PDF Rivista Giugno 2014

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Giugno 2014
PROGETTI
& TECNOLOGIE
Gli ancoranti post-installati
per elementi in zona sismica
Hilti. Passione. Performance.
INGEGNERIA
AL SUO SERVIZIO
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www.hilti.it
Hilti. Passione. Performance.
sommario
SOMMARIO
04 CASO STUDIO
18 NORMATIVA
CityLife Milano
Torre Isozaki
Gli ancoranti
post-installati
Applicazioni Hilti per le facciate continue
per elementi non
strutturali in zona
sismica su strutture in calcestruzzo
07 CASO STUDIO
Sostituzione del solaio
di copertura
Aula VII della Facoltà di
giurisprudenza
dell’Università degli
studi di Bari “A. Moro”
25 NORMATIVA
Quadro normativo
inerente le barriere
passive al fuoco
12 CASO STUDIO
Prove di carico
per la messa in sicurezza
e il miglioramento
sismico degli edifici
prefabbricati in Emilia
16 SISTEMI HILTI
Il nuovo sistema
MQS
per installazioni di impianti
resistenti al sisma
Giugno 2014
PROGETTI
& TECNOLO
GIE
Gli ancoranti
post-installat
i
per elementi
in zona sismic
a
Hilti. Passione.
Performance.
IMPRESSUM
Editore:
Hilti Italia S.p.A.,
Piazza Indro Montanelli 20,
20099 Sesto San Giovanni (MI),
Tel. 02 212721 r.a.
Fax 02 25902182
Direttore di pubblicazione:
Paolo Baccarini
Redazione:
Patrizia Pietralunga, Michele Di Sario
Progetti e Tecnologie N°20
Registro Stampa Tribunale di Monza
Hanno collaborato:
Ing. Marcello Bolognesi, Ing. Stefano Eccheli,
Arch. Marco Arreghini, Ing. Pietro Ciammarusti,
Ing. Letterio Rizzo, Ing. Luigi Rigamonti,
Ing. Marco Natale, Ing. Marcello Bolognesi, Ing. Daniele Soldati , Ing. Strano Gianluca, Ing. Antonio Corbo, Ing. Antonio Mavelli
responsabilità. Gli utilizzatori dovranno
pertanto valutare la validità dei prodotti
facendo, in funzione delle loro esigenze,
prove specifiche di idoneità.
La pubblicazione è indirizzata a società,
studi tecnici e di progettazione inseriti nel
database di Hilti Italia S.p.A.
Le informazioni contenute in questa
pubblicazione si basano sulle nostre
migliori conoscenze attuali:
ogniraccomandazione ed ogni conclusione
è data da parte nostra senza alcuna
È vietata la riproduzione totale o parziale
di testi, articoli e immagini pubblicate su
questa rivista, sia in forma scritta sia su
supporti magnetici, digitali, ecc. senza previa
autorizzazione da parte dell’Editore.
Progetti & Tecnologie • Giugno 2014
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CASO STUDIO
CityLife Milano - Torre Isozaki
Applicazioni Hilti per le facciate
continue
A cura di: Ing. Marcello Bolognesi – Field Engineer Hilti Italia S.p.A.
Ing. Stefano Eccheli – Field Engineer Hilti Italia S.p.A.
Arch. Marco Arreghini – Firestop Specialist Hilti Italia S.p.A.
La Torre Isozaki, progettata dall’architetto
giapponese Arata Isozaki e dall’architetto italiano Andrea Maffei, si inserisce nel
progetto di riqualificazione dell’area dell’ex
Fiera Campionaria di Milano, denominato
“CityLife”.
Con i suoi 207 m di altezza dal piano stradale sarà uno degli edifici più alti d’Italia.
Distribuita su 50 piani, dei quali 46 previsti
a destinazione direzionale, la torre sarà in
grado di ospitare fino a 3800 persone
La progettazione esecutiva e la realizzazione sono state affidate alla società Colombo Costruzioni di Lecco, che vanta opere di
grande prestigio nel capoluogo lombardo.
L’involucro della Torre
La torre prevede la realizzazione di un involucro costituito da cellule strutturali leggermente curvate a triplo vetro, fissate ai
solai in calcestruzzo mediante profili preinstallati nel getto delle solette stesse.
L’appaltatore dell’involucro, la Focchi
S.p.A. di Poggio Berni (Rimini) si è affidata alla tecnologia Hilti per il fissaggio delle
proprie strutture, scegliendo i profili zincati
a caldo Hilti Anchor Channel (HAC), dalla
caratteristica forma a V.
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Il sistema Hilti Anchor Channel
La classica sezione trasversale dei binari
di ancoraggio è stata ottimizzata con l’aiuto di simulazioni avanzate al computer
e attraverso collaudi estremi. L’innovativa
forma a V che ne è risultata consente di
resistere a carichi maggiori nelle zone di
bordo anche in presenza di carichi a taglio
di notevole entità.
Anche in calcestruzzo fessurato, con i binari di ancoraggio Hilti, si registrano solo
minime deformazioni in presenza dei carichi di esercizio. I binari mostrano un comportamento duttile in caso di superamento
dello stato limite ultimo, con il vantaggio
di avere un chiaro avviso prima che si raggiunga la rottura.
Il nuovo metodo di progettazione impiegato consente di tenere conto dei carichi
dinamici in termini di resistenza alla fatica
a breve e a lungo termine, per carichi a trazione che agiscono in combinazione con
carichi statici.
Alla base c’è la curva di Wöhler per la resistenza alla fatica, determinata in via sperimentale per l’intero spettro di oscillazione.
Già diversi anni fa, la progettazione degli
ancoraggi nel calcestruzzo con fattori di
sicurezza parziali, in conformità alle linee
guida europee, ha portato ad un migliore
sfruttamento di ogni singolo punto di fissaggio.
Oggi questo è possibile anche per la progettazione di binari di ancoraggio annegati
nel calcestruzzo, in conformità al CEN-TS
1992-4-3.
Per quanto riguarda la fase esecutiva, la
striscia di riempimento in LDPE (poliuretano espanso a bassa densità) e i tappi terminali impediscono l’ingresso di residui di
calcestruzzo all’interno dei binari.
La nuova striscia a strappo permette inoltre di risparmiare tempo, perché può essere rimossa facilmente e velocemente,
senza lasciare alcun residuo, senza dover
bruciare o rimuovere meccanicamente il
materiale di riempimento, rischiando così
di rovinare la zincatura del profilo.
L’uso di un solo tipo di vite con testa a
martello per binari di diverse grandezze,
infine, semplifica decisamente la gamma
di bulloni richiesti.
CASO STUDIO
La progettazione del fissaggio dell’involucro della Torre Isozaki.
Il servizio tecnico Hilti ha evidenziato i
vantaggi dei profili di ancoraggio alla società Colombo Costruzioni, e supportato
gli ingegneri di Focchi fin dalle prime fasi
di definizione del fissaggio, al fine di ottimizzare qualsiasi aspetto dimensionale e
di caricabilità del sistema HAC.
Il dimensionamento è stato eseguito tenendo conto delle varie situazioni di carico previste, alcune anche molto gravose
a causa dell’effetto del vento su un edificio alto 207 m.
Fondamentale è stato l’utilizzo del software Hilti Profis Anchor Channel (scaricabile gratuitamente dal sito www.hilti.it/
profis), che permette di eseguire verifiche
dei profili HAC in conformità al CEN-TS
1992-4-3, considerando come materiale
base calcestruzzo fessurato o non fessurato, con varie possibilità di personalizzazione della forma della piastra, del
numero di dadi con testa a martello (da
1 a 4), di tutte le condizioni geometriche
e dei carichi, per poi verificare un singolo
profilo a scelta o tutta la gamma di profili
HAC e quindi scegliere quello più adatto
alle esigenze progettuali.
Inoltre, si è reso necessario analizzare
alcune configurazioni “fuori standard”,
quali 2 profili paralleli tra di loro e due
profili, uno verticale ed uno orizzontale,
agenti in prossimità del medesimo spigolo in cls.
Non essendo previsto un metodo di
calcolo per queste configurazioni dal
CEN-TS 1992-4-3, si è reso necessario
operare formulando le seguenti ipotesi
e conclusioni. Per quanto riguarda la casistica con i due profili paralleli, si è proceduto innanzitutto con la valutazione
degli sforzi trasmessi dalla piastra ai singoli bulloni, in modo da poterli poi inserire nel software Profis Anchor Channel.
Sulla base di tali input, è stata effettuata
la verifica su un singolo profilo, inserendo un bordo nel materiale base ad una
distanza dall’asse del binario pari alla
metà dell’interasse tra i due profili.
In questo modo si è potuta valutare l’interazione tra i due binari HAC e in particolare le sollecitazioni indotte nel calcestruzzo dalla sovrapposizione degli
effetti, considerando la percentuale di
sfruttamento della resistenza lato calcestruzzo sia sotto carico di taglio che sotto carico di trazione.
Per quanto concerne la situazione con
due profili verticali, corrispondente alla
colonna degli ascensori panoramici, anche in questo caso le verifiche sono state
portate avanti separatamente per il profilo
verticale e per quello orizzontale ponendo
particolare attenzione agli effetti combinati sul calcestruzzo in modo da evitare
sovratensioni eccessive sullo spigolo di
calcestruzzo.
In data 25 Ottobre 2013 è stata posata
in opera la prima cellula a triplo vetro alla
struttura, e la fruttuosa collaborazione tra
Hilti e Focchi continua…
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CASO STUDIO
Prove di carico in cantiere
Al fine di testare la bontà dei fissaggi eseguiti, il servizio tecnico Hilti, con la supervisione della direzione lavori e di Colombo Costruzioni, per conto della società
Focchi, ha eseguito prove di trazione su
alcuni profili a campione, installati in particolare al 2°, 4° e 6° piano dell’edificio,
fissando una piastra al profilo mediante
due dadi con testa a martello M12.
Tutti i profili testati hanno resistito senza
alcun tipo di cedimento ad un carico di
trazione di 20 kN.
Il sistema antifuoco nel giunto facciata
- solaio
Una facciata ha un ‘punto debole’ che favorisce il passaggio di fumo e calore (un
problema ‘EI’): il giunto lineare tra la stessa facciata dell’edificio ed ogni soletta.
Questa problematica è stata analizzata
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Progetti & Tecnologie • Giugno 2014
e risolta grazie a tre punti di forza della
Hilti: il servizio tecnico, il prodotto marcato CE dotato di certificazione ETA ed
il supporto fornito da Casa Madre attraverso la preparazione di Engineering
Judgement (valutazioni ingegneristiche).
Abbiamo progettato il sistema EI considerando il fuori standard della facciata
inclinata ed il giunto di qualche millimetro più largo di quanto da noi testato (206 mm anziché 200 mm). Inoltre,
abbiamo predisposto una barriera resistente a calore e fumi per 120 minuti a
fronte dei 90 previsti dalla certificazione ETA, fornendo al cliente una perizia
tecnica aggiuntiva a quanto presente
nell’ETA.
Tale perizia tecnica ha fatto fronte al
fuori standard ed ha soddisfatto la richiesta del cliente e del progettista di
prevenzione incendi.
L’installazione del prodotto è iniziata alla
fine dell’anno scorso. Focchi ha installato
le vetrate a salire e, per evitare infiltrazioni d’acqua in caso di pioggia, ha posato
il mastice CFS-SP WB con macchina a
spruzzo, dall’alto verso il basso, proteggendolo poi dalle intemperie e dagli agenti atmosferici.
L’applicazione con mastice spray ha numerosi vantaggi in termini di sicurezza,
dilatazione (+25%) normale ed a taglio
(giunti sismici), velocità di applicazione ed
abbattimento acustico. Considerando anche il servizio di supporto da noi fornito in
cantiere ed in sede che non ha paragone
sul mercato.
Un’esperienza decisamente
‘Outperform’ e ‘Outlast’!
CASO STUDIO
Sostituzione del solaio
di copertura dell’Aula VII della Facoltà
di Giurisprudenza dell’Università degli
Studi di Bari “A. Moro”
A cura di: Ing. Pietro Ciammarusti dello Studio Tecnico C.N.C. s.s.t.p. (BA)
Ing. Letterio Rizzo - Field Engineer Hilti Italia S.p.A.
Ing. Antonio Mavelli - Field Engineer Hilti Italia S.p.A.
Nel Luglio 2010 si verificò un dissesto nel
solaio di copertura di un’aula della Facoltà
di Giurisprudenza dell’Università degli Studi
di Bari; la semplice caduta di poca polvere
attraverso un controsoffitto a doghe non fu
sottovalutata dall’Area Tecnica dell’Università, che attraverso i suoi responsabili, avviò
immediatamente un’indagine conoscitiva
per appurare le cause dell’accaduto. La rimozione del controsoffitto mise in luce una
situazione piuttosto grave di dissesto, legato all’improvvisa rottura per taglio di una
serie di travetti in c.a. del solaio di copertura
dell’aula; il solaio non cadde rovinosamente
solo grazie all’armatura inferiore dei travetti,
ben ancorata alla trave portante.
L’aula, di circa 300 mq e capienza di circa
250 studenti, fu dichiarata temporaneamente inagibile e furono predisposte urgenti opere di presidio e messa in sicurezza e fu avviato l’iter che avrebbe condotto prima alla
progettazione e poi all’esecuzione dei lavori
di riparazione del dissesto, sotto la guida del
Responsabile Unico del Procedimento, ing.
Gaetano Ranieri e della Macroarea Tecnica
dell’Università.
La Facoltà di Giurisprudenza dell’Ateneo
barese ha sede in un pregevole edificio che
Integrazione delle puntellature esistenti
Integrazione delle puntellature esistenti
sorge in pieno centro urbano, costruito negli
anni 1968-’70 con sviluppo plano-altimetrico molto articolato e composto da più corpi
di fabbrica, giuntati strutturalmente tra loro.
La struttura si compone di pilastri e travi in
c.a. e orizzontamenti in latero-cemento, del
tipo gettato in opera. Il solaio in oggetto, di
semplice copertura, ha luce di circa 12 m e
altezza di 52+4= 56 cm, travetti larghi 12 cm
ad interasse 50 cm. Le travi su cui si vincola
il solaio sono a spessore da un lato e calata
dall’altro.
Il progetto di risanamento del solaio fu predisposto, nella fase preliminare, dalla Macroarea Tecnica dell’Università; trattandosi di una
costruzione esistente, ricadente in un territorio dichiarato sismico (di Zona 3), il progetto, redatto nel rispetto delle Norme tecniche
sulle costruzioni di cui al D.M. 14/02/2008
e relativa Circolare, si inquadrava all’interno
del Capitolo 8 relativo alle Costruzioni esistenti; in particolare l’intervento era classificabile secondo il punto “8.4.3 Riparazione
o intervento locale”. La progettazione preliminare si avviò con la predisposizione e
l’esecuzione di una corposa campagna di
indagini e rilievi, finalizzata alla conoscenza
dell’edificio: furono recuperati i disegni strut-
turali originari, eseguiti rilievi geometrici e dei
dettagli costruttivi con mezzi di indagine distruttivi e non e prelevati campioni di materiali
strutturali, sottoposti a prove di resistenza e
classificazione. La successiva progettazione
esecutiva, redatta dall’ing. Vincenzo Oranger nell’ambito della gara per l’affidamento
dei lavori secondo la procedura dell’appalto
integrato, confermò l’ipotesi di sostituzione
integrale del solaio con uno nuovo, di caratteristiche analoghe in modo da non modificare
sensibilmente i regimi statici e sismici. I lavori
furono appaltati alla ditta “D’Attolico Paolo
s.r.l.” e iniziarono a marzo 2013, per concludersi a settembre dello stesso anno, prima
dell’avvio del nuovo Anno Accademico.
