Progettazione sicura e accurata degli ancoraggi
La progettazione di collegamenti acciaio-calcestruzzo è un'attività fondamentale e critica per la sicurezza in molti progetti di costruzione. Sulla base di una ricerca di Hilti pubblicata sulla rivista New Civil Engineer che ha esplorato l'esperienza di oltre 100 ingegneri civili in attività, il 79% dichiara di impiegare fino a 4 ore per progettare un tipico collegamento acciaio-calcestruzzo e produrre una relazione.
Secondo l'esperienza ingegneristica, con la giusta selezione di strumenti software, il tempo di progettazione per un singolo collegamento viene ridotto in media del 50%. Sulla base della nostra ricerca su oltre 600 ingegneri strutturali che hanno inserito dati nel nostro Calcolatore di Efficienza, le riduzioni di tempo su collegamenti molto complessi possono raggiungere anche l'80%.
Tutto secondo la normativa, ma quale?
Quando l'Eurocodice fu sviluppato per la prima volta, la progettazione degli ancoraggi non era sufficientemente consolidata da giustificarne l'inclusione nelle norme di progettazione EN. Per lo più, erano coperti dall'ETAG 001 sviluppato dall'EOTA (Organizzazione Europea per la Valutazione Tecnica), inclusi 2 allegati chiave - C ed E.
A vantaggio dell'ingegnere progettista, tutte queste linee guida di progettazione sono ora riunite nel nuovo documento di progettazione EN 1992-4, che è ora una norma di progettazione applicabile nei paesi sotto l'ombrello EN, con un'adozione quasi completa. Tuttavia, il nucleo dell'EN 1992-4 riprende molte delle disposizioni di progettazione dell'ETAG 001: Allegato C, TR 029 e TR 045 e, come tale, le differenze sono limitate.
Ma EN non è l'unica norma coperta da IDEA StatiCa. Vedere il grafico sottostante con tutti i codici inclusi in IDEA StatiCa per gli ancoraggi.
Normative supportate per gli ancoraggi in IDEA StatiCa
| EN | EN 1992-4 |
| AISC | AISC 360-16-J9 ACI 318-14-Chapter 17 |
| CISC | CSA a23.3-14 |
| AUS | AS 5216:2018 |
Le altre normative supportate da IDEA StatiCa (Cina, Hong Kong, Russia, India) non hanno una prescrizione diretta per la progettazione degli ancoraggi. La verifica del calcestruzzo a compressione è coperta per tutte le normative.
Come IDEA StatiCa soddisfa AISC/ACI, Eurocodice e altri
Il metodo CBFEM è alla base dei due software più potenti per la progettazione degli ancoraggi, IDEA StatiCa e PROFIS Engineering Suite di Hilti. Il CBFEM è conveniente per semplificare il blocco di calcestruzzo come elementi di contatto 2D. Ecco alcuni principi su come IDEA StatiCa gestisce i modelli acciaio-calcestruzzo:
- Il collegamento tra il calcestruzzo e la piastra di base resiste solo alla compressione.
- La compressione è trasferita tramite il modello di sottosuolo di Winkler-Pasternak, che rappresenta le deformazioni del blocco di calcestruzzo.
- La forza di trazione tra la piastra di base e il blocco di calcestruzzo è portata dai bulloni di ancoraggio.
- La forza di taglio è trasferita per attrito tra la piastra di base e il blocco di calcestruzzo, tramite chiavetta a taglio o per taglio dei bulloni di ancoraggio.
- La resistenza degli ancoraggi a taglio è valutata analiticamente.
- L'attrito è modellato come un vincolo completo a punto singolo nel piano del contatto piastra di base – calcestruzzo.
- La chiavetta a taglio è modellata con elementi shell e vincolata al centro della profondità di infissione nel blocco di calcestruzzo, esclusa la malta di livellamento, il che corrisponde all'ipotesi di tensione di appoggio uniforme della chiavetta a taglio sul calcestruzzo.
Se si desidera saperne di più sui principi e le procedure più importanti utilizzati nel CBFEM, si consiglia vivamente di consultare il nostro Background teorico generale.
Nel nostro background teorico è possibile trovare anche come IDEA StatiCa tratta i collegamenti acciaio-calcestruzzo dal punto di vista dei requisiti specifici della normativa.
AISC
Eurocodice
Per altre normative nazionali, consultare il nostro Centro di supporto.
