Ancoranti antisismici e altre soluzioni di protezione antisismica

La scelta degli ancoranti antisismici è una delle attività che richiede maggiore attenzione nella progettazione dei sistemi di fissaggio.

Un ancorante antisismico è l’elemento di connessione del supporto alla struttura edile e deve essere in grado di trasferire alla struttura stessa le azioni che sono presenti nel supporto (carichi statici ed eventuali carichi sismici).

La scelta deve garantire funzionalità e sicurezza sia nel normale esercizio che in condizioni eccezionali, quale può essere ad esempio un evento sismico.

La gamma degli ancoranti antisismici

La gamma degli ancoranti in commercio è molto ampia e dipende dal:

materiale di cui sono fatti,
principio di funzionamento,
tipo di materiale in cui sono installati
dalla tipologia di sollecitazione a cui sono sottoposti.

In questa ultima categoria rientrano i sistemi di ancoraggio approvati per applicazioni sismiche, che devono garantire la possibilità di trasferire le azioni sismiche alla struttura edile e pertanto devono essere adeguatamente resistenti a tali azioni.ù

Sistemi di ancoraggio antisismico: l’offerta di MEFA

Nell’ambito dei sistemi di ancoraggio approvati ed idonei per applicazioni sismiche, l’offerta MEFA di ancoranti antisismici include:

Ancoranti meccanici
Ancoranti chimici

Per il calcolo dei quali viene utilizzato un apposito software che implementa al suo interno quanto è previsto dalle direttive europee (EN 1992-4, ETAG 001 Annex C, ETAG 029 Annex C, ETAG 001 part 6, Technical Reports TR 020, TR 029, TR 045 e TR 061).

A seconda del valore dell’accelerazione sismica del luogo in cui è situato l’edificio e della classe di importanza dell’edificio in cui è collocato il supporto, la scelta dell’ancorante può ricadere nella categoria di Performance Sismica C1 oppure C2.

Secondo quanto riportato nel rapporto tecnico TR045 redatto da EOTA (European Organization for Technical Assessment), l’organizzazione che ha messo a disposizione importanti strumenti che indicano quali procedure seguire per la produzione e la verifica degli ancoranti da utilizzare in zona sismica, gli elementi si suddividono in:

1) Elementi non strutturali, se il valore di ag·S (accelerazione di picco al suolo di riferimento PGA) è:

Inferiore a 0,05g (grado di sismicità molto basso): non occorre osservare particolari prescrizioni sismiche.
Compresa tra 0,05g e 0,10g (grado di sismicità basso): è necessario utilizzare nel fissaggio degli ancoranti appartenenti alla Categoria C1 per edifici con classe di importanza II e III, mentre si dovranno impiegare ancoranti di Categoria C2 per edifici con classe di importanza IV.
Superiore a 0,10g (grado di sismicità alto): è necessario utilizzare nel fissaggio degli ancoranti appartenenti alla Categoria C2 per edifici con classe di importanza II, III e IV.

2) Elementi strutturali, se il valore di ag·S (accelerazione di picco al suolo di riferimento PGA) è:

Inferiore a 0,05g: non occorre osservare particolari prescrizioni sismiche.
Superiore a 0,05g: è necessario utilizzare nel fissaggio degli ancoranti appartenenti alla Categoria C2 per edifici con Classe di importanza II, III e IV.

Le Classi di Importanza degli edifici

Le Classi di Importanza degli edifici secondo le NTC 2018 si suddividono in 4 Classi di importanza.
Parliamo pertanto di costruzioni:

Con presenza solo occasionale di persone, edifici agricoli.
Il cui uso preveda normali affollamenti, senza contenuti pericolosi per l’ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali essenziali.
Che affollamenti significativi. Industrie con attività pericolose per l’ambiente.
Con funzioni pubbliche o strategiche importanti, anche con riferimento alla gestione della protezione civile in caso di calamità; industrie con attività particolarmente pericolose per l’ambiente.

