicazioni di ferri di ripresa post-installati, EAD 220087, includono criteri e metodi di valutazione delle performance in condizioni statiche e di incendio, ma non in condizioni sismiche.

Nel 2018 tutto è cambiato. L’EOTA ha approvato le linee guida EAD 331522, che  introducono criteri e metodi per la valutazione delle performance delle riprese di getto post-installate in condizioni sismiche. Pertanto, i prodotti dovranno essere qualificati secondo le EAD 331522 per essere progettati in conformità all’Eurocodice 8.

La qualifica garantisce:

  • Test e valutazione del prodotto sottoposto a carichi ciclici
  • Prodotto conforme a CPR Europeo (Construction Product Regulation)
  • Progettazione delle lunghezze di inghisaggio e di sovrapposizione in accordo con l’Eurocodice 8

Secondo le EAD 331522 ci sono due tipologie di test da effettuare per verificare l’equivalenza tra ferri di ripresa post-installati e ferri gettati in opera:

  • Test confinati ciclici di push-pull sulla barra senza l’influenza della distanza dal bordo e dell’interasse delle barre - L’obiettivo del test è mettere a confronto il degradarsi della tensione di aderenza tra i due sistemi.
  • Test ciclici con distanza minima dal bordo (cd = 2d) - L’obiettivo del test è mettere a confronto sia la resistenza per fessurazione che la dissipazione di energia nei due sistemi.

Come risultato la ETA simica del prodotto includerà anche valori di aderenza con differenti condizioni al contorno che possono essere utilizzati per la progettazione di ferri d’armatura post-installati sottoposte a carichi sismici.

 

Come i nostri prodotti rispettano i requisiti sismici

Siamo i primi ad aver approvato due prodotti, HIT RE 500 V3 (lento indurimento) e HIT HY 200 R (rapido indurimento) secondo le nuove EAD 331522 per azioni sismiche.

I nostri prodotti garantiscono elevate performance per diversi metodi di perforazione, diametri dei ferri ad aderenza migliorata e classi di calcestruzzo.

Utilizzando HIT-RE 500 V3 e HIT-HY 200 R è possibile:

  • Progettare tutte le applicazioni sismiche coperte dalla EAD 331522
  • Dimensionare gli inghisaggi secondo i requisiti dell’Eurocodice 8

 

TEORIA DELL’ANCORAGGIO E TEORIA DEI FERRI DI RIPRESA IN CONDIZIONI SISMICHE

Differenze principali

I criteri e i metodi di qualifica tra le applicazioni di ferri di ripresa (connessione calcestruzzo/calcestruzzo) e le applicazioni di ancoraggio (connessione acciaio/calcestruzzo) sono significativamente diversi. Di seguito si riassumono le principali differenze.

  “Teoria delle rebar”
“Teoria dell’ancoraggio”
Carico sulla barra
Tensione (scabrezza dell’interfaccia del calcestruzzo decisiva per il trasferimento del taglio) 
Tensione, taglio e combinazione di entrambe
Meccanismo di transferimento del carico
Equilibrio tramite meccanismi a tirante-puntone di tipo locale e globale
Sfruttamento della resistenza a trazione del calcestruzzo
Influenza della superficie di contatto
La scabrezza della superficie di contatto consente il trasferimento del taglio
Il ferro ad aderenza migliorata lavora a taglio
Modalità di rottura
Snervamento, sfilamento, fessurazione del calcestruzzo
Snervamento, sfilamento, fessurazione, rottura conica del calcestruzzo
Risultato della progettazione
Lunghezza di inghisaggio (lbd) Resistenza dell’ancoraggio (NRk)
Fasi di progettazione

1. Calcolo dell’armatura di rinforzo

2. Calcolo della lunghezza di inghisaggio necessaria

1. Calcolo delle resistenze caratteristiche (per ogni modalità di rottura)

2. Combinazione delle resistenze inferiori a taglio e a trazione

Minimo copriferro Calcolo secondo Eurocodice 2 tenendo in considerazione anche la corretta modalità di installazione
Calcolo secondo documento ETA per prevenire le fessurazioni in fase di installazione
Lunghezza di ancoraggio consentita
lb,min ≥ max(0.3lbrqd,fyd; 10ϕ; 100mm) 4ϕ ≤ lb,min ≤ 20ϕ
Calcestruzzo
Fessurato e non fessurato
Fessurato e non fessurato
Concetto di qualifica sismica
Assicurare l’equivalenza ad un ferro gettato in opera quando sottoposto a carichi ciclici
Valutazione delle prestazioni sotto carico ciclico e apertura / chiusura ciclica delle fessurazioni
Performance sismica
Indipendente dalle zone sismiche e dalle azioni sismiche come per il cast-in
Dipendente dal picco di accelerazione al suolo (ag) e dal tipo di struttura (C1 e C2)

Come progettare rebar post-installate sismiche

Linee guida secondo Eurocodice 2 e Eurocodice 8

Le performance degli edifici si riducono quando sono soggetti ad azioni sismiche, così come le prestazioni dei ferri post-installati, che limitano le tenute e generano comportamenti inattesi. È fondamentale eseguire la progettazione in modo corretto e utilizzare prodotti qualificati e testati sotto azioni cicliche per assicurare l’efficacia del sistema di connessione.

I nostri ingegneri possono supportarti direttamente in sede o in cantiere durante la fase di progettazione e di esecuzione: contattaci per avere ulteriori informazioni.

Puoi scaricare ed utilizzare il nostro software PROFIS Rebar per il dimensionamento delle connessioni calcestruzzo/calcestruzzo post-installate in condizioni sismiche, statiche e sottoposte al fuoco.

Il software PROFIS Rebar implementa il calcolo secondo Eurocodice 2 e Eurocodice 8.

 

Software PROFIS Rebar
Software PROFIS Rebar

Il software per il calcolo Hilti PROFIS Rebar agevola il calcolo dei ferri di ripresa in numerose tipologie di applicazione.

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