La direzione lavori e il coordinamento per la
sicurezza furono affidati all’ing. Pietro Ciammarusti, dello Studio Tecnico C.N.C. s.s.t.p.
di Bari, particolarmente attivo nello specifico settore del consolidamento strutturale di
edilizia storico-monumentale.
Il tema era ormai giunto alla fase esecutiva
vera e propria e appariva indubbiamente
di notevole impegno, sia in relazione alla
prevista demolizione di un solaio di luce e
spessore considerevole, con immaginabili
ripercussioni sulle strutture limitrofe, soprattutto nelle fasi transitorie, sia in relazione alle
particolari condizioni ambientali, all’interno
di un edificio universitario, che, seppure con
le dovute misure precauzionali, restava utilizzato a pieno regime.
Saggio di demolizione
Progetti & Tecnologie • Giugno 2014
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CASO STUDIO
Nelle prime fasi di avvio del cantiere si é
proceduto ad effettuare un ulteriore approfondimento dei rilievi strutturali, grazie
anche all’assistenza diretta dell’Impresa
appaltatrice; é stata infittita la puntellatura
esistente al piano interessato e ai piani infe-
riori e si é provveduto ad eseguire una prima demolizione “pilota” del solaio in modo
da avere conferma delle ipotesi assunte in
fase progettuale e saggiare direttamente la
risposta della struttura alle attività previste.
Saggio di demolizione
È stato dunque demolito un travetto e le
due file di pignatte laterali, salvaguardando le armature esistenti; le foto mostrano
chiaramente i travetti collassati per taglio,
con formazione della tipica lesione inclinata verso l’appoggio. Il saggio é servito
anche per effettuare una serie di prove sul
calcestruzzo, prove di resistenza a compressione e test sugli inghisaggi di barre
filettate con resina epossidica.
Il progetto prevedeva infatti di collegare il
nuovo solaio alle strutture portanti (travi)
tramite barre di acciaio ad aderenza migliorata ancorate con resine epossidiche;
é noto che in tali tipi di collegamenti rivestono grande importanza la resistenza del
calcestruzzo, l’interasse degli ancoraggi,
la distanza dal bordo e la lunghezza di
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Progetti & Tecnologie • Giugno 2014
Estrazione delle carote dalla struttura in oggetto
(trave di bordo)
ancoraggio. Rispetto alle previsioni progettuali si é adottata una diversa distribuzione e numero degli ancoraggi, in modo
che gli stessi risultassero efficaci perché
ben lontani dai bordi delle travi e al giusto
interasse: inferiormente si sono previsti 2
ancoraggi in corrispondenza dei travetti
e uno al centro e superiormente un ancoraggio in corrispondenza del travetto e
uno al centro tra gli stessi. Inoltre risultava
fondamentale l’adozione del prodotto più
idoneo all’uso previsto e dotato delle prescritte certificazioni: è stata scelta la resina
epossidica HIT-RE 500 della Hilti, data la
completezza delle informazioni e certificazioni tecniche a corredo e anche in relazione al qualificato supporto tecnico che
la Hilti poteva assicurare con i suoi tecnici;
in particolare l’ing. Antonio Mavelli, con cui
ci si é confrontati sin dall’avvio del lavoro, ha verificato le scelte progettuali che si
stavano operando e ha messo a disposizione il know-how e le necessarie attrezzature tarate, per l’esecuzione delle prove
dirette di inghisaggio. Con i saggi si voleva
verificare innanzitutto che l’esecuzione di
fori da 20 mm a certe distanze dal bordo
e con certi interassi non generasse traumi
o microtraumi alle travi e che gli ancoraggi
garantissero la richiesta tenuta. Sono stati
eseguiti 5 campioni con cui si é constatato
che applicando un tiro pari al doppio del
carico atteso non si registrava alcun cedimento.
Acquisite le ulteriori informazioni sulle
strutture e ottenute le ultime conferme il
lavoro vero e proprio é stato avviato, sud-
CASO STUDIO
dividendo l’area interessata in 4 porzioni,
demolendo e ricostruendo il solaio su due
porzioni alla volta in posizione alternata;
anche con tale limitazione la demolizione
si presentava molto critica per le interazioni strutturali che la fase avrebbe avuto
con la struttura dell’edificio e per le condizioni logistiche del cantiere. Sono state
esaminate diverse possibilità operative e
si é optato per una demolizione controllata, eseguita con l’utilizzo di macchine
tagliatrici a disco, in grado di sezionare
l’orizzontamento inducendo nella struttura vibrazioni minime; una volta “snervato”
il solaio con tagli paralleli all’orditura, si è
proceduto con la demolizione a mano in
modo da modificare i regimi statici delle
strutture limitrofe in maniera graduale.
L’intera operazione è stata eseguita con
la massima cautela e cura, allo scopo di
conservare intatte e indeformate le armature del solaio messe a nudo, salvaguardate o tagliate secondo lo schema di progetto e i dettagli costruttivi illustrati nelle
tavole di cantiere.
Nella demolizione del solaio é stata posta
Installazione ferri post-installati e prove di pull-out
particolare cura nella sagomatura delle
zone di appoggio: le fasce piene esistenti
sono state sagomate leggermente inclinate in modo che l’appoggio avvenisse su
una superficie non verticale e quindi più
efficace al trasferimento delle azioni taglianti dal nuovo solaio alle travi esistenti.
In quest’ottica la funzione degli ancoraggi
inferiori é stata quella di garantire l’equilibrio di uno sforzo di trazione pari alla sollecitazione tagliante mentre quelli superiori, assieme ai primi hanno dato ulteriore
garanzia con funzionamento a taglio puro.
Terminata la preparazione degli appoggi
sono stati tracciati i fori per l’ancoraggio
delle barre e si é infine passati all’ancoraggio vero e proprio delle monconature
previste, al montaggio dei blocchi di solaio in EPS e all’armatura integrativa.
Nuove armature post-installate
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CASO STUDIO
Stralcio dei dettagli costruttivi nella fase di cantierizzazione e direzione lavori
10 Progetti & Tecnologie • Giugno 2014
CASO STUDIO
Il dettaglio delle armature post-installate
Prova con il “cono di abrams”
Getto del nuovo solaio
Il calcestruzzo previsto in progetto era di
classe C32/40 con classe di fluidità S5 data
la quantità e disposizione delle armature; in
opera é stata eseguita la prova normalizzata con il “cono di Abrams” per misurare la
consistenza della miscela: l’abbassamento
misurato (slump) é risultato pari a 210 mm, al
limite della classe S4-fluida e prossima alla
classe S5-superfluida (> 220 mm).
La realizzazione del solaio é così proseguita
con il getto dei primi due campi di larghezza
pari a circa 6 m ciascuno, intervallati dalle
zone non ancora demolite e successivamente si é passati alla demolizione degli altri due
campi.
Il lavoro finito
Progetti & Tecnologie • Giugno 2014
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CASO STUDIO
Prove di carico
per la messa in sicurezza e il
miglioramento sismico degli edifici
prefabbricati in Emilia
A cura di: Ing. Luigi Rigamonti - Studio Ellevi di Lecco
Ing. Marco Natale - Field Engineer Hilti Italia S.p.A.
Gli eventi sismici che hanno colpito l’Emilia Romagna il 20 e 29 maggio 2012,
hanno messo in evidenza le vulnerabilità
degli edifici prefabbricati in calcestruzzo
armato non progettati per resistere alle
sollecitazioni sismiche.
Le principali vulnerabilità riscontrate si
possono brevemente riassumere in quelle descritte di seguito:
• Mancanza di collegamenti fra gli elementi prefabbricati
• Inadeguatezza dei vincoli presenti (particolare criticità hanno manifestato i
fissaggi dei pannelli prefabbricati)
• Scaffalature non controventate e con
carichi rilevanti
• Inserimento, all’interno della struttura
originaria, di elementi strutturali che ne
hanno alterato lo schema progettuale
Queste vulnerabilità sono state riconosciute anche sotto il profilo legislativo e
per le zone interessate dagli eventi sismici citati, il D.L. 74 del 6 giugno 2012, convertito in legge n.122 del 1 Agosto 2012,
ha stabilito i termini e le modalità per la
loro rimozione, con il principale scopo di
mettere in sicurezza gli edifici prefabbricati sui quali il sisma in Emilia ha avuto
maggiore impatto distruttivo.
Gli elementi principalmente interessati
dalla rimozione sono le coperture (lastre
piane, tegoli binervati, alari), le travi (piane o a doppia pendenza) e i pannelli di
tamponamento, sia verticali che orizzontali.
Operando su fabbricati esistenti, vi sono
tuttavia alcuni fattori che condizionano
il metodo e la tipologia degli interventi,
quali, ad esempio, la presenza di impianti industriali non removibili, di macchinari complessi, e la frequente interferenza
con l’attività lavorativa in essere. Infine,
non meno importanti, il fattore economico ed estetico degli interventi che in
genere non possono essere eccessivamente invasivi.
Per questo motivo, con riferimento alle
svariate tipologie di intervento che sono
12 Progetti & Tecnologie • Giugno 2014
Alcuni esempi di connessione trave-pilastro; copertura-trave; pannello-pilastro.
CASO STUDIO
state attuate per mettere in sicurezza gli
edifici, quelle cha hanno avuto maggiore
impiego per la affidabilità, la velocità di
esecuzione e i costi contenuti, sono le
soluzioni realizzate mediante l’installazione di elementi metallici, quali staffe,
angolari, piastre, tiranti. Per la posa di
tali connessioni è indispensabile l’impiego di ancoraggi che le assicurino alla
struttura in calcestruzzo. Come noto, la
letteratura oggi divide il mondo degli ancoraggi in due famiglie:
• Ancoranti meccanici, che hanno il vantaggio di un’applicabilità immediata
del carico, anche se molto spesso, viste le caratteristiche geomeriche delle
strutture prefabbricate per loro natura
molto snelle, sono condizionati dalle
distanze dal bordo e dalla mutua distanza fra i punti di ancoraggio, nonché da una corretta applicazione della
coppia di serraggio
•Ancoranti chimici, che hanno invece il
vantaggio di essere utilizzati laddove
sussistono ridotte distanze dal bordo
e minime profondità di posa, anche se
per questa tipologia di ancoraggio è
fondamentale il rispetto dei tempi di indurimento, che dipendono, a seconda
del tipo di resina utilizzata, dalla temperatura ambientale.
La scelta del tipo di ancorante da utilizzare diviene importante ed è condizionata sia dalle modalità, sia dai tempi di
realizzazione degli interventi. Il dimensionamento dell’ancorante (la tipologia,
il diametro e la profondità di posa) pos-
sono essere determinati sulla base della
nuova linea guida EOTA TR045, che dal
2013 rappresenta il riferimento in Europa per la progettazione delle connessioni
acciaio-calcestruzzo in zona sismica. Il
documento che disciplina la validazione
antisismica degli ancoranti è invece l’Allegato E della ETAG 001 [per maggiori
dettagli sulle linee guida, vedi articolo
‘Gli ancoranti post-installati per elementi
in zona sismica’].
Le variabili in gioco per la determinazione corretta della capacità resistente di un
ancoraggio sono molteplici e spesso non
possono prescindere, soprattutto nel
caso di ancoraggi su strutture prefabbricate, da condizioni al contorno critiche
come la distanza dal bordo dei pilastri, lo
spessore ridotto dei supporti, l’interasse
ravvicinato degli ancoranti; oltre che, altro
aspetto di notevole importanza, la fessurazione del calcestruzzo, che in caso di
sisma si presuppone possa raggiungere
valori fino a 0,5-0,8mm. In generale, per
fare fronte contemporaneamente a tutti
questi requisiti e dare opportuni valori
di resistenza alle sollecitazioni sismiche,
risulta spesso preferibile adottare ancoranti chimici, che, a confronto con quelli
meccanici, risentono in maniera minore
l’influenza dei fattori sopra descritti.
Tuttavia, sorge spesso la necessità di intervenire in condizioni tali da non riuscire
a conciliare i risultati della calcolazione
con la situazione in essere: in molti casi,
infatti, ci si trova ad operare in condizioni
limite, o addirittura proibitive, per le quali
risulta difficile, se non impossibile, certi-
ficare il fissaggio. In particolare quando
si tratta di distanze ridotte dal bordo del
manufatto prefabbricato oppure di spessori minimi del materiale base.
Per questo, con la collaborazione di Hilti
Italia, si sono realizzate una serie di campagne di prova con l’impiego di ancoraggi chimici su manufatti prefabbricati
già provati dallo scuotimento sismico nel
comune di Mirandola (MO). Gli ancoraggi sono stati posizionati in situazioni di
distanze dal bordo e spessori ridotti, in
corrispondenza di zone con presenza di
microfessurazioni e anche in condizioni
critiche con presenza di lesioni importanti come le cerniere plastiche dei pilastri.
Le prove sono state effettuate sulle due
tipologie di ancoraggio chimico, che, a
seguito della nuova normativa vigente,
hanno ottenuto la marcatura CE per applicazioni in zona sismica:
• HIT-RE 500-SD (resina epossidica)
• HIT-HY 200-A (resina vinilestere ibrida,
poliuretano metacrilato)
In particolare, sono state condotte una
serie di prove a trazione sia su barre filettate di tipo metrico standard (tipo HIT-V)
sia su barre HIT-Z.
Il sistema HIT-HY 200-A+HIT-Z, a confronto degli altri due composti da HIT-RE
500-SD+HIT-V e HIT-HY 200-A+HIT-V, è
quello che presenta la marcatura CE in
classificazione sismica C2, e, sulla base
Progetti & Tecnologie • Giugno 2014 13
CASO STUDIO
delle certificazioni ETA, a parità di profondità di posa garantisce le migliori prestazioni a trazione.
Si riportano di seguito i valori medi di rottura dell’ancorante HIT-RE 500-SD e HITHY 200-A con barra filettata standard
HIT-V a diverse profondità di posa:
• M12x150mm
• M16x100mm
• M16x150/200mm
60KN
60KN
130KN
I modi di rottura ottenuti sono semplicemente conica oppure combinata
conica+sfilamento e le armature dei pilastri sembrano dare un contributo positivo
alla tenuta per l’effetto del confinamento.