3 modi per modellare un collegamento acciaio-calcestruzzo
Bene, teoria a parte, passiamo alla pratica! Quando si tratta di possibilità di progettazione, non importa davvero quale tipo di collegamento di ancoraggio si debba modellare e calcolare. La flessibilità di IDEA StatiCa consente di modellare basi di colonne, balaustre, ringhiere o ancoraggi a barra senza alcun limite nella topologia.
È possibile modellare il collegamento in tre modi diversi.
Il primo approccio consiste nel modellare il collegamento utilizzando la nostra procedura guidata per il collegamento. Qui è possibile sfruttare quattro diverse topologie con la possibilità di progettare un collegamento a momento o a taglio.
Non è necessario temere limitazioni di progettazione nella procedura guidata. La possibilità di scegliere tra una vasta gamma di materiali e operazioni di lavorazione consente di dare libero sfogo alla propria immaginazione e creatività progettuale.
In alcuni casi, è necessario iniziare a progettare il collegamento da zero. Anche in questo caso, non è necessario temere processi complicati. La maggior parte dei dettagli di ancoraggio potrà essere progettata in pochi minuti.
Scopri come progettare un collegamento acciaio-calcestruzzo in meno di 3 minuti.
Ultimo ma non meno importante, è possibile importare il modello di ancoraggio dal proprio software CAD utilizzando i nostri link BIM. Per i prodotti Autodesk – Advance Steel e Revit, i blocchi di calcestruzzo vengono importati all'interno del modello. Per Tekla Structures, è necessario utilizzare una soluzione alternativa per superare questa limitazione.
È possibile utilizzare il link BIM anche da software FEA; in tal caso è necessario essere pronti a modellare il blocco di calcestruzzo direttamente in IDEA StatiCa.
Verifica normativa dei collegamenti acciaio-calcestruzzo
IDEA StatiCa copre tutte le verifiche necessarie della piastra di base, la maggior parte delle verifiche per il calcestruzzo e gli ancoraggi. IDEA StatiCa non copre tutte le verifiche degli ancoraggi post-installati. Il motivo è la mancanza di informazioni, ad esempio la resistenza a taglio della colla degli ancoraggi incollati o la forza di splitting degli elementi di fissaggio controllati a coppia. Per questo, è necessario utilizzare software specializzati. In questo caso, il suggerimento è piuttosto semplice - l'unico che utilizza il CBFEM è PROFIS di Hilti. Leggi di più sul metodo CBFEM utilizzato per PROFIS Engineering Suite.
Ancoraggi con piastra rondella (gettati in opera):
- Acciaio a trazione
- Acciaio a taglio (con o senza braccio di leva)
- Rottura del calcestruzzo (cono) a trazione
- Sfilamento
- Pryout del calcestruzzo a taglio
- Blow-out del calcestruzzo
- Rottura del bordo del calcestruzzo
- NON POSSIBILE - Splitting del calcestruzzo - vedere le informazioni del produttore
Ancoraggi diritti (post-installati):
- Acciaio a trazione
- Acciaio a taglio (con o senza braccio di leva)
- Rottura del calcestruzzo (cono) a trazione
- Pryout del calcestruzzo a taglio
- Rottura del bordo del calcestruzzo
- NON POSSIBILE - Sfilamento – vedere le informazioni del produttore
- NON POSSIBILE - Rottura combinata per sfilamento e rottura del calcestruzzo - vedere le informazioni del produttore
- NON POSSIBILE - Splitting del calcestruzzo – vedere le informazioni del produttore
In passato, ci siamo imbattuti molto spesso nella richiesta di verifiche per piastre di base parzialmente supportate che IDEA StatiCa non era in grado di gestire. Dalla versione 20, questa verifica mancante è disponibile.
Progetta in sicurezza, risparmia tempo, ottimizza!
La progettazione di collegamenti acciaio-calcestruzzo può essere un lavoro molto dispendioso in termini di tempo e impegnativo, ma il giusto set di strumenti può ridurre rapidamente la quantità di lavoro. Ecco perché il calcolo dei collegamenti di fondazione in acciaio su un blocco di calcestruzzo è una delle funzionalità più utilizzate e richieste in IDEA StatiCa. Se si desidera verificare come IDEA StatiCa può aiutare a progettare gli ancoraggi in modo più rapido ed efficiente, è possibile provarlo gratuitamente per 14 giorni.
L'ancoraggio è anche uno degli argomenti trattati più spesso nei nostri webinar. Le loro registrazioni sono disponibili nel nostro Centro di supporto.