Tipologie di ancoranti antisismici MEFA

Gli ancoranti proposti da MEFA che soddisfano le categorie di performance sismica sono:

A. Ancoranti meccanici, che comprendono a loro volta:

· Ancorante a espansione BZ Plus (Categoria di prestazione sismica C1 e C2)
· Vite BSZ per calcestruzzo (Categoria di prestazione sismica C1)

B. Ancoranti chimici, che comprendono a loro volta:

· Sistema chimico VMZ (Categoria di prestazione sismica C1 e C2)
· Sistema chimico VMU Plus (Categoria di prestazione sismica C1)

Gli ancoranti antisismici meccanici, a differenza di quelli chimici, possono essere caricati immediatamente dopo la messa in opera proprio perché non occorre attendere i tempi di indurimento della resina chimica.

Gli ancoranti meccanici BZ Plus e il sistema chimico VMZ (ancorante chimico VMZ con barra di ancoraggio VMZ-A) dispongono di approvazioni ETA per l’impiego con carichi di natura sismica, per la categoria di performance sismica C1 (applicazioni non strutturali) e per la categoria di performance sismica C2 (applicazioni strutturali e/o non strutturali) mentre le viti per calcestruzzo BSZ e il sistema chimico VMU Plus con barra di ancoraggio VMU-A dispone di approvazione ETA solo per la categoria di performance sismica C1.

Vediamo nel dettaglio le quattro tipologie di tasselli MEFA idonei per applicazioni sismiche.

Ancorante a espansione BZ Plus

Il trasferimento del carico viene garantito dall’espansione della parte di ancorante posizionata nel calcestruzzo contro le pareti del foro in cui esso è installato.

Questo ancorante è approvato per l’installazione con categorie sismiche C1 e C2 fino ad una lunghezza di 210 mm e dimensione M8, M10, M12, M16.

Vite BSZ per calcestruzzo

La vita per calcestruzzo BSZ crea, all’atto dell’installazione (avvitamento), una filettatura nel materiale base (elemento in calcestruzzo) consentendo anche il fissaggio vicino al bordo dell’elemento in calcestruzzo grazie al principio di funzionamento senza espansione.

E’ ideale anche per i fissaggi provvisori poiché è completamente rimovibile. L’installazione viene eseguita utilizzando un avvitatore a percussione (non è necessario utilizzare una chiave dinamometrica).

L’utilizzo di questo tipo di ancorante consente di ridurre i tempi di installazione, risulta essere affidabile e riduce gli eventuali errori che potrebbero presentarsi in fase di montaggio.

La vite per calcestruzzo BSZ è disponibile con filettatura di collegamento e con una gamma di diverse forme della testa per un’ampia varietà di applicazioni.

È approvato per l’installazione con categoria sismica C1 per le dimensioni M8, M10, M12.

Sistema Chimico VMZ

Nel caso degli ancoranti chimici, si tratta prevalentemente di paste chimiche bicomponenti che permettono di bloccare la barra di ancoraggio all’interno del foro praticato nel supporto.

Gli ancoranti chimici a iniezione sono confezionati in cartucce rigide o morbide che contengono la resina di base e l’induritore che, al momento della messa in opera, si miscelano automaticamente in proporzioni fissate.

L’applicazione avviene impiegando delle speciali pistole o erogatori per resine siliconiche. Il composto viene applicato all’interno del foro e successivamente si inserisce la barra di ancoraggio.

Una volta che il chimico si indurisce, l’ancorante può essere sottoposto al carico.

L’ancorante indurisce in assenza di ritiri e, in molti casi, raggiunge le resistenze meccaniche previste anche quando il materiale di supporto è umido o in presenza di acqua.

La resistenza del prodotto, a fase di indurimento ultimata, è stabile nel tempo e rimane inalterata anche a contatto di acque salate o di sostante aggressive.

Il sistema chimico è costituito da una barra di ancoraggio con elementi di espansione VMZ-A e da un adesivo a iniezione bicomponente VMZ.

L’ancorante per chimico VMZ fornisce una capacità di carico estremamente elevata anche a distanza dal bordo e spaziatura minimi.

Questo ancorante è approvato per l’installazione con categorie sismiche C1 e C2 per le dimensioni M10, M12, M16.

Sistema Chimico VMU Plus

Il sistema chimico è costituito da una barra di ancoraggio VMU-A e da un adesivo a iniezione bicomponente VMU Plus.

Valgono le stesse caratteristiche del sistema chimico VMZ ma è approvato solo per installazione con categoria sismica C1 per i diametri M8, M10, M12.