Di seguito, invece, i valori medi di rottura
dell’ancorante HIT-HY 200-A con barra
HIT-Z:
• M12x70mm
• M16x95mm
40KN
65KN
Il modo di rottura riscontrato in questo caso è per fessurazione radiale e,
come nel primo test, le armature dei
pilastri sembrano dare un contributo positivo alla tenuta per l’effetto del
confinamento
I risultati ottenuti da queste prove hanno evidenziato che:
• I valori sono ampiamente superiori rispetto a quelli eventualmente ottenibili con un dimensionamento conforme al TR045
• Nella totalità dei casi, si ottengono modi di rottura del materiale base (rottura conica, combinata
conica+sfilamento o fessurazione radiale) che, seppur leggermente diversi tra loro, non hanno mai comportato
lo sfilamento completo della barra e
quindi un collasso istantaneo del fissaggio, ma, al contrario, hanno sempre manifestato una resistenza residua dopo il primo cedimento.
• Con la barra filettata standard HIT-V,
non vi sono sostanziali differenze tra
la resina HIT-RE 500-SD epossidica
e la resina HIT-HY 200-A vinilestere
ibrida.
• Il sistema con la barra HIT-Z ha evidenziato valori di rottura simili al sistema con barra filettata, ma con profondità di posa inferiore. Nonostante quanto riportato nella
certificazione ETA del sistema HIT-HY
200-A con barra HIT-Z, la distanza minima dal bordo sembra avere un minore impatto, data la presenza dell’armatura di confinamento all’interno del
supporto.
14 Progetti & Tecnologie • Giugno 2014
Le fasi che seguono la messa in sicurezza dei capannoni prefabbricati, con
la rimozione delle vulnerabilità mediante
gli interventi suddetti, sono le opere di
miglioramento sismico, sulle quali oggigiorno si stanno concentrando in molti.
In questo caso si tratta degli interventi
che comportano una variazione del livello di sicurezza ai fini sismici della struttura esistente, pertanto è importante
stabilire il livello di sicurezza che si vuole
raggiungere.
CASO STUDIO
Ad esempio, sempre per le zone dell’Emilia Romagna colpite dagli eventi sismici del 20 e 29 Maggio 2012, il livello
di sicurezza da raggiungere è stato fissato nel 60% rispetto ad un edificio di
nuova costruzione (D.L. 74/2012 – legge
122 del 1 Agosto 2012).
Un miglioramento sismico si può ottenere mediante:
• Alleggerimento del peso della struttura
(ad esempio sostituendo la copertura
con una più leggera, oppure i pannelli
prefabbricati con i pannelli sandwich)
• Inserimento di nuovi elementi strutturali opportunamente ancorati (setti,
croci di controvento)
• Rinforzo delle strutture esistenti mediante l’aumento delle sezioni, l’inserimento di calastrelli metallici oppure
sistemi FRP (pilastri, fondazioni)
In termini di sisma e sicurezza sul lavoro,
una conseguenza degli eventi sismici del
20 e 29 Maggio 2012 in Emilia Romagna
è il riconoscimento della criticità dei capannoni prefabbricati non costruiti con
criteri antisismici, i quali non possono
essere più ignorati.
A tale proposito, come si dichiara in
un Comunicato Stampa pubblicato il 6
giugno 2012, ‘Il Ministero del Lavoro e
delle Politiche Sociali con riferimento
alla sicurezza dei luoghi di lavoro, e, in
particolare, a quelli dela zona dell’Emilia
Romagna colpita dai recenti drammatici
terremoti precisa che la stabilità e la so-
lidità degli edifici è un requisito di sicurezza espressamente previsto nell’allegato IV del D.L. 81/2008 che disciplina la
materia della salute e della sicurezza nei
luoghi di lavoro.
Il mancato rispetto di questo requisito è
penalmente sanzionato e nessuna liberatoria può neutralizzare tale sanzione’.
Esempi di miglioramento sismico su fondazioni, pareti e pilastri
Progetti & Tecnologie • Giugno 2014 15
SISTEMI HILTI
Il nuovo sistema MQS
per installazioni di impianti
resistenti a sisma
A cura di: Ing. Marcello Bolognesi – Field Engineer Hilti Italia S.p.A.
Esempio di staffa antisismica con controventi realizzati mediante barre filettate
Il DM 14.01.2008 (Norme Tecniche per le Costruzioni) prevede, al Cap. 7, il dimensionamento delle strutture di sostegno per impianti
tenendo conto delle azioni sismiche orizzontali agenti nelle due direzioni ortogonali.
Un sistema di supporto (detto anche staffaggio) resistente al sisma richiederà, oltre
che uno sforzo maggiore in fase progettuale, anche un maggior costo sia in termini di
tempo di installazione sia in termini di materiale, dovendo necessariamente prevedere degli elementi di controventamento atti
ad assorbire le due componenti ortogonali
orizzontali delle azioni sismiche, così come
richiesto dalla normativa.
Per la verifica sismica sono determinanti le
forze orizzontali legate al rischio sismico del
sito e ai fattori specifici relativi all’edificio in
questione.
Il rischio sismico in Italia varia significativamente da sito a sito: di conseguenza, le
forze sismiche agenti sull’impianto possono
variare in maniera rilevante.
16 Progetti & Tecnologie • Giugno 2014
Esempio di staffa antisismica con controventi realizzati mediante barre filettate
I supporti per impianti devono pertanto essere in grado di trasferire l’azione sismica
dall’impianto alla struttura principale, facendo sì che il sistema staffaggio-elementi
funzionali degli impianti (canaline/tubazioni
etc..) si muova in modo solidale alla struttura, senza movimenti differenziali che potrebbero portare a danni alla struttura di sostegno, all’impianto stesso o a entrambi.
L’attenzione in merito a questa tematica sta
crescendo sempre più, e per questo motivo
Hilti ha deciso di studiare, produrre e lanciare sul mercato italiano una linea di prodotti
ad hoc, completamente compatibile con il
sistema di installazione di impianti MQ, ad
oggi il più diffuso e utilizzato sia da parte
degli impiantisti elettrici sia da parte degli
impiantisti meccanici.
È nato così il sistema MQS, che permette di
creare strutture di controventamento snelle
e resistenti allo stesso tempo, velocizzando
l’installazione e riducendo il costo dello staffaggio sia in termini di materiali sia appunto
in termini di manodopera.
Lo sviluppo di questi prodotti, portato avanti
in sinergia tra Hilti Italia e l’Headquarter Hilti
di Schaan, nel Principato del Liechtensten,
è iniziato proprio dall’esperienza sui cantieri italiani, che hanno fornito un bagaglio
di esperienza fatta di applicazioni sfidanti,
confronti con progettisti, direttori lavori e
installatori, che ha permesso ad Hilti Italia
di partecipare attivamente allo sviluppo dei
prodotti, considerando le esigenze di un
mercato in continua evoluzione, facendo
addirittura partecipare attivamente alcune
imprese installatrici allo sviluppo dei prodotti mediante incontri dimostrativi e successiva raccolta di feedback.
I tecnici presenti nel Liechtenstein hanno
portato avanti lo sviluppo dei prodotti sia
con modellazioni FEM sia con test in laboratorio, al fine di ottimizzare i prodotti
trovando il giusto equilibrio in termini di resistenza (unicamente rivolta ai carichi orizzontali) e di costo finale per l’acquirente.
SISTEMI HILTI
L’aumento di resistenza delle connessioni
nei confronti dei carichi orizzontali nelle
due direzioni ortogonali, infatti, consentendo di aumentare il passo dei supporti
antisismici, permette un risparmio in termini di costo del materiale e manodopera.
Da un punto di vista tecnico, il sistema
MQS permette di creare controventature
con angoli variabili, in modo da avere la
massima flessibilità d’installazione, permettendo ad esempio di ancorare i controventi esattamente nei soli punti in cui
è possibile forare la struttura, eventualità
molto ricorrente negli edifici prefabbricati, così come le connessioni alla struttura, anch’esse completamente pivottanti,
consentono di assorbire eventuali angoli
d’inclinazione della struttura stessa, ad
esempio l’inclinazione tipica delle pareti
verticali delle nervature dei tegoli di copertura sempre per quanto riguarda gli
edifici prefabbricati.
I dati tecnici dei componenti del sistema
MQS sono garantiti dai 30° ai 60° di inclinazione, e non solo per angoli di 45°,
permettendo così di ottenere la massima
flessibilità in fase di installazione.
La possibilità di ancorare i controventi alla
staffa in corrispondenza della connessione tra il montante e il profilo orizzontale
permette altresì di scaricare da sforzi flettenti il profilo verticale, che può essere
costituito, grazie a ciò, anche da semplici
barre filettate, eventualmente irrigidite nel
caso vi sia il rischio di compressione sotto
l’azione dei carichi sismici.
Analisi agli elementi finiti del componente sismico MQS-ACD
Test di laboratorio effettuato per la verifica a
carico di compressione del componente MQSACD abbinato al profilo MQ-41
Esempio di staffaggio antisismico realizzato con il
sistema MQS
Dettaglio della connessione MQS-W
Hilti mette a disposizione dei progettisti un
pacchetto completo per la progettazione di
queste strutture, costituito da un manuale
tecnico, un software di progettazione 3D,
blocchi CAD, voci di capitolato e schede
tecniche, più il supporto di un team di ingegneri specializzati, operanti dalla Sede
di Milano o direttamente sul territorio, per
consulenze e dimensionamenti personalizzati già dalle prime fasi della progettazione.
Tutto il materiale tecnico è reperibile all’indirizzo:
https://www.hilti.it/installazione-sismico
nella sezione dedicata ai progettisti.
Progetti & Tecnologie • Giugno 2014 17
NORMATIVA
Gli ancoranti post-installati
per elementi non strutturali in zona
sismica su strutture in calcestruzzo
(Metodo di calcolo con le nuove norme EOTA TR045)
A cura di: Ing. Daniele Soldati - Commissione Cantieri dell’Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma
1. INTRODUZIONE
Quando si parla di terremoti siamo portati
a pensare ai danni che questi provocano
sugli elementi strutturali principali e ovviamente al fatto che questi non subiscano
danneggiamenti tali da portare al crollo di
tutto l’edificio o di parte di esso; ma un
aspetto non secondario è dato proprio dagli elementi non strutturali che possono
costituire una grave minaccia per l’incolumità delle persone oltre ad ostruire le possibili vie di fuga dagli edifici.
Danneggiamenti tipici di questi elementi
dopo un evento sismico riguardano gli intonaci, le tramezzature, i distacchi di cornicioni e dei parapetti, i controsoffitti e anche le apparecchiature interne agli edifici in
base alla loro destinazione d’uso come ad
esempio scaffalature, corpi illuminanti, ecc.
Nel caso di strutture strategiche, quali ad
esempio ospedali, sale operative, il danneggiamento dei server, delle apparecchiature elettroniche, degli impianti può
comportare l’interruzione del servizio che
diventa estremamente dannoso proprio nel
momento in cui si ha ancora più necessità
che queste strutture siano operative, funzionanti e fruibili per i primi soccorsi.
Da qui nasce l’idea dell’articolo seguente
nel quale sarà esposta la tematica riguardante gli ancoranti da utilizzare negli elementi non strutturali in zona sismica.
L’Italia sta diventando sempre più sensibile
su questo tema, lo si può constatare dalle diverse linee guida emesse negli ultimi
anni.
Un aspetto molto importante da non sottovalutare è dato, quindi, dalla corretta installazione di questi elementi alle strutture
impiegando ancoraggi dimensionati in maniera opportuna seguendo le nuove specifiche pubblicate proprio per fissare i criteri
di progettazione e di verifica.
In questo documento verranno descritte
le procedure di calcolo dell’azione sismi-
ca sugli elementi non-strutturali ponendo
l’attenzione soprattutto sulle verifiche degli
ancoraggi su calcestruzzo.
Cit. in EOTA TR045, Design of Metal Anchors For Use
In Concrete Under Seismic Actions, Bruxelles, European
Organization for Technical Approval (EOTA), 2013, pag. 5
par. 3.5.
2
Cit. in EN 1998-1:2004, Eurocode 8: Design of structures
for earthquake resistance. Part 1: General rules, seismic
actions and rules for buildings, Bruxelles, European Committee for Standardization (CEN), 2004, par. 4.3.5.
3
D.M. 14.01.2008, Norme Tecniche per le costruzioni, Ministero delle Infrastrutture, Roma, 2008, par. 7.2.3.
1
18 Progetti & Tecnologie • Giugno 2014
2. ABBREVIAZIONI ED ACRONIMI
Nel presente documento saranno utilizzate
le seguenti abbreviazioni ed acronimi:
NTC2008 Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 14/01/2008
EOTA
European Organization for technical approval
ETAG
European technical approval guideline
TR045
Technical Report numero 45
EC8
Eurocodice 8
3. DEFINIZIONI
Prima di descrivere le procedure per il
calcolo dell’azione sismica sugli elementi
non-strutturali e indicare i metodi di verifica degli ancoraggi, ci si chiede innanzitutto, come può essere definito un elemento
non-strutturale.
A questa domanda ci vengono in aiuto le
norme europee TR045 del 2013 che definiscono elemento non-strutturale, l’elemento architettonico, meccanico o elettrico, sistema o componente che, non viene
considerato nella progettazione sismica
della struttura come elemento portato; il
collasso di questo elemento può provocare
conseguenze medie per la perdita di vite
umane e notevoli conseguenze economiche, sociali e ambientali, ma non provocare
il collasso della struttura o di parte di essa;
per esempio possono essere facciate, tubazioni ecc.1
Una ulteriore indicazione può essere presa
dall’EC8 che indica come elementi nonstrutturali le “appendici” degli edifici come
per esempio: parapetti, frontespizi, antenne, appendici di attrezzature meccaniche,
facciate continue, tramezzi, ringhiere, che
potrebbero, in caso di crollo, produrre rischi per le persone o influenzare il comportamento della struttura principale dell’edificio o la sua funzionalità2.
Le norme tecniche per le costruzioni italiane NTC2008 introducono anche il concetto
di elementi strutturali “secondari” oltre a
quelli non-strutturali per i quali può essere
impiegato il metodo semplificato per il calcolo dell’azione sismica3.
4. RIFERIMENTI NORMATIVI
Per progettare qualsiasi elemento, strutturale e non strutturale, è necessario definire
i carichi che agiscono su di esso e poi procedere con le opportune verifiche.
Le azioni possono essere valutate in Italia
con le NTC2008 oppure con l’EC8 , mentre
la verifica sismica di un ancorante postinstallato su calcestruzzo può essere fatta
con la TR045.
5. DEFINIZIONE DELL’AZIONE SISMICA
Per poter definire l’azione sismica è necessario partire dallo spettro sismico di progetto.
Di seguito sarà definita la classificazione
delle zone sismiche con riferimento all’EC8,
per quanto riguarda la normativa italiana
(NTC2008) si rimanda ai testi specifici.
In Europa la pericolosità sismica è definita dall’accelerazione al suolo, denominata
nella letteratura scientifica internazionale
con l’acronimo PGA (Peak ground acceleration) ed è la misura della massima (o
di picco) accelerazione del suolo attesa.
In Italia tale grandezza viene indicata dalle norme con il termine ag oppure amax che
viene spesso usato nei documenti scientifici in italiano che accompagnano studi di
pericolosità sismica.
