Resina HIT-RE 500 su legno

294

Introduzione

Con questo documento intendiamo fornire indicazioni per l’utilizzo e la progettazione di fissaggi sulegno. Data la complessità, l’ampiezza dell’argomento e la mancanza di normativa specifica italiana,vi preghiamo comunque di contattare il servizio tecnico Hilti per un supporto più completo.

12.1 Informazioni generali

Grazie alle sue elevate caratteristiche adesive, Hilti HIT-RE 500 può essere utilizzata per il fissaggio su legnodi barre filettate, bussole a filetto interno e barre ad aderenza migliorata.

Al fine di fornire chiare indicazioni per questo tipo di fissaggi, Hilti ha testato HIT-RE 500 su diversi tipi di legnocon prove a breve e lungo termine, e con varie angolazioni nei confronti della direzione delle fibre.

Ad oggi esistono normative nazionali e internazionali che riguardano il fissaggio di barre in acciaio su legno tra-mite resine chimiche. Queste sono la normativa E-DIN1052 e l’Eurocodice 5, Parte 2 - 1997.

Queste Normative contengono indicazioni sul valore di resistenza caratteristica ammissibile per il legamelegno-resina-acciaio e descrivono i materiali a base legnosa in cui effettuarlo, le dimensioni raccoman-date degli ancoranti, le distanze dai bordi e gli interassi da rispettare, i dati relativi alla profondità di posae l’influenza della medesima sulla resistenza ammissibile del legame legno-resina-acciaio. Si fa anche un chia-ro riferimento ai coefficienti di sicurezza parziali da utilizzare nella progettazione su legno.

La presente appendice presenta i risultati ottenuti da Hilti tramite le prove effettuate su fissaggi su legno e includele prescrizioni di progetto da seguire per la progettazione degli stessi tramite l’utilizzo di resina adesiva HIT-RE500.

Le informazioni di progetto sono basate sulla nuova proposta normativa E-DIN1052 che include l’applicazione“Verbindungen mit eingeklebten Stahlstäben / Fissaggi con barre in acciaio tramite resine adesive”.

Immagine 1: Barra filettata M12 dopo test di estrazione. Fissaggio effettuato parallelo alla direzione dellefibre. Modalità di rottura: cedimento del materiale base

295

12.2 Progettazione dell’ancoraggio

◆ Materiale base: tutte le tipologie di legno con proprietà meccaniche rientranti nelle classi C16 fino a C40 oD30 fino a D60 (Cfr. [1]).

Per esempio, legno massiccio e legno lamellare ricavato da alberi della famiglia degli conifere (pino, larice,abete, Douglas, pino del sud, cedro) o da alberi della famiglia delle caducifoglie (quercia, faggio, teck, ecc.).

◆ Contenuto di umidità nel legno al momento della posa: si raccomanda un valore di umidità non superio-re al 12%, secondo quanto riportato nella Normativa (Cfr. [2]).

◆ Tipologie e dimensioni degli ancoranti: fissaggi con barre e bussole filettate o barre ad aderenza miglio-rata di dimensioni da M8/φ8 fino a M30/φ30.

◆ Dimensione dei fori: si raccomandano fori più larghi dai 2 ai 6 mm del diametro nominale (per barre filet-tate) oppure del massimo diametro esterno dell’elemento da fissare (per bussole filettate e barre ad ade-renza migliorata).

◆ Direzione di posa: i fissaggi possono essere effettuati parallelamente oppure ortogonalmente alla direzio-ne delle fibre nel legno, per applicazioni a solaio, orizzontali o a soffitto.

◆ Distanza dal bordo e interasse dei fissaggi: Per le due applicazioni - parallela o ortogonale alla direzionedelle fibre - occorrerà considerare differenti valori di distanza dal bordo e di interasse (Cfr. [2]).

◆ Profondità di ancoraggio per carichi a taglio:

lad, min = massimo tra [0.5 x d2; 10 x d]

◆ Profondità di ancoraggio per carichi a trazione: sulla base delle prescrizioni della normativa E DIN1052,la profondità di ancoraggio per carichi a trazione deve essere dimensionata nei seguenti modi:

A) Resistenza di progetto dell’elemento in acciaio:

Resistenza di progetto dell’elemento in acciaio: Rax,d = fy,d x Aef [ a ]

Profondità di ancoraggio richiesta: lad, min ≥ Rax,d / (π x d x fk1,d) [ b ]

Dove Rax,d = resistenza di progetto dell’elemento in acciaio

fy,d = valore di progetto della resistenza allo snervamento dell’elemento in acciaio (utilizzando γM = 1.1 come coefficiente parziale di sicurezza nei confronti dello snervamento, Cfr. [4])

fy,d = fy / γM dove fy = resistenza allo snervamento dell’elemento in acciaio

Aef = sezione reagente dell’elemento in acciaio

lad, min = minima profondità di ancoraggio dell’elemento in acciaio

d = diametro nominale della barra filettata o della barra ad aderenza migliorata(M12 = 12 mm; barra φ20 = 20 mm)

= diametro esterno delle bussole a filetto interno

fk1,d = resistenza di progetto della resina

Resina HIT-RE 500 su legno

7

296

Nel caso in cui non sia richiesto o necessario il pieno sfruttamento della resistenza dell’acciaio, la formula [ b ] può essere utilizzata sostituendo Rax,d con il carico di progetto raccomandato Fd. Questo porta al seguen-te caso:

B) Calcolo della profondità di ancoraggio per uno specifico carico di progetto:

In questo caso, Fd deve includere il relativo coefficiente parziale di sicurezza, γF , che per i carichi vale circa1.4 (Cfr. [4]). Questo porta al carico di progetto Fd = Frif x γF; dove Frif = carico di riferimento.

