Verifica normativa degli ancoraggi secondo le norme australiane

Le forze negli ancoraggi, incluse le forze di leva, sono determinate tramite analisi agli elementi finiti, ma le resistenze sono verificate utilizzando le disposizioni normative della AS 5216.

La verifica degli ancoraggi è eseguita secondo AS 5216:2018. Sebbene la norma non fornisca specificamente alcune formule per gli ancoraggi gettati in opera, le formule sono le stesse della SA TS 101:2015, dove gli ancoraggi gettati in opera sono espressamente menzionati. Nella configurazione del codice è possibile selezionare calcestruzzo fessurato o non fessurato. Il calcestruzzo fessurato è assunto per default in modo conservativo. La verifica del cono di rottura del calcestruzzo a trazione e a taglio può essere disabilitata nella configurazione del codice, il che significa che si assume che la forza venga trasferita tramite armatura. All'utente viene fornita l'entità di questa forza. A causa dell'utilizzo della resistenza al cono di rottura del calcestruzzo nella formula per la verifica del pry-out del calcestruzzo, anche questa verifica viene disabilitata.

Le seguenti verifiche degli ancoraggi caricati a trazione non sono fornite e devono essere eseguite utilizzando le informazioni contenute nella relativa Specifica Tecnica di Prodotto (prove secondo AS 5216:2018: Appendice A):

• Rottura per sfilamento dell'elemento di fissaggio (per ancoraggi meccanici post-installati) – AS 5216:2018: 6.2.4,
• Rottura combinata per sfilamento e cono di calcestruzzo (per ancoraggi post-installati incollati) – AS 5216:2018: 6.2.5,
• Rottura del calcestruzzo per fessurazione – AS 5216:2018: 6.2.6.

La rottura per esplosione laterale del calcestruzzo è fornita solo per ancoraggi con piastre rondella.

Rottura dell'acciaio a trazione

La rottura dell'acciaio a trazione è verificata secondo Cl. 6.2.2:

\[ ϕ_{Ms} N_{tf} = ϕ_{Ms} A_s f_{uf} \]

dove:

• \( ϕ_{Ms} = \frac{5 f_{yf}}{6 f_{uf}} \le 1/1.4 \) – fattore di capacità per la rottura dell'acciaio a trazione (Tabella 3.2.4)
• A_s – area della sezione resistente a trazione del bullone come specificato in AS 1275
• f_uf – resistenza minima a trazione del bullone come specificato in AS 4100 – Tabella 9.3.1

Rottura a cono del calcestruzzo

La rottura a cono del calcestruzzo è verificata secondo Cl. 6.2.3 ed è fornita per il gruppo di ancoraggi (ove applicabile). La resistenza caratteristica degli elementi di fissaggio tesi in un gruppo o di un singolo elemento di fissaggio è:

\[ ϕ_{Mc} N_{Rk,c} = ϕ_{Mc} N_{Rk,c}^0 \left ( \frac{A_{c,N}}{A^0_{c,N}} \right ) \psi_{s,N} \psi_{re,N} \psi_{ec,N} \psi_{M,N} \]

dove:

• ϕ_Mc – fattore di capacità per le modalità di rottura dell'ancoraggio legate al calcestruzzo, modificabile nella configurazione del codice; il valore raccomandato è 1/1.5 (Tabella 3.2.4)
• \( N_{Rk,c}^0 = k_1 \sqrt{f'_c} h_{ef}^{1.5} \) – resistenza caratteristica di un elemento di fissaggio, lontano dagli effetti degli elementi di fissaggio adiacenti o dai bordi dell'elemento in calcestruzzo – Cl. 6.2.3.2
• A_c,N – area proiettata effettiva del cono di rottura dell'elemento di fissaggio, limitata dagli elementi di fissaggio adiacenti e dai bordi dell'elemento in calcestruzzo – Cl. 6.2.3.3
• A_c,N⁰ = s_cr,N² – area proiettata di riferimento di un singolo elemento di fissaggio con distanza dal bordo almeno pari a 1.5 h_ef – Cl. 6.2.3.3
• \( \psi_{s,N} = 0.7 + 0.3 \frac{c}{c_{cr,N}} \le 1 \) – parametro relativo alla distribuzione delle tensioni nel calcestruzzo dovuta alla prossimità dell'elemento di fissaggio al bordo dell'elemento in calcestruzzo – Cl. 6.2.3.4
• \( \psi_{re,N} = 0.5 + \frac{h_{ef}}{200} \le 1 \)– parametro che tiene conto dell'effetto di distacco del copriferro – Cl. 6.2.3.5
• \( \psi_{ec,N} = \frac{1}{1+2 e_N / s_{cr,N}} \le 1 \) – parametro che tiene conto dell'eccentricità del carico risultante in un gruppo di elementi di fissaggio – Cl. 6.2.3.6
• \( \psi_{M,N} = 2- \frac{2 z}{3 h_{ef}} \ge 1 \) – parametro che tiene conto dell'effetto di una forza di compressione tra il dispositivo di fissaggio e il calcestruzzo – Cl. 6.2.3.7; questo parametro è uguale a 1 se c < 1.5 h_ef o se il rapporto tra la forza di compressione (inclusa la compressione dovuta alla flessione) e la somma delle forze di trazione negli ancoraggi è inferiore a 0.8
• \item k₁ – parametro; per ancoraggi gettati in opera (tipo di ancoraggio – piastre rondella) k₁ = k_cr,N = 8.9 per calcestruzzo fessurato e k₁ = k_ucr,N = 12.7 per calcestruzzo non fessurato; per ancoraggi post-installati (tipo di ancoraggio – dritto) k₁ = k_cr,N = 7.7 per calcestruzzo fessurato e k₁ = k_ucr,N = 11.0 per calcestruzzo non fessurato
• s_cr,N = 2 c_cr,N = 3 h_ef – interasse degli elementi di fissaggio
• c_cr,N = 1.5 h_ef – distanza caratteristica dal bordo
• h_ef – profondità di ancoraggio efficace dell'elemento di fissaggio; nel caso di elemento in calcestruzzo di larghezza ridotta, si applica il Cl. 6.2.3.8 e\( h'_{ef} = \max \left ( \frac{c_{max}}{c_{cr,N}}h_{ef}; \, \frac{s_{max}}{s_{cr,N}}h_{ef} \right ) \)
• z – braccio interno