L’EC8 stabilisce di tre livelli di sismicità
come riportato nella Tabella 1, basati sul
prodotto ag x S, dove ag è definito sopra
mentre S è il coefficiente del suolo4.
4
EN 1998-1:2004, Eurocode 8: Design of structures for
earthquake resistance. Part 1: General rules, seismic actions and rules for buildings, Bruxelles, European Committee for Standardization (CEN), 2004, par. 3.2.1.
NORMATIVA
L’influenza della tipologia di suolo (considerata tramite il parametro S) è basata sulla
correlazione tra le classificazioni del suolo
considerando i limiti di velocità di propagazione delle onde di taglio e la descrizione
del suolo.
EN 1998-1:2004 (Eurocodice 8)
Grado di sismicità
Conseguenze sulla progettazione
Molto bassa
ag×S ≤ 0.05×g
Non occorre osservare particolari prescrizioni sismiche
Le categorie di importanza degli edifici sonoBassa
così definite (EC8 par.
Uso 4.2.5):
di procedure di progetto ridotte o semplificate
Le categorie di importanza degli edifici
ag×S ≤ 0.1×g
-sonoI, cosìEdifici
minore
importanza per
la sicurezza pubblica,
per esempio costruzioni
definite di
(EC8
par. 4.2.5):
ag×S > 0.1×g
Progettazione sismica obbligatoria per tutti gli elementi
• I, Edifici di minore importanza per la sicuagricole
ecc.;per esempio costruzioni Tabella 1 – Grado di sismicità europeo e categoria sismica di progetto per categorie di importanza I, II e III 5
rezza
pubblica,
agricole ecc.;
-• II, II,
Edifici
ordinari
non appartenenti
ad
altre categorie;
Edifici
ordinari
non appartenenti
ad aldove:
T1 è il periodo di vibrazione fondamentale
categorie;
Fèadi
è la
forza sismica
orizzontale
agente
dell’edificio
-• tre
III,
Edifici
la
cui
resistenza
sismica
importanza
in
vista
delle
conseguenze
associatenella direzione consideraIII, Edifici la cui resistenza sismica è di
al centro di massa dell’elemento non
ta;
importanza in vista delle conseguenze
nella direzione
piùculturali,
sfavore- ecc.
Z è la dell’elemento non strutturale sopra
ad un collasso, per esempio scuole, salestrutturale
per convegni,
istituzioni
associate ad un collasso, per esempio
vole;
il livello di applicazione dell’azione sisale perla
convegni,
istituzioni
cul- scuole,
IV, Edifici
cui integrità
durante
i aterremoti
è di vitale importanza per la smica
protezione
W
è il peso dell’elemento;
(fondazione o punto più alto di
turali, ecc.
un basamento rigido);
S
è
il
coefficiente
sismico
applicabile
ad
• IV,civile,
Edifici laper
cui esempio
integrità durante
i terremoospedali,
stazioni adei
pompieri, impianti per la produzione
di energia,
elementi non-strutturali;
H è l’altezza della costruzione misurata
ti è di vitale importanza per la protezione
a partire dal piano di fondazione o dal
civile,
ecc.per esempio ospedali, stazioni dei γa è il fattore di importanza dell’elemento
punto più alto di un basamento rigido;
pompieri, impianti per la produzione di
(vedere §6.1.1);
In casoenergia,
di edificio
Aa oè superiore
il fattore di amplificazione sismiecc. ricadente in classe di importanza IV e un grado di sismicità bassa
qa è il fattore di struttura dell’elemento
ca.
(vedere Tabella 2).
bisogna
sempre
utilizzare
lainprogettazione
questi
edifici
In caso
di edificio
ricadente
classe di im- sismica per tutti gli elementi, in quantoNella
Tabella 2 si riportano i valori del fattoα è il rapporto tra il valore di progetto re di struttura q e del fattore di amplificaportanza IV e un grado di sismicità bassa
a
sonoodisuperiore
primariabisogna
importanza
e possono
pericolo per l’ambiente
o per
dell’accelerazione
ag in un terreno
tipola comunità.
sempre
utilizzare presentare
la
zione sismica Aa.
A e l’accelerazione di gravità g;
progettazione sismica per tutti gli elemenNota: La tabella 2, estratta dalla TR045
ti, in quanto questi edifici sono di primaria
include informazioni in aggiunta ai valori
S è il coefficiente del terreno;
e possono
presentare pericolo
6.importanza
CALCOLO
DELL’AZIONE
SISMICA
SU ELEMENTI
STRUTTURALI
indicati nell’ EC88.
Ta è il periodo
di vibrazioneNON
fondamentale
per l’ambiente o per la comunità.
dell’elemento non-strutturale;
6. CALCOLO DELL’AZIONE SISMICA SU
ELEMENTI
NON STRUTTURALI
6.1 Azione
sismica orizzontale
Tipologia di elemento non strutturale
6.1 Azione sismica orizzontale
Parapetti
a sbalzo o decorazioni
Di
seguitoè èesposta
esposta
formula
dell’azione
sismica su elementi non strutturali:
Di seguito
la la
formula
per ilper
cal-il calcolo
colo dell’azione sismica su elementi non
Insegne e cartelloni
pubblicitari
6
si farà
riferimento
al §4.3.5
dell’EC8
e §5.5.4 delle TR0456
strutturali:
si farà
riferimento
al §4.3.5
Camini, pali e serbatoi su sostegni che si comportano come mensole
dell’EC8 e §5.5.4 delle TR0456
libere per più della metà della loro altezza totale
La
relazione
proposta
dall’
EC8
è
la
seguente:
La relazione proposta dall’ EC8 è la seMateriali di stoccaggio pericolosi, tubazioni di fluidi pericolosi
guente:
Faa=(SaaWaaγaa)/qaa
[eq. 6.1]
qa
Aa
1,0
3,0
1,0
3,0
1,0
3,0
1,0
3,0
2,0
1,5
2,0
1,5
2,0
1,5
Ascensori
2,0
1,5
Computer access floors, apparecchiature elettriche e di comunicazione
2,0
3,0
2,0
3,0
2,0
1,5
2,0
1,5
Tubazioni ad alta pressione, tubazioni antincendio
2,0
3,0
Tubazioni di fluidi per materiali non pericolosi
2,0
3,0
Computer, comunicazione e scaffalature di stoccaggio
2,0
3,0
Muri esterni e interni
Tramezzi e facciate
[eq. 6.1]
Camini, pali e serbatoi su sostegni che si comportano come mensole
libere per meno della metà della loro altezza totale o vincolate alla strutSotto si riporta la formula per il calcolo di
Sa (eq.si5.3riporta
proposta
TR045)
Sotto
la nella
formula
perriarranil calcoloturadiin Scorrispondenza
nella TR045) riarrangiata
o sopra il baricentro
aa (eq. 5.3 proposta
giata dalla equazione 4.25 dell’ EC87:
7
dalla equazione 4.25 dell’ EC87:
Saa=α∙S
Aaa=
ZZ
1+ H
H
3
∙Aaa-­‐0,5
T
1+(1-­‐ aa )²
T11
[eq. 6.2]
Nastri trasportatori
[eq. 6.2]
Elementi di ancoraggio per mobili e librerie sostenuti da pavimenti
Elementi di ancoraggio per controsoffitti e dispositivi di illuminazione
[eq 6.3]
[eq 6.3]
66
TabellaUnder
2 - Valori
di qa eActions,
Aa per elementi
non European
strutturali9 Organization
OTA TR045,
TR045, Design
Design of
of Metal
Metal Anchors
Anchors For
For Use
Use In
In Concrete
Concrete
Under
Seismic
Actions,
Bruxelles,
European
Organization for
for
EEOTA
Seismic
Bruxelles,
Technical Approval
Approval (EOTA),
(EOTA), 2013.
2013. Technical
77
5
Cit. in DI SARIO
Michele - 8:
Jorge
GRAMAXO,
La corretta
nization forresistance.
Technical Approval
(EOTA),
2013.
nization and
for Technical
N 1998-1:2004,
1998-1:2004,
Eurocode
8: Design
Design
of structures
structures
for earthquake
earthquake
resistance.
Part 1:
1:
General
rules, seismic
seismic actions
actions
and
rules Approval (EOTA), 2013, par. 5.5.4.
EEN
Eurocode
of
for
Part
General
rules,
rules
7
9
progettazione degli ancoranti in zona sismica. Nuovi cri-
EN 1998-1:2004, Eurocode 8: Design of structures for
Associazione ISI – Ingegneria Sismica Italiana, 2013,
pag. 6.
6
EOTA TR045, Design of Metal Anchors For Use In Concrete Under Seismic Actions, Bruxelles, European Orga-
tions and rules for buildings, Bruxelles, European Committee for Standardization (CEN), 2004.
8
EOTA TR045, Design of Metal Anchors For Use In Concrete Under Seismic Actions, Bruxelles, European Orga-
teri di qualificazione
e progettazione
europei, Lenta
earthquake(CEN),
resistance.
Part 1: General rules, seismic acfor buildings,
buildings,
Bruxelles,
European Committee
Committee
for(VC),
Standardization
(CEN),
2004.
for
Bruxelles,
European
for
Standardization
2004.
Traduzione della tabella 5.2, EOTA TR045, Design of Metal Anchors For Use In Concrete Under Seismic Actions,
Bruxelles, European Organization for Technical Approval
(EOTA), 2013.
5 5 Progetti & Tecnologie • Giugno 2014 19
Per gli elementi ancorati a soffitto o a parete deve essere considerato anche il contributo
NORMATIVA
dell’azione sismica verticale (numero 1), mentre per gli elementi ancorati su pavimento tale
contributo può essere trascurato se avg/g ≤ 0,25 (numero 2).
6.1.1. Fattore di importanza
I valori del fattore di importanza γa sono funzione del tipo di elemento considerato, di
seguito si riportano le indicazioni dell’EC8:
“Per i seguenti elementi non-strutturali il coefficiente di importanza γa non deve essere
minore di 1,5:
• elementi di ancoraggio di macchinari e
necessari
funzionalità deidi importanza γ per elementi non-strutturali può essere
I attrezzature
tutti gli altri
casi alla
il coefficiente
a
sistemi di sicurezza;
10
•posto
serbatoi
e contenitori
pari
ad 1,0.” di sostanze tossiche Figura 1 – Effetti verticali dell’azione sismica13
13
o esplosive, ritenute pericolose per la sicuFigura 1 – Effetti verticali dell’azione sismica rezza indicazioni
generale delle possono
persone. essere trovate nelle ATC-51-2 che pone il fattore di importanza
Altre
Per gli elementi ancorati a soffitto o a parete
Le figure 2 e 3 riportano i casi un cui si deI tutti gli altri casi il coefficiente di importan 11
deve
essere
considerato
anche
il
contribuvono considerare le categorie sismiche inza
per ospedali
elementi non-strutturali
perγa gli
è pari a : può essere
to
dell’azione
sismica
verticale
(numero
1),
trodotte dalla nuova norma in funzione della
10
posto pari ad 1,0.”
7. PRESTAZIONE SISMICA DEGLI ANCORANTI
mentre per gli elementi ancorati su pavimentipologia di elemento (strutturale e non strutγa = indicazioni
1,4
Altre
possono essere trovate nelto
tale
contributo
può
essere
trascurato
se
turale),
della classe
di importanza
dell’edifi- due
La
nuova
ETAG
001
Allegato
E
relativa
alla
prequalifica
degli
ancoranti introduce
le ATC-51-2 che pone il fattore di importanza
a
/g
≤
0,25
(numero
2).
cio
e
della
accelerazione
sismica.
11
vg
per gli ospedali è pari a :
categorie sismiche (C1 e C2) che sono funzioneNote:
della gravosità dei test che devono essere
γa = 1,4
7. PRESTAZIONE
SISMICA
DEGLI
ANCO1.
Costruzioni di classe I richiedono C1, gli
6.2 Azione sismica verticale effettuati
sugli ancoranti:
RANTI
stati
membri possono scegliere di adottare
6.2 Azione sismica verticale
Gli effetti verticali dell’azione sismica devono
essere
applicando
all’elemento
nuova ETAG
001determinati
Allegato
E relativa
alla
differenti
raccomandazioni;
simica
C1: adatta
solo
per
applicazioni
non
strutturali.
Gli effetti verticali dell’azione sismica devono - LaCategoria
degli ancoranti introduce due
2. Le classi di importanza sono quelle definiessere determinati applicando all’elemento - prequalifica
Categoria
sismica
introduce
testtesugli
ancoranti,
non strutturale una forza verticale Fva che
agisce
nel centro
dichemassa
dell’elemento
non5; test sismici con variazioni di
categorie
sismiche
(C1C2:
e C2)
sononuovi
funnel paragrafo
non strutturale una forza verticale Fva che
zione
della gravosità
dei testfino
che ad
devono
3. Per
maggiorididettagli
sulle
di test ed è
agisce nel
centro
di massa
dell’elemento
ampiezza
delle fessure
una esampiezza
massima
0,8 mm
e tipologie
carichi ciclici
strutturale
e che
è definita
di seguito
(eq. 5.5sere
TR045):
effettuati sugli ancoranti:
che devono essere effettuati sugli ancoranti
non strutturale e che è definita di seguito
adatta ad impieghi
strutturali
e non
• Categoria
simica C1:
adatta solo
perstrutturali.
ape sulla loro modalità si rimanda alla norma
(eq. 5.5 TR045):
plicazioni non strutturali.
ETAG.
Le• figure
seguenti
riportano
i casi nuovi
un cui si
devono
considerare
categorie
sismiche
Categoria
sismica
C2: introduce
La
figura
seguente
riporta le
la mappa
europea
[eq. 6.4]
𝐹𝐹!" = (𝑆𝑆!" 𝑊𝑊! 𝛾𝛾! )/𝑞𝑞!
[eq.
6.4]
test
sugli
ancoranti,
test
sismici
con
vaper
l’impiego
delle
nuove
categorie
sismiche
introdotte dalla nuova norma in funzione della tipologia di elemento (strutturale e non
riazioni di ampiezza delle fessure fino ad
di ancoranti. Come si può notare in Italia dedove:
strutturale),
della classe
di importanza
e della
accelerazione
sismica.
una ampiezza
massima
di 0,8 mmdell’edificio
e carichi
vono
essere
utilizzati quasi
esclusivamente
Wa è il peso dell’elemento;
ciclici
ed
è
adatta
ad
impieghi
strutturali
e
ancoranti
di
categoria
C2.
dove
SVa αv x Aa
non strutturali.
αv è il rapporto tra il valore di progetto
Wa dell’accelerazione
è il peso dell’elemento;
verticale avg in un 13
terreno tipo A e l’accelerazione di EOTA TR045, Design of Metal Anchors For Use In Concrete Under Seismic Actions, Bruxelles, European Organization for
SVa gravità
αv x g;
Aa
Technical
Approvalnon
(EOTA),
2013, pag. 11, figura 5.3. Elementi
strutturali
γa è il fattore di importanza (vedere Accelerazione
sismica
Classe
αv §6.1.1);
è il rapporto tra il valore di progetto
dell’accelerazione
verticale
avg diinimportanza
un terreno tipo Classe di importanza
II o III
IV
qa,Aa possono essere assunti uguali a quelli 9 A e l’accelerazione di gravità g; < 0,05g
Non rilevante
definiti per le azioni orizzontali.