Deve essere inoltre soddisfatta la relazione, Fd < Rax,d per la barra ad aderenza migliorata, la barra filettata ola bussola a filetto interno (incluso bullone/barra).

Profondità di ancoraggio specifica per un dato carico di progetto: lad, min ≥ Fd / (π x d x fk1,d) [ c ]

Un’altra possibilità è calcolare il carico di progetto relativo ad un ancorante specifico nota la lunghezza di anco-raggio, per esempio per una bussola filettata internamente. Questo porta al seguente caso:

C) Calcolo del carico di progetto per un ancorante specifico:

In questo caso, la formula [ c ] deve essere modificata nel seguente modo:

Carico di progetto ammissibile: Fd ≤ π x d x lad x fk1,d [ d ]

Deve essere inoltre soddisfatta la relazione, Fd < Rax,d per la barra ad aderenza migliorata, la barra filettata ola bussola a filetto interno (incluso bullone/barra).

Per applicazioni di tipo B) e C) si raccomanda una profondità di ancoraggio minima pari a 10 volte il diametronominale dell’elemento in acciaio. Poiché la resistenza del legame è minore nel legno che nel calcestruzzo, siprescrive di utilizzare una coppia di serraggio pari alla metà di quella indicata nelle “Istruzioni d’uso” o nel“Manuale di Tecnologia del Fissaggio Hilti”, edizione 2001.

◆ Resistenza caratteristica, fk1,k , per HIT-RE 500 in materiale base legno (Cfr. [3])

La resistenza di progetto, fk1,d , viene calcolata a partire della resistenza caratteristica, fk1,k , tramite il coef-ficiente di sicurezza parziale γM (Cfr. [4]) e il coefficiente di modifica kmod, che dipende dal materiale base,dalla classe di servizio e dalle condizioni di carico (Cfr. [5]).

fk1,d = fk1,k x kmod / γM [ e ]

Dove γM = coefficiente di sicurezza parziale per il materiale (= 1.3 per legno; Cfr. [4])

Profondità effettiva di ancoraggio o parte dell’elemento

in acciaio a contatto con la resina adesiva

lad

≤ 250 mm 250 mm < lad ≤ 500 mm 500 mm < lad ≤ 1000 mm

4.0 5.25 - 0.005 lad

(4.0 .... 2.75 N/mm2)fk1,k (N/mm2)

3.5 - 0.0015 lad

(2.75 ...... 2.0 N/mm2)

Resina HIT-RE 500 su legno

297

Il trasferimento del carico al materiale base e il modo di trasferimento dei carichi alla struttura in legnodevono essere verificati dall’ingegnere progettista sulla base delle regole per le costruzioni in legno ele relative normative o prescrizioni nazionali.

12.3 Modalità di posa

◆ Praticare un foro del diametro adeguato utilizzando una punta per legno. Il diametro della punta deve essere dai 2 ai 6 mm più grande del diametro esterno dell’elemento in acciaio.

◆ Eliminare polvere e segatura dovuta alla perforazione utilizzando aria priva di tracce d’olio.I fori devono essere puliti immediatamente prima della posa del fissaggio e devono essere privi di ghiac-cio, olio/grasso o altri agenti estranei.

◆ Per le operazioni successive di posa, seguire le indicazioni presenti nelle “Istruzioni d’uso” incluse in ogniconfezione delle cartucce standard o Jumbo.

◆ La massima coppia di serraggio nel caso di progettazione secondo i casi B) e C) non deve superare la metàdel valore indicato nelle “Istruzioni d’uso” o nel “Manuale di Tecnologia del Fissaggio Hilti”, edizione 2001.

12.4 Letteratura di riferimento

[1] E DIN 1052, Tabelle M.7 e M.8: Classificazione delle tipologie di legno e della loro resistenza

[2] E DIN 1052, Sezione 12.3: Ancoraggi con barre filettate e resina adesiva

[3] E DIN 1052, Tabella M.20: Resistenza caratteristica fk1,k

[4] E DIN 1052, Sezione 3.5.3: Coefficienti parziali di sicurezza

[5] E DIN 1052, Tabella M.1: Coefficienti di modifica kmod

Resina HIT-RE 500 su legno

7

298

Immagine 2: Prova di carico a lungo termine (test di viscosità). Ancoraggi effettuati su legno con Hilti HIT-RE 500 di resistenza effettiva fk1,ef = 2.8 N/mm2, (resistenza del legame a taglio); fissaggi effettuati ortogonalmente alla direzione delle fibre del legno e con contenuto di umidità di circa 15%.

Immagine 3: Prova di carico a lungo termine (test di viscosità). Ancoraggi effettuati su legno con Hilti HIT-RE 500 di resistenza effettiva fk1,ef = 2.8 N/mm2,(resistenza del legame a taglio); fissaggi effettuati parallelamente alla direzionedelle fibre del legno e con contenuto di umidità di circa 15%.

Resina HIT-RE 500 su legno