γa
0,05g – 0,1g
è il fattore di importanza (vedere §6.1.1);
C1
C2
Nota: “Gli effetti verticali dell’azione sismi>0,1g
C2
ca
verticale
Fva per
elementi
non strutturali
qa,A
essere
assunti
uguali a quelli definiti per le azioni orizzontali.
a possono
possono essere trascurati per gli ancoraggi
Figura 2 – Categorie sismiche per elementi non strutturali secondo il TR045
quando il rapporto della componente verticale di progetto della accelerazione avg con
Nota: “Gli effetti
dell’azione
sismica verticale Fva per elementi non strutturali
l’accelerazione
di gravitàverticali
g è minore
di 0,25
e i carichi gravitazionali sono trasferiti attrastrutturali
possono
essere
trascurati
per gliElementi
ancoraggi
quando il rapporto della componente
verso una
connessione
diretta
sulla struttu12
ra.”
Accelerazione sismica
Classe di importanza
Classe di importanza
verticale di progetto della accelerazione avg con l’accelerazione di gravità
g è minore
II o III
Per chiarezza si riporta la figura 1 che forni< 0,05g
Non sulla
rilevante
di 0,25 e i carichi gravitazionali sono
trasferiti attraverso una connessione diretta
sce le indicazioni sui casi in cui si deve con0,05g – 0,1g
siderare o si può trascurare
l’effetto dell’astruttura.”12
C2
zione sismica verticale.
>0,1g
sche Nella
figura
seguente
sono
riportati
10
maticamente degli elementi non strutturali Figura 3 - Categorie sismiche per elementi strutturali secondo il TR04514
EN 1998-1:2004, Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance. Part 1: General rules, seismic actions and rules
ancorati su pavimento e soffitto (numero 4)
for buildings,
Bruxelles,
Committee for Standardization (CEN), 2004, par. 4.3.5.3. e su parete
(numeroEuropean
5).
IV
11
ATC-51-2, Raccomandazioni congiunte Stati Uniti – Italia per il controventamento e l’ancoraggio dei componenti non
10
EN 1998-1:2004, Eurocode 8: Design of structures for
Council (ATC) – Servizio Sismico Italiano (SSN), 2003,
nization for Technical Approval (EOTA), 2013, pag. 11,
earthquake
1: General
rules,Technology
seismic ac- Council
par. 3.3.(ATC) – Servizio Sismico Italiano (SSN), 2003,
figura
strutturali
negliresistance.
ospedaliPart
italiani,
Applied
par.5.3.
3.3.
tions and rules for buildings, Bruxelles, European Committee for Standardization (CEN), 2004, par. 4.3.5.3.
11
12
ATC-51-2,
Raccomandazioni
Stati UnitiFor
– Italia
Cit. EOTA
TR045,
Design of congiunte
Metal Anchors
Use
per il controventamento e l’ancoraggio dei componenti
non
strutturali
negli
ospedali
italiani,
Applied
Technology
for Technical Approval (EOTA), 2013, pag. 11. Cit. EOTA TR045, Design of Metal Anchors For Use In
DI SARIO Michele - Jorge GRAMAXO, La corretta proConcrete Under Seismic Actions, Bruxelles, European Orgettazione degli ancoranti in zona sismica. Nuovi criteri
ganization for
Technical
Approval
(EOTA),Bruxelles,
2013, pag. 11.
di Organization
qualificazione e progettazione europei, Lenta (VC), AsIn13 Concrete
Under
Seismic
Actions,
European
EOTA TR045, Design of Metal Anchors For Use In Consociazione ISI – Ingegneria Sismica Italiana, 2013, pag. 9.
crete Under Seismic Actions, Bruxelles, European Orga12
14
20 Progetti & Tecnologie • Giugno 2014
8 NORMATIVA
Carico di taglio
1) Rottura del bordo di calcestruzzo: si
verifica quando il tassello è troppo vicino al
1) Rottura del bordo di calcestruzzo: Si verifica quando il tassello è troppo
bordo di calcestruzzo.
- Carico di taglio
Carico di taglio
-
bordo di calcestruzzo.
1) Rottura del bordo di calcestruzzo: Si verifica quando il tassello è tro
bordo di calcestruzzo.
9 – Rottura di calcestruzzo Figura 9 figura – Rottura
bordobordo di calcestruzzo
figura 9 – Rpryout
ottura di calcestruzzo 2) Rottura per pryout
del calcestruzzo:
Sibordo verifica
quando il tassello ha un
2) Rottura
per
del
calcestruzzo:
profondità di posa.
In caso diquando
più ancoranti
fissati su
piastra
la rottura avv
si verifica
il tassello
hauna
una
limitata
15
15
Figura 4 – mappa
di eimpiego
nuove dcategorie
sismiche
di ancoranti
calcestruzzo che
si distacca.
di posa.
In caso di più ancoranti
figura 4europea
– mappa uropea delle
di impiego elle nuove categorie sismiche di ancoranti unico blocco di profondità
2) Rottura per pryout del calcestruzzo: Si verifica quando il tassello ha
fissati su una piastra la rottura avviene come
profondità di posa. In caso di più ancoranti fissati su una piastra la rottura
blocco di
che si distacca.
8. MECCANISMI DI ROTTURA DEGLI AN- 3) Rottura per splitting: se lo spessore
unico bloccounico
di calcestruzzo
checalcestruzzo
si distacca.
CORANTI
del cls che circonda l’ancorante non è suf-
8.Il sistema
MECCANISMI
DI ROTTURA
DEGLI
ancorante-materiale
di base
può ANCORANTI
ficiente ad assorbire le pressioni radiali, le
diversi
meccanismi di rottura
trazione, adiparità
di che
tensioni
raIlavere
sistema
ancorante-materiale
di baseche
puòdiaveretensioni
diversi di
meccanismi
rottura
dipendono
pendono dal tipo di sollecitazione agente diali, aumentano e possono provocare imdal tipo di sollecitazione agente (trazione o taglio) tale crisi si può verificare lato acciaio o
(trazione o taglio) tale crisi si può verificare mediatamente la crisi della giunzione perlato
seguito si riportano
meccanismi
di rottura
che si possono
latocalcestruzzo.
acciaio o latoDi
calcestruzzo.
Di seguitoi si
ché le fessure
attraversano
tutta laverificare
sezione in
funzione
del
tipo
di
carico
agente.
riportano i meccanismi di rottura che si pos- resistente dando luogo alla separazione
18
figura 10 – Rottura per pryout (scalzamento) del calcestruzzo dalla barra d’armatura.
18
10 – Rottura per pryout (scalzamento)18 Si verifica di norma soltanto se le dimenFigura 10figura – Rottura
per pryout
(scalzamento)
dai bordi
sioni del supporto o le distanze
3) Rottura lato acciaio: si verifica per tas-Carico
Carico
di trazione
di trazione
o gli interassi sono inferiori ai valori proposelli posti
moltoper
lontani
bordi.
1) Rottura conica del calcestruzzo: si ve- sti dal certificato di omologazione
ovverolato acciaio:
3) Rottura
Si verifica
tassellidai
posti
molto lontani dai bordi.
rifica
quando,
in
presenza
di
una
trazione
troppo
ridotti.
1) Rottura conica del calcestruzzo:
Si verifica quando, in presenza di una trazione assiale
assiale
sul tassello,
si supera
la
di tra- che il calcestruzzo può sopportare in quel punto.
forza
sul tassello,
si supera
la forza
di trazione
zione che il calcestruzzo può sopportare in
quel punto.
sono verificare in funzione del tipo di carico
agente.
18
TOFONI Fabrizio, Il fissaggio mediante ancoraggi meccanici e chimici: campi di applicazione, principi di funziona
criteri di scelta dei sistemi di fissaggio, Roma, Seminario Università degli Studi di Tor Vergata, 2009, figure pag.
18
TOFONI Fabrizio, Il fissaggio mediante ancoraggi meccanici e chimici: campi di applicazione, principi di fun
Figura 5 -figura Rottura
conica del calcestruzzo
5 -­‐ Rottura conica del calcestruzzo Figura 7 - Rottura per splitting
19
19
Figura
11figura –Roma,
Rottura
lato acciaio
per
taglio
11 –Seminario
Rottura lato acciaio per taglio
Vergata, 2009, figure
criteri di scelta dei sistemi
di fissaggio,
Università
degli
Studi
di Tor
figura 7 – Rottura per splitting 9.
figura 7 – Rottura per splitting 9.SISMICHE
RESISTENZE
SISMICHEDEGLI
DI PROGETTO
RESISTENZE
DI PROGETTO
ANCORANTI
figura 5 -­‐ Rottura conica del calcestruzzo ANCORANTI
La EOTA TR045DEGLI
introduce
nella progettazione sismica tre approcci progettuali
La
EOTA
TR045 introduce nella progettazio2) Rottura per sfilamento: si verifica quan- 4) Rottura lato acciaio: si verifica
dia2)
norma
per
15
a1),
e
b,
di
seguito
descritti:
GRAMAXO
Jorge,
Anchors
Seismic
Regions
as per
theacciaio:
New European
Guideline
EOTA TR045,
Bologna,
HILTI ne
ura per
sfilamento:
Si Design
verificaofquando,
le in
forze
di 4)
attrito
esistenti
sono
inferiori
alle
Rottura
lato
Si verifica
di norma
per elevate
profondità
di sismica
posa o con
tre approcci progettuali denomido,
le forze
di attrito
esistenti
inferiori
elevate
profondità
di di
posa
o con
di
ura
sfilamento:
Si verifica
quando,
le forzesono
di4)attrito
esistenti
sono
inferiori
Rottura
lato
acciaio:
Sialle
verifica
norma
percalcestruzzi
elevate
profondità
di posa
o con
e di per
trazione
esterne.
calcestruzzi
di elevata
resistenza
a trazione.
a) Progettazione
senza
considerare
dell’ancorante:
Seismic
Accademy,
2013,
pag.
14.
nati
a1),
a2) e b,ladiduttilità
seguito
descritti:
di trazione
esterne.
alle
forze di trazione esterne.
trazione.
calcestruzzi dielevata
elevata resistenza
resistenza a atrazione.
a1) Capacitya)Design:
L’ancorante
o il considerare
gruppo di ancoranti,
con conness
Progettazione
senza
la duttili tà dell’ancorante:
elementi strutturali
che non strutturali, sono progettati per resistere allo sne
a1) Capacity Design: L’ancorante o il
alla rottura dell’elemento fissato.
11 gruppo di ancoranti, con connessioni,
a2) Elastic Design:sia
L’ancorante
è progettato
per che
il massimo
carico ottenuto
su elementi
strutturali
non strutdi progetto che includono
l’azione
sismica per
corrispondente
allo stato lim
turali, sono
progettati
resistere allo
snervamento
e
alla
rottura
dell’elemento
assumendo un comportamento elastico del fissaggio e della struttura. In que
fissato.
gli elementi non strutturali si introduce il fattore di struttura qa in funzione
a2) Elastic Design: L’ancorante è proget di approccio
considerato,
mentre
per gli dai
elementi str
elemento e del tipo
16
tato
per il massimo
carico
ottenuto
figura 6 – Rottura per sfilamento 17
17 acciaio figura lato
8 – Racciaio
ottura lato Figura 6 - Rottura per sfilamento16
Figura 8 - Rottura
17
16
fattore è pari ad 1,0.carichi di progetto che includono l’afigura 8 – Rottura lato acciaio figura 6 – Rottura per sfilamento b) Progettazione con ancoranti duttili (Ductile Anchor): L’ancorante o il
ura per splitting: Se lo spessore del cls che circonda l’ancorante non è sufficiente
15
GRAMAXO
Jorge,
Design
of
Anchors
in
Seismic
Regions
troventamento
e
l’ancoraggio
dei
componenti
non
strut- è progettato
canici e chimici:
di applicazione,
principi
di funzio- le azion
ancoranti
per campi
le azioni
di progetto
comprese
ssorbire
le pressioni
radiali,
le tensioni
di trazione,
al’ancorante
parità di tensioni
radiali,
ura
per splitting:
Se New
lo
spessore
delGuideline
cls che
circonda
è sufficiente
as per the
European
EOTA
TR045,
Bolo- non
turali
negli ospedali italiani, Applied Technology Council
namento e criteri di scelta dei sistemi di fissaggio, Roma,
entano
e
possono
provocare
immediatamente
la
crisi
della
giunzione
perché
le
11
sorbire le gna,
pressioni
radiali,Accademy,
le tensioni
di pag.
trazione,
a parità di tensioni
radiali, Sismico Italiano (SSN), 2003, par.
corrispondenti
allo statoUniversità
limite ultimo.
Gli ancoraggi
devono
i
HILTI Seismic
2013,
14. ATC-51-2,
(ATC) – Servizio
3.3.
Seminario
degli Studi
di Tor Vergata,
2009,soddisfare
fi16-19
ure
attraversano
tutta
la sezione
resistente
luogo
alla
separazione
del
Raccomandazioni
congiunte
Stati Unitidando
–laItalia
perdella
il conTOFONI
Fabrizio,
gure pag. 51, 52, 56, 55.
ntano
e possono
provocare
immediatamente
crisi
giunzione
perché
le Il fissaggio mediante ancoraggi mec2
duttilità
e
la
rottura
dell’acciaio
deve
governare
la
resistenza
dell’ancoraggio
estruzzo
dalla barratutta
d’armatura.
re attraversano
la sezione resistente dando luogo alla separazione del
erifica didalla
norma
soltanto
se le dimensioni del supporto o le distanze dai bordi o gli
struzzo
barra
d’armatura.
assi sono
inferiori
ai valori
proposti
dal certificato
di omologazione
troppo
19
rifica
di norma
soltanto
se le
dimensioni
del supporto
o le distanzeovvero
dai bordi
o gli
TOFONI Fabrizio, Il fissaggio mediante ancoraggi meccanici e chimici: campi di applicazione, principi di funzio
ti.
ssi sono inferiori ai valori proposti dal certificato di omologazione ovvero troppo
criteri di scelta dei sistemi di fissaggio, Roma, Seminario Università degli Studi di Tor Vergata, 2009, figura pa
20
i.
• Giugno
2014
21 European O
EOTA TR045, Design of Progetti
Metal Anchors&
ForTecnologie
Use In Concrete Under
Seismic Actions,
Bruxelles,
Technical Approval (EOTA), 2013, par. 5.3 e par. 5.4.
αseis è il fattore riduttivo sismico
NORMATIVA
0
R
k,seis Resistenza
(vedere Tabella 3)
g
caratteristica sismica per i modi diFrottura
definiti
nella ETA.
valore
di progetto
Sd
del
trazione di un gruppo di
zione sismica corrispondente allo stato
limite ultimo assumendo un comportamento elastico del fissaggio e della
struttura. In questo caso per gli elementi non strutturali si introduce il fattore di
struttura qa in funzione del tipo di elemento e del tipo di approccio considerato, mentre per gli elementi strutturali
tale fattore è pari ad 1,0.
b)Progettazione con ancoranti duttili (Ductile Anchor): L’ancorante o il gruppo di
ancoranti è progettato per le azioni di
progetto comprese le azioni sismiche
corrispondenti allo stato limite ultimo. Gli
Di seguito
si
riportano
alcune
prescrizioni
ancoraggi devono soddisfare i requisiti di
duttilità e la rottura dell’acciaio deve godi progettazione
degli ancoranti:
vernare la resistenza dell’ancoraggio20.
coefficiente di sicurezza
γ2
Senza riempimento
riduzione del 50%
Con riempimento
nessuna riduzione
Le resistenze sopra descritte dovranno ess
La resistenza di progetto sismica Rd,seis sia
R
con riempimento d,seis
γM,seis k,seis
22 e foro piastra Figura martellamento
12 – Fenomeno causato
martellamento causato allo spazio ancorante Figura 12 - Fenomeno
dallo spazio
foro
piastra
Rtra dancorante
= etra Senza riempimento riduzione del 5 0% chimici),
rottura conica
del cls, 22
nessuna riduzione con
con 22
blowout e splitting
della
TR045
all’uso
di questo
Jorge,relative
of Anchors
Seismic
Regions asmetodo
per the New European Guideline EOTA TR045, Bologna, HILTI
FhSd G RAMAXO
valore
diDesign
progetto
del incarico
Seismic Accademy, 2013, figura di pag. 11. R k,seis =αgap ∙αseis ∙R0k,seis [eq.9.4]
risultante sull’ancoraggio più
sollecitato
di
un
gruppo
di
FgSd relative
valore
di diprogetto
del
carico risultante che agisce sugli
17 a
ancoranti
Di
riportano
alcunesismica
prescrizioni
TR045
all’uso
questo metodo
• seguito
Valido si
solo
per categoria
C2; della
g
Di seguito si riportano alcune prescrizioni
dove
F Sd
valore di progetto del carico
dove
di un gruppo
ancoranti
della
relative
all’uso
diaggiuntivi
questo metoγdi
è il fattore parziale di sicurezza
risultante
chetrazione
agisce
sugli
di• progettazione
degli
ancoranti:
M,seis
SonoTR045
necessari
requisiti
per assicurare
la duttilità
(es allungamento
>8d)
do di progettazione degli ancoranti:
definito nel §9.1
ancoranti in trazione di un gruppo γ
è
ililfattore
parziale
diresistenza
sicurezza
γ
coefficiente
di
sicurezza
definito
al §9.1
. della
M,seis
Valido
solo
per
categoria
sismica
C2;
2
α
è
fattore
riduttivo
defin
di
ancoranti
• •Valido
solo
per
categoria
sismica
C2;
Consigliato
elementi secondari e non strutturali, potrebbe non risultare adatto
gap per
• Sono necessari requisiti aggiuntivi per asche tiene conto dello spazio
γ2 coefficiente di sicurezza definito al α
fattore
della
sicurare
lastrutturali
duttilità
(es aallungamento
gap è il
anulare
perriduttivo
il taglio, pari
a: resistenza
§9.1.
• Sono
necessari
requisiti
aggiuntivi
per assicurare
la duttilità
(es allungamento >8d)
elementi
causa
degli>8d)
elevati
spostamenti
non recuperabili;
• Consigliato per elementi secondari e non
= 1,0 in caso di assenza di gioco Lestrutturali,
resistenze
sopra
dovranno
valutate
metodo
a: con il(vedi
strutturali, controlli
potrebbe
non
risultare
adatto
foro-ancoraggio
Figuraseguente.
12)
• Consigliato
per elementi
secondari
e non
potrebbe
nondovranno
risultare
perpari
Necessari
aggiuntivi
per
assicurare
lato acciaio
neidescritte
punti
b1)
e b2)
delessere
§5.4
Le
resistenze
sopra
descritte
es-adatto
per elementi strutturali a causa degli ele
=
0,5
in
presenza
di
gioco
sere valutate con il metodo seguente.
La
resistenza
di
progetto
sismica R
la trazione
perFigura
il taglio
saràforo
pa
= foro-ancoraggio
1,0
in caso che
di(vedi
assenza
di12)gioco
elementi
strutturali
a causa
degli
spostamenti
recuperabili;
della
TR045
sono
indicate
le elevati
seguenti
restrizioni
rispettivamente
singolo
vati spostamenti
non recuperabili;
sia per
La
resistenza
dinon
progetto
sismica Rd,seis per
siad,seis
• Necessari controlli aggiuntivi per assi
αseis è il fattore riduttivo sismico
per la trazione21che per il taglio sarà pari a:
0,5 in Tabella
presenza
di gioco foro-anco
ancorante
gruppo
dipunti
ancoranti
a trazione
:
• Necessari
controlli
assicurare
lato acciaio
nei punti b1) e b2) del §5.4= (vedere
curare latoe
acciaio
neiaggiuntivi
b1) e per
b2)soggetti
del
3)
§5.4 della TR045 sono indicate le seguenti
R0k,seis Resistenza caratteristica sismica R k,seis rispettivamente per singolo
α
è il
fattore riduttivo sismico
della
TR045
sono indicate
le anseguenti
restrizioni
restrizioni
rispettivamente
per singolo
seis
per i modi di rottura definiti nella [eq.9.3]
R d,seis
=
[
γ
e gruppo di ancoranti soggetti a
0
ETA.
21
R
- corante
Per una
ancorante singolo soggetto a trazione M,seis
ancorante
k,seis Resistenza caratteristica sismica per
trazione21: e gruppo di ancoranti soggetti a trazione :
R k,conc, seis
con Singolo
Gruppo
Carichi
Modi di rottura
Per
una ≤0,7
ancorante singolo [eq. 9.1] soggetto a traR k,s,seis
0
Ancorante (1)
di Ancoranti
γ
R
=α
∙α
∙R
zione
2
k,seis
gap seis k,seis [e
- Per una ancorante singolo soggetto a trazione
Acciaio
TRAZIONE
R k,conc, seis
Sfilamento (pull-out)
R k,s,seis ≤0,7
[eq. 9.1] [eq.9.1]
dove
γ
Combinata rottura conica + sfilamento
dove
2
Rotturadell’acciaio;
conica cls:.
dove
Rk,s,seis
è la resistenza caratteristica sismica
γM,seis èailrottura
fattore
parziale
di sicurezza
definito
Rk,s,seis è la resistenza caratteristica sismica
• Ancoranti
con lo stesso
comportamento
dove
a
rottura
dell’acciaio;
(2)
Rk,conc,seis è la minima resistenza caratteristica per tutti
glimuniti
altri dimeccanismi
di rottura
di quelli
testa
1,0
1,0
1,0
0,85
1,0
0,85
nel §9.1
0,85
αgap è il fattore riduttivo della resistenza che tiene1,0conto dello spazio
anulare pe
• Tutti gli altri ancoranti
0,85
0,75
sismica a rottura dell’acciaio;
pari a:
Splitting failure
1,0
0,85
R
è
la
minima
resistenza
caratteristica
per
tutti
gli
altri
meccanismi
di
rottura
γγ2k,conc,seis
coefficiente
di
sicurezza
definito
al
§9.1
. Acciaio
1,0
0,8512)
coefficiente di sicurezza definito al = 1,0 in caso di assenza di gioco foro-ancoraggio
(vedi Figura
2
§9.1.
Scalzamento calcestruzzo (pry-out)
non lato acciaio;
= 0,5• in
presenza di gioco foro-ancoraggio
(vedi Figura 12)
Ancoranti con lo stesso comportamento
Figura 12 – Fenomeno martellamento cau
-γ- 2Per
gruppo
di ancoranti
con
o più
ancoefficiente
di due
sicurezza
definito
al §9.1. soggetti
(2)
Per
gruppo
di ancoranti
con
due
o più ancoranti
a
trazione
di quelli muniti di testa
1,0
0,85
αseis è il fattore
riduttivo sismico
(vedere Tabella
3)
coranti soggetti a trazione
0,75
• Tutti gli altri ancoranti
0,85
𝑅𝑅!,!,!"#!
𝑅𝑅!,!"#!,!"#!
≤ 0,7
[eq. 9.2]
R0k,seis Resistenza caratteristica sismica per i modi di rottura definiti nella ETA.
!
!
Tabella 3 – Fattore riduttivo α
𝐹𝐹
𝐹𝐹
∙
𝛾𝛾
!
!" gruppo di ancoranti
!"
- Per
con[eq.9.2]
due o più ancoranti soggetti a trazione
TAGLIO
Rk,conc,seis è la minima resistenza caratteristica non
lato
la resistenza
caratteristica
Rk,s,seis perè
tutti
gli
altriacciaio;
meccanismi
di rottura non lato acciaio;
seis
23
22
GRAMAXO Jorge, Design of Anchors in Seismic Regions as
Note:
𝑅𝑅!,!,!"#!
𝑅𝑅!,!"#!,!"#!
Seismic Accademy, 2013, figura di pag. 11. dove
2. Per gli ancoranti con lo stesso comporta1. Il caso di trazione per ancoranti singoli è
0,7 resistenza
[eq. 9.2]
!
! è≤
Rk,conc,seis
la
minima
caratteristica
mento di quelli muniti di testa per la rottuanche alla situazione dove un solo anco𝐹𝐹!"
𝐹𝐹!" ∙ 𝛾𝛾!
dove
per rottura combinata a pull-out e
ra conica del calcestruzzo la resistenza24
rante in un gruppo di ancoranti è soggetto
R
conica
del
cls
(solo
per
ancoranti
è la minima resistenza caratteristica
N0 e= 8,0⋅ (f
)0,5 ⋅ h 1,5
a trazione;per rottura combinata a pull-out
k,conc,seis
Rk,c
ck,cube
ef
conica del cls (solo per ancoranti
chimici), rottura conica del cls, blowout
e
dove
EOTA TR045, Design of Metal Anchors For Use In Conganization for Technical Approval (EOTA), 2013, par. 5.4
crete Under Seismic Actions, Bruxelles, European Orga20
crete Under Seismic Actions, Bruxelles, European Orga-
punto a).
nization for Technical Approval (EOTA), 2013, tabella 5.4.
Rnization
èsplitting
la Approval
minima
resistenza
perDesign
rottura
combinata
a pull-out
e Design of Metal Anchors For Use In Confor Technical
(EOTA),
2013, par. 5.3caratteristica
e
GRAMAXO Jorge,
of Anchors
in Seismic Regions
EOTA TR045,
k,conc,seis
22
par. 5.4.
24
as per the New European Guideline EOTA TR045, Bolo-
crete Under Seismic Actions, Bruxelles, European Orga-
EOTA TR045, Design of Metal Anchors For Use In Con-
5.4.
h
TR045, conica
Design of Metal
Anchors
For del
Use
Congna, chimici),
HILTI Seismic
Accademy,
figura
di sollecitato
pag.
11. blowout
nization
FEOTA
valore
di
risultante
sull’ancoraggio
piùdel
di unefor Technical Approval (EOTA), 2013, note tabella
delprogetto
cls (solo
perIncarico
ancoranti
rottura 2013,
conica
cls,
Sd
21
crete Under Seismic Actions, Bruxelles, European Or-
23
gruppo di ancoranti
splitting
h
del 2014
carico risultante sull’ancoraggio più sollecitato di un
22
• Giugno
F
Sd
Progetti
valore
& Tecnologie
di
progetto
Valori di rif. V0Rk,seis (C1 o C2) ETAG 001 Annex C e TR029 NORMATIVA
Acciaio V0Rk,s,seis -­‐ 0
Pry-­‐out V Rk,cp,seis
didisicurezza
paria-­‐ a1,5
1,5coefficiente
coefficiente
parziale
sicurezzaper
peril ilclsclsa acompressione;
compressione;
γcγc è èpari
parziale
0
Rottura bordo di cls γ γ2 coefficiente
V
coefficiente
parzialedidiRk,c,seis
sicurezzache
chetiene
tieneconto
contodell’installazione
dell’installazioneininsicurezz
sicure
parziale
sicurezza
2
25
Nelle tabelle 4 e Tabella 5 sono 5riportati
i mecca– Resistenze caratteristiche per i meccanismi di rottura a taglio sistemadidiancoranti.
ancoranti. Ilcoefficiente
coefficiente
parzialedidisicurezza
sicurezza
èvalutato
valutatotrami
tram
ETA
Calcolato come
parziale
γ2γ2è per
nismi di rottura per trazione e taglio con le
γc Trazione
èsistema
paridi arif.1,5
coefficienteIlparziale
diValori
sicurezza
per ETAG
il cls
a compressione;
Valori
N
(C1
o
C2)
001
Annex
C
e
TR029
relative
resistenze
da
calcolare
riportati
nell’
proveche
chedeterminano
determinanolalasicurezza
sicurezzadell’installazione,
dell’installazione,come
comeriportato
riportatoalal§ §6
prove
ETA.
γ2
coefficiente 26
parziale
di sicurezza che tiene conto dell’installazione in sicurezz
26
delleETAG
ETAG. .
delle
Acciaio
N
sistema
di ancoranti. Il coefficiente
parziale di sicurezza - γ2 è valutato trami
9.1
Fattori
parziali
di
sicurezza
per
le
resistenze
9.1 Fattori parziali di sicurezza per le resistenze
prove che
determinano la sicurezza
dell’installazione, come
riportato al § 6
Sfilamento
(pull-out)
particolare
coefficiente
γ2sicurezza
riportai seguenti
i Nseguenti
valori:
§4.2.2
TR045
per la definizione
dei fattori
per le valori:
resistenze
InInparticolare
il ilcoefficiente
26 parziali γdi
IlIl§4.2.2
delledelle
TR045
per la definizione
dei
2 riporta
delle ETAG .
fattori parziali
sicurezza perl’impiego
le resistenze
sismiche
γM,seis di
raccomanda
dei fattori parziali definiti per le azioni statiche nell’ETAG
Combinata rottura conica
sismiche γM,seis raccomanda l’impiego dei
t
N
•Nel
Nelcaso
casodiditrazione
trazione
001fattori
Annex
C (ancoranti
parziali
definiti per meccanici).
le azioni statiche • +sfilamento
In
particolare
il
coefficiente
γ
riporta
i
seguenti
valori:
2
nell’ETAG 001 Annex C (ancoranti meccanici).
γ2= =1,0
1,0
persistemi
sistemicon
conalti
altivalori
valorididisicurezza
sicurezza
nell’installazione;
conica
N
γ2Rottura
per
nell’installazione;
Di seguito si riportano i valori da impiegare
nei
calcoli:
Di seguito si riportano i valori da impiegare
•γ γNel
caso
di
trazione
= 1,2per
persistemi
sistemicon
connormali
normalivalori
valorididisicurezza
sicurezzanell’installazione;
nell’installazione;
nei calcoli:
2 2= 1,2
Tabella
4 – Resistenze caratteristiche per i meccanismi di rottura a trazione
γ = (SLU)
1,4 per
per sistemi
sistemi con
con basso
basso ma
ma ancora
ancora accettabile
accettabile valore
valore didi si
Progettazione allo Stato Limite γUltimo
2 2= 1,4
Progettazione allo Stato Limite Ultimo γ2 = 1,0 per sistemi con alti valori di sicurezza nell’installazione;
nell’installazione.
nell’installazione.
(SLU)
γ2 = 1,2 per sistemi con normali valori di sicurezza nell’installazione;
I fattori parziali da utilizzare per la rottura
Taglioconica del calcestruzzo (γMc), per
ValorilaETA
Calcolato come per
I fattori parziali da utilizzare per la rottura
fessurazione
= 1,4
accettabile
di si
conica del calcestruzzo (γMc), per la fes- γ2 Valori
di rif. Vper sistemi con basso(C1 ma
o C2) ancora
ETAG
001 Annex C evalore
TR029
Nel
caso
ditaglio
taglio
caso
di
) e per lo (γ
sfilamento
(γMp) • •Nel
(γMspsurazione
) e per lo(γMsp
sfilamento
sono
i
seguenti:
Mp) dell’ancorante
nell’installazione.
dell’ancorante sono i seguenti:
Acciaio
V
1,0
γ2γ2= =1,0
• Pry-out
Nel caso di taglio
γ = γ γ - [eq. 9.5]
V
0
Rk,seis
0
0
Rk,s,seis
Rk,p,seis
0
Rk,seis
Rk,p,seis
0
0
Rk,seis
0
!"
!∙ ! Rk,c,seis
Rk,s,seis
[eq. 9.5]
0
Rk,cp,seis
Peri coefficienti
i coefficientiγMsp
γMspe eγMp
γMpè èpossibile
possibileutilizzare
utilizzareil ilvalore
valoredidiγMc
γMc
Per
. .
γ2Rottura
= 1,0bordo di cls
V
In questa verifica i coefficienti di sicure
dove:
dove:
Facendo
cedimento
latouguali
acciaio,
pergligliancoranti
ancorantii coefficienti
i coefficientididisi
γc è pari a 1,5 coefficiente parziale di sicuadaper
1,0.
Facendo
alalcedimento
lato
acciaio,
Tabella riferimento
5 –riferimento
Resistenze caratteristiche
per i meccanismi
di rottura
taglio
Perdeterminati
i coefficienti
γfunzione
Msp e γMp è possibile utilizzare il valore di γMc.
rezza
per
il cls
a compressione;
sono
sono
in
del
tipo
di
carico:
γ coefficiente parziale di sicurezza che tie-determinati in funzione del tipo di carico:
25
0
-
Rk,c,seis
25
2
GRAMAXO
Jorge, Design of Anchors in Seismic Regions as per the New European Guideline EOTA TR045, Bologna, HILTI
ne conto dell’installazione in sicurezza
Seismic Accademy, 2013. Facendo riferimento al cedimento lato acciaio, per gli ancoranti
coefficienti
di un sistema di ancoranti. Il coefficiente
10. VERIFICA COMBINATAi TRAZIONE
- di si
di trazione
Carico
trazione
•• •Carico
Carico
diditrazione
10.
Verifica
combinata
TrazioneTaglio
parziale di sicurezza γ2 è valutato sono
tramitedeterminati
TAGLIO
in funzione del tipo di carico:
delle prove che determinano la sicurezSe si è in presenza di azioni contemporaSe si è in presenza di azioni contempora
1,2
1,2
za dell’installazione, come riportato al §
nee di trazione e19 taglio è necessario soddi[eq.9.6]
γ
=
≥1,4 [eq
Ms
26
≥1,4 [eq. 9
Ms = f di trazione
seguenti
6.1.2.2.2 delle ETAG .
sfare lerelazioni:
seguenti relazioni:
•γCarico
f yk
In particolare il coefficiente γ2 riporta i seguenti valori:
• Nel caso di trazione
γ2 = 1,0 per sistemi con alti valori di sicurezza nell’installazione;
γ2 = 1,2 per sistemi con normali valori di
sicurezza nell’installazione;
γ2 = 1,4 per sistemi con basso ma ancora
accettabile valore di sicurezza nell’installazione.
• Nel caso di taglio
γ2 = 1,0
yk
fukfuk
1,2
NSd
VSd
[eq.10.1]
γ Carico
=
≥1,4 [eq. 9
+
≤1 ditaglio
taglio
senza
effettoleva
leva
fykdiditaglio
•• •Ms
Carico
e esenza
effetto
Carico
concon
econ
senza
effetto
leva
NRd,seis
VRd,seis
fuk
dove
!,!!,!
𝛾𝛾
=
≥
1,25
f
≤
800
N/mm²
fykuk
/f≤uk≤1≤0,8
[eq.9
dove
uk
!"= ! !!"
NSd / eNefRd,seis
e0,8
VSd / VRd,seis ≤ 1 [eq.
≥ 1,25
≤ 800leva
N/mm²
yk/f
•𝛾𝛾!"
Carico
di taglio
con e senzafukeffetto
!"
NSd / NRd,seis ≤ 1 e VSd / VRd,seis ≤ 1
!!"
!!"
𝛾𝛾!"==1,5
1,5
𝛾𝛾!"
!,!
𝛾𝛾f !"≤ 800
= !N/mm²
e≥f 1,25
/f ≤ 0,8
!"
uk
!!"
yk
uk
800N/mm²
N/mm²
fyk
/f > le
>0,8
0,8
[eq.9a
fukfuk> >800
[eq.
yk/f
ukuk
NSd e eVefSd
sono
azioni di progetto sugli
fuk
≤
800
N/mm²
e
f
/f
≤
0,8
[eq.
9
yk ukle azioni di progetto sugli
N e V sono
[eq. 9.7]
Sd
Sd
ancoranti che includono gli effetti sismici27.
𝛾𝛾!"
= 1,5
fuk > 800
N/mm²
e fyk
/fuk > 0,8
[eq. 9
11. SPOSTAMENTI
Progettazione
alloStato
StatoLimite
Limite
Esercizio
(SLE)
Progettazione
allo
didiEsercizio
(SLE)
La TR045 al §5.7 fornisce una prescrizio
fuk > 800 N/mm² e fyk/fuk > 0,8
[eq. 9.8]
calcolo degli
spostamenti allo stato limite d
Progettazione
allo
Stato
Limite di Esercizio
(SLE)
26
ETAG
001
Annex
C,
Guideline
for
European
Technical
Approval
of
Metal
Anchors
Use
Concrete
Ann
Per i coefficienti γMsp e γMp è possibile26utiliz ETAG 001
Annex C, Guideline
for European
Approval of Metal Anchors
forfor
Use
in in
Concrete
Annex
Progettazione
allo Stato
Limite diTechnical
Eser-superiori
ai valori richiesti
definiti
nel progetto
zare il valore di γMc.
Methods
Anchorages,
Bruxelles,
European
Organization
Technical
Approval
(EOTA),
2010.
Methods
forfor
Anchorages,
Bruxelles,
European
Organization
forfor
Technical
Approval
(EOTA),
2010.
cizio
(SLE)
Facendo riferimento al cedimento lato ac In
questa
verifica
i coefficienti
I fattori riduttivi sono i seguenti:
di sicurezciaio, per gli ancoranti i coefficienti di
26
sicuza Annex
parzialiC,sulle
resistenze
possonoTechnical
essere Approval of Metal Anchors for Use in Concrete Annex
ETAG
001
Guideline
for
European
rezza sono determinati in funzione del tipo
δN,req(DLS)
uguali ad 1,0.
Methodsposti
for Anchorages,
Bruxelles, European Organization for Technical
Approval=N
(EOTA),
2010.
di carico:
NRd,seis,reduced
Rd,seis ∙
GRAMAXO Jorge, Design of Anchors in Seismic Regions
as per the New European Guideline EOTA TR045, Bologna, HILTI Seismic Accademy, 2013.
26
ETAG 001 Annex C, Guideline for European Technical
25
Approval of Metal Anchors for Use in Concrete Annex
C Design Methods for Anchorages, Bruxelles, European
Organization for Technical Approval (EOTA), 2010.
27
EOTA TR045, Design of Metal Anchors For Use In Con-
δN,seis(DLS)
crete Under Seismic Actions, Bruxelles, European OrgaV,req(DLS)
nization for Technical Approval (EOTA), 2013,
par. 5.6.3.
VRd,seis,reduced =VRd,seis ∙
δ
δV,seis(DLS)
Progetti & Tecnologie • Giugno 2014 23
NSd / NRd,seis ≤ 1 e VSd / VRd,seis ≤ 1
NSd / NRd,seis ≤ 1 e VSd / VRd,seis ≤ 1
NORMATIVA
NSd e VSd sono le azioni di progetto sugli ancoranti
che includono gli effetti sismici27
.
NSd e VSd sono le azioni di progetto sugli ancoranti che includono gli effetti sismici27.
11. 11.
SPOSTAMENTI
SPOSTAMENTI
11. SPOSTAMENTI
La
TR045
al §5.7
unauna
prescrizione
La TR045 al
§5.7fornisce
fornisce
prescrizione di riduzione della resistenza nel caso in cui il
riduzione
caso
in cui
LadiTR045
aldella
§5.7resistenza
forniscenel
una
prescrizione
di riduzione della resistenza nel caso in cui il
il
calcolo
degli
spostamenti
allo
stato
limite
alcolo degli spostamenti allo stato limite di esercizio (demage ultimate state DLS) siano
esercizio
(demage ultimate
state limite
DLS) di esercizio (demage ultimate state DLS) siano
calcolodidegli
spostamenti
allo stato
uperiori
ai valori
richiesti
progetto.
siano
superiori
ai valoridefiniti
richiesti nel
definiti
nel
superiori
ai valori richiesti definiti nel progetto.
progetto.
I fattori
sonoi iseguenti:
seguenti:
I fattoririduttivi
riduttivi sono
I fattori
riduttivi
sono
i
seguenti:
δN,req(DLS)
NRd,seis,reduced =NRd,seis ∙ δN,req(DLS) [eq. 11.1]
NRd,seis,reduced =NRd,seis ∙ δN,seis(DLS) [eq. 11.1]
δN,seis(DLS)
Key
[eq.11.1]
δV,req(DLS)
1 sleeve or debonding length
VRd,seis,reduced =VRd,seis ∙ δV,req(DLS) [eq. 11.2] 2 anchor
δ
V,seis(DLS)
VRd,seis,reduced =VRd,seis ∙
[eq. 11.2] 3 baseplate (anchor plate)
δV,seis(DLS)
4
[eq.11.2]
Figura 13 – Rotazioni e spostamenti ancoranti28
element
28
Figura 13 – Rotazioni e spostamenti ancoranti 12. CONCLUSIONI
La progettazione e verifica degli elementi
Nonostante
l’importanza emersa in questo
dante gli ancoranti in zona sismica che
non strutturali in zona sismica è ad oggi
articolo rispetto agli elementi non struttucolma una lacuna presente fino a luglio
un aspetto che presenta diverse carenze
rali anch’essi fondamentali per l’incolumità
2013 (data di pubblicazione della TR045)
normative, le linee guida e anche le norme
delle persone, siamo in attesa di una nore che ha lo scopo di essere da guida per
tecniche italiane ed europee richiamate nel
ma nazionale che fissi i criteri e prescrizioni
la progettazione fino alla prossima pubpresente documento forniscono alcune insulla progettazione e il calcolo di tali eleblicazione delle EN 1992-4 previste per il
dicazioni sia sulla definizione dei carichi da
menti.
2014/2015.
utilizzare che su “accorgimenti” costruttivi
È possibile prendere come riferimento le
Data la sensibilità del territorio italiano
da adottare per evitare l’insorgere di prolinee guida e le norme richiamate nel preagli eventi sismici è compito del progettiblemi legati alla perdita di funzionalità o al
sente documento che possono considesta aggiornarsi sugli sviluppi in materia di
distacco di tali elementi.
rarsi un primo passo molto importante per
ancoranti e collegamenti di elementi non
Le linee guida, in particolare, nascono
la corretta progettazione e verifica degli
strutturali. attraverso seminari, convegni,
come
risposta
ai
danni
causati
dai
recenancoraggi
e
la
corretta
installazione
degli
corsi di formazione, ecc. così da tenere in
7
E OTA
tiTR045,
eventi
Design
sismici
of Metal
che
Anchors
sono
For
Use
Concreteelementi
Under Seismic
Actions, Bruxelles, European Organization
for
ci
stati
inInItalia
non strutturali.
considerazione
anche gli aspetti relativi al
7
EOTA come
TR045,ad
Design
of Metal
Anchors For
Use
In eConcrete
Under
Seismicarticolo
Actions, Bruxelles,
European
Organization
for
esempio
in
Abruzzo
nel
2009
in
Nel
presente
si
è
fatto
riferimentema
trattato,
oltre
a quelli riguardanti gli
Technical Approval (EOTA), 2013, par. 5.6.3. Emilia
Romagna
nel2013,
2012.
to alla nuova normativa europea riguarelementi strutturali.
Technical
Approval
(EOTA),
par. 5.6.3. 13. BIBLIOGRAFIA
[1] ALBANO Giuseppe, Pratica strutturale:
ancoraggi. Tipologie e progettazione,
Santarcangelo di Romagna (RN), Maggioli Editore, 2010.
[2] GRAMAXO Jorge, Design of Anchors in
Seismic Regions as per the New European Guideline EOTA TR045, Bologna,
HILTI Seismic Accademy, 2013, pagg.
6-10.
[3] DI SARIO Michele - Jorge GRAMAXO,
La corretta progettazione degli ancoranti in zona sismica. Nuovi criteri di
qualificazione e progettazione europei,
Lenta (VC), Associazione ISI – Ingegneria Sismica Italiana, 2013, pagg. 4-10.
[4] TOFONI Fabrizio, Il fissaggio mediante
ancoraggi meccanici e chimici: campi
di applicazione, principi di funzionamento e criteri di scelta dei sistemi di
fissaggio, Roma, Seminario Università
degli Studi di Tor Vergata, 2009, pagg.
51-56.
28
EOTA TR045, Design of Metal Anchors For Use In Concrete Under Seismic Actions, Bruxelles, European Organization for Technical Approval (EOTA), 2013, figura 5.4.
NORME TECNICHE E LINEE GUIDA
[5] D.M. 14.01.2008, Norme Tecniche per
le costruzioni, Ministero delle Infrastrutture, Roma, 2008.
[6] Circolare 02.02.2009 n° 617 C. S. LL.
PP, Istruzioni per l’applicazione delle
“Norme tecniche per le costruzioni” di
cui al D.M. 14 gennaio 2008 , Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti,
Roma, 2009.
[7] EOTA TR045, Design of Metal Anchors
For Use In Concrete Under Seismic Actions, Bruxelles, European Organization
for Technical Approval (EOTA), 2013.
[8]ETAG 001, Guideline for European
Technical Approval of Metal Anchors
for Use in Concrete, Bruxelles, European Organization for Technical Approval
(EOTA), 2013.
[9] ETAG 001 Annex C, Guideline for European Technical Approval of Metal
Anchors for Use in Concrete Annex C
21 21 Design Methods for Anchorages, Bru-
xelles, European Organization for Technical Approval (EOTA), 2010.
[10]EN 1998-1:2004, Eurocode 8: Design
of structures for earthquake resistance.
Part 1: General rules, seismic actions
and rules for buildings, Bruxelles, European Committee for Standardization
(CEN), 2004.
[11]ATC-51-2, Raccomandazioni congiunte Stati Uniti – Italia per il controventamento e l’ancoraggio dei componenti non strutturali negli ospedali italiani,
Applied Technology Council (ATC) –
Servizio Sismico Italiano (SSN), 2003.
[12]De SORTIS A. - DI PASQUALE G. –
DOLCE M. – GREGOLO S. – PAPA S. –
RETTORE G.F., Linee guida per la riduzione della vulnerabilità di elementi non
strutturali arredi e impianti, Presidenza
del Consiglio dei Ministri Dipartimento
della Protezione Civile, Roma, 2009.
28
EOTA TR045, Design of Metal Anchors For Use In Concrete Under Seismic Actions, Bruxelles
Technical Approval (EOTA), 2013, figura 5.4. 24 Progetti & Tecnologie • Giugno 2014
ARGOMENTO
Quadro normativo
inerente le barriere passive al fuoco
A cura di: Ing. Antonio Corbo - AFC srl
Ing. Strano Gianluca - Specialista Antifuoco Hilti Italia S.p.A.
La corretta progettazione e realizzazione delle
barriere passive al fuoco è un tema che assume
sempre più una maggiore rilevanza nella pratica
professionale di ogni giorno. Pertanto, abbiamo
ritenuto importante dare spazio, in questo numero
di Progetti & Tecnologie, ad un piccolo excursus
sulla normativa che governa questo settore.
Nell’ambito dei procedimenti di prevenzione incendi disciplinati dal D.P.R. 151/2011, che ha introdotto il concetto di proporzionalità del rischio
di incendio, le leggi di riferimento attualmente in
vigore sono il D.M. del 16/02/2007, che ha abrogato la Circolare 91/1961, ed il D.M. 16/06/1984;
la prima è entrata definitivamente a regime dopo
un periodo di coesistenza tra la vecchia e la nuova
normativa di cinque anni, terminato il 25/09/2012,
e recepisce le norme europee EN 13501 e 1366.
La Circolare 91/1961 sanciva, per tutti i prodotti
antifuoco, l’obbligatorietà di un rapporto di prova
redatto da un laboratorio autorizzato dal Ministero
dell’Interno e prescriveva una classe di resistenza
al fuoco REI per tutti gli elementi da costruzione; essa dava inoltre la possibilità di estendere i
campi di applicazione mediante delle relazioni
a firma di un tecnico abilitato. Di contro, il D.M.
16/02/2007 richiede che i rapporti di prova vengano redatti da laboratori autorizzati dalla Commissione UE in riferimento alla direttiva 89/106/CEE
e delega ai soli elementi portanti con funzione di
compartimento antincendio una caratteristica REI
(resistenza meccanica, tenuta ai fumi ed isolamento termico), mentre per i sistemi di sigillatura
di fori passanti e di giunti lineari è sufficiente una
caratteristica EI (tenuta ai fumi ed isolamento termico). Una menzione particolare richiede invece
il tema del “Fascicolo tecnico”, che soppianta le
“estensioni” concesse dalla 91/1961. L’allegato
B.8. sancisce infatti che, nel caso in cui ci si confronti con “variazioni del prodotto o dell’elemento
costruttivo classificato non previste dal campo di
diretta applicazione del risultato di prova (ossia
qualsiasi variazione dimensionale o nel materiale
dell’impianto, nello spessore e densità della parete o del solaio, n.d.a.) il produttore è tenuto a
predisporre un fascicolo tecnico contenente: […]
elaborati grafici di dettaglio del prodotto modificato; [...] relazione tecnica, tesa a dimostrare il
mantenimento della classe di resistenza al fuoco
[…] ; […] parere tecnico positivo sulla completezza e correttezza delle ipotesi […] rilasciato dal
laboratorio di prova che ha prodotto il rapporto
di classificazione […]”. In altre parole, qualora ci
si trovi in cantiere con una situazione differente
in tutto o anche solo in parte da quanto riportato
nella certificazione, è necessario, oltre che produrre una documentazione esaustiva, ottenere
anche il parere positivo del laboratorio autorizzato dalla Commissione UE che ha redatto la certificazione originaria del prodotto. Questo ultimo
punto è cruciale, in quanto, non solo elimina la
possibilità di estendere i campi di validità mediante una relazione a firma di un tecnico seppur qualificato, ma obbliga di fatto il produttore a creare
e mandare in laboratorio un nuovo campione; ciò
comporta un onere economico ingente e dei tempi di attesa molto lunghi; resta inoltre l’incertezza
legata al raggiungimento del grado EI desiderato.
Sulla scorta di queste considerazioni, appare giustificata la scelta di cercare di non ricorrere mai
alla redazione di questi fascicoli tecnici, bensì di
investire per raggiungere la più ampia copertura
ed il numero maggiore di casistiche possibili già
all’interno della certificazione del prodotto. Il D.M.
16/06/1984 definiva la calasse di reazione al fuoco, ossia il grado di partecipazione di un materiale
alla reazione di combustione, e la suddivideva in
sei classi, dalla 0 (materiale non combustibile) alla
5 (materiale altamente combustibile).
Anche il D.M. 16/02/2007 suddivide i materiali in
6 classi, dalla A1 (materiale che non reagisce al
fuoco) alla E (materiale che reagisce fortemente
al fuoco). E’ importante notare che la classe di reazione è un parametro completamente differente
dalla resistenza al fuoco: infatti la prima è propria
del singolo materiale, mentre la seconda si riferisce al sistema formato dal prodotto antifuoco,
dal materiale base e dall’impianto attraversante.
Inoltre, la classe di reazione dei materiali antifuoco
è indipendente dalla resistenza al fuoco raggiunta dal sistema: infatti, vi sono dei prodotti che,
per garantire un determinato grado EI, devono
espandere (es. schiume), pertanto essi hanno una
elevata capacità di reagire durante un incendio
(classe E); altri invece (es. malte) devono rimanere integri e pertanto non reagiscono se esposti al
fuoco (classe A1).
Il D.P.R. 151/2011 introduce il concetto di proporzionalità del rischio di incendio, prevedendo
procedure diverse a seconda del suo grado. Per
questo le attività sottoposte ai controlli di prevenzione incendi vengono distinte nelle 3 categorie
A, B e C. Appartengono alla categoria A le attività
a basso rischio e standardizzate, che non sono
suscettibili di provocare rischi significativi per
l’incolumità pubblica e che sono contraddistinte
da un limitato livello di complessità e da norme
tecniche di riferimento. Appartengono invece alla
categoria B le attività a medio rischio, caratterizzate da una media complessità, nonché le attività
che non hanno normativa tecnica di riferimento e
non sono da ritenersi ad alto rischio. Infine, appartengono alla categoria C le attività ad elevato
rischio e ad alta complessità tecnica e gestionale.
Per le attività che rientrano nella categoria A non è
più necessario il parere di conformità del progetto, mentre per le altre si dovrà ottenere entro 60
giorni la valutazione di conformità ai criteri di sicurezza antincendio da parte dei Vigili del Fuoco.
Quindi, una volta presentato l’avvio della attività
tramite SCIA, per le categorie A e B può essere
effettuato un controllo a campione da parte dei
VV.F. e viene rilasciato, su richiesta, una copia del
verbale della visita tecnica. Per la categoria C invece viene effettuato entro 60 giorni un controllo
mediante sopralluogo con conseguente rilascio (o
meno) del Certificato Prevenzione Incendi.
Vorremmo concludere questo articolo con una
menzione alle modalità di certificazione ammesse dal D.M. 16/02/2007, con un particolare riferimento all’art. 3 commi da 1 a 4. In particolare,
vengono indicate due possibili strade: l’omologazione ai sensi degli articoli 5 e 6 del decreto del
Ministero dell’interno 21 giugno 2004 oppure la
marcatura CE. Con riferimento a quest’ultima, il
DPR 20/04/93 n.246 “Regolamento ed attuazione della direttiva 89/106/CE” (poi abrogata dalla
305/2011) relativa ai prodotti da costruzione e
le successive Norme Tecniche per le costruzioni
del 2008 identificano, in mancanza di norme europee armonizzate, l’organismo EOTA (European Organization for Technical Approvals), come
l’unico ente in grado di rilasciare la marcatura
CE. L’EOTA emette le Linee Guida Europee per
l’approvazione tecnica, definite EADs (European
Assessment Documents); i prodotti che seguono
tali linee guida ottengono una certificazione ETA
(European Technical Assessment). I vantaggi della
omologazione è la semplicità di ottenimento da
parte del produttore, tuttavia essa contiene solo
la classe di resistenza al fuoco ed ha una valenza
nazionale. La certificazione ETA invece, a fronte
di un complesso iter per l’ottenimento che comprende numerosi processi, controlli di produzioni
ed ispezioni da parte degli organi di controllo, riporta al suo interno dettagliate istruzioni di posa,
una ampia gamma di test aggiuntivi che spaziano
dalla permeabilità all’aria, all’acqua, all’isolamento acustico ed ai test di invecchiamento; essa ha
inoltre una validità europea ed è garantita dalla
marcatura CE.
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Tel. 059 346236 - Fax 059 346173
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Via Dalmazia, 101 - 25124 Brescia
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27028 San Martino Siccomario (PV)
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SAN BENEDETTO DEL TRONTO (AP)
Via Valsesia, 11 - Loc. Porto d’Ascoli
63039 S. Benedetto del Tronto (AP)
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PIEMONTE
ALBA (CN)
C.so Canale, 100 - 12051 Alba (CN)
Tel: 0173 362689 - Fax 0173 366414
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ALESSANDRIA
C.so Monferrato, 137/139
15100 Alessandria
Tel. 0131 288238 - Fax 0131 228609
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C.so Maurizio, 25/D - 13900 Biella
Tel. 015 8461402 - Fax 015 8461403
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Tel. 055 696703 - Fax 055 6236054
Orari: 8,30-12,30 / 14,30-18,30
FIRENZE-VIA BENEDETTO DEI
Via Benedetto Dei, 84 - 50127 Firenze
Tel. 055 431366 - Fax 055 4378011
LUCCA
Via Dante Alighieri, 335 - 55100 Lucca
Tel. 0583 469606 - Fax 0583 491637
E-mail: [email protected]
Orari: 8,00-12,30 / 14,30-18,30
PISTOIA
Via E. Fermi, 63/A - Loc. S. Agostino
51100 Pistoia
Tel. 0573 530301 - Fax 0573 935253
E-mail: [email protected]
Orari: 8,30-12,30 / 14,30-18,30
PRATO
V.le della Repubblica, 131/133
59100 Prato
Tel. 0574 527701 - Fax 0574 527709
E-mail: [email protected]
Orari: 8,30-12,30 / 14,30-18,30
SAN GIULIANO TERME (PI)
Via Carducci, 60 - Loc. Ghezzano
56017 San Giuliano Terme (PI)
Tel. 050 877147 - Fax 050 877182
E-mail: [email protected]
Orari: 8,30-12,30 / 14,30-18,30
SIENA
Via Massetana Romana, 12/A
53100 Siena
Tel. 0577 223937 - Fax 0577 223936
E-mail: [email protected]
Orari: 8,30-12,30 / 14,30-18,30
TRENTINO ALTO ADIGE
BOLZANO
Via Buozzi, 14/B - 39100 Bolzano
Tel. 0471 501954 - Fax 0471 501962
E-mail: [email protected]
Orari: 8,00-12,00 / 14,00-18,00
BRUNICO (BZ)
Via San Lorenzo, 35
39031 Brunico (BZ)
Tel. 0474 555608 - Fax 0474 531310
E-mail: [email protected]
Orari: 8,00-12,00
ROVERETO (TN)
C.so Verona 138/a Loc. Lizzana
38068 Rovereto (TN)
Tel. 0464 425436 - Fax 0464 425434
E-mail: [email protected]
Orari: 8,00-12,00 / 14,00-18,00
TRENTO
Via Maccani, 94/A - 38100 Trento
Tel. 0461 828171 - Fax 0461 828172
E-mail: [email protected]
Orari: 8,00-12,00 / 14,00-18,00
UMBRIA
PONTE SAN GIOVANNI (PG)
Via della Valtiera, 225/B
Loc. Collestrada 06087
Ponte San Giovanni (PG)
Tel. 075 5996618 - Fax 075 5996131
E-mail: [email protected]
Orari: 8,00-13,00 / 14,00-18,30
TERNI
Via Narni, 194/196 - 05100 Terni
Tel. 0744 817289 - Fax 0744 817296
E-mail: [email protected]
Orari: 8,30-12,30 / 15,00-19,00
VALLE D’AOSTA
SAINT-CHRISTOPHE (AO)
Via Grand Chemin, 66
11020 Saint-Christophe (AO)
Tel. 0165 363991 - Fax 0165 261848
E-mail: [email protected]
Orari: 8,30-12,30 / 14,30-18,30
VENETO
MESTRE (VE)
Via Miranese, 178/C
30174 Mestre (VE)
Tel. 041 5442704 - Fax 041 5442708
E-mail: [email protected]
Orari: 8,30-12,30 / 14,30-18,30
(Ven. 14,00-18,00)
PADOVA
Via Vigonovese, 79/C - 35127 Padova
Tel. 049 760498 - Fax 049 760460
E-mail: [email protected]
Orari: 8,30-12,30 / 14,30-18,30
ROMANO DÕEZZELINO (VI)
Via San Giovanni Battista de la Salle, 41
36060 Romano d’Ezzelino (VI)
Tel. 0424 382564 - Fax 0424 382652
E-mail: [email protected]
Orari: 8,00-12,30 / 14,30-18,0
SAN VENDEMIANO (TV)
Via Friuli 7/A
31020 San Vendemiano (TV)
Tel. 0438 403085 - Fax 0438 403070
E-mail: [email protected]
Orari: 8,30-12,30 / 14,30-18,30
TREVISO
Via M. Grimaldi Prati, 1/3
31100 Treviso
Tel. 0422 424522 Fax 0422 424579
E-mail: [email protected]
Orari: 8,30-12,30 / 14,30-18,30
VERONA
Via Roveggia, 122 - 37135 Verona
Tel. 045 8202188 - Fax 045 8202190
E-mail: [email protected]
Orari: 8,30-12,30 / 14,30-18,30
VICENZA
Via Divisione Folgore, 28
36100 Vicenza
Tel. 0444 928153 - Fax 0444 928152
E-mail: [email protected]
Orari: 8,30-12,30 / 14,30-18,30
[email protected] www.hilti.it
Orari: 8,00-13,00 / 14,00-18,30
GROSSETO
V.le Europa, 29 - 58100 Grosseto
Tel. 0564 457620 - Fax 0564 462113
E-mail: [email protected]
Orari: 8,30-12,30 / 15,00-19,00
LIVORNO
Via dell’Artigianato, 39
Zona Picchianti Centro Servizi Interzona C
57121 Livorno
Tel. 0586 429647 - Fax 0586 409657
E-mail: [email protected]
Orari: 8,30-12,30 / 14,30-18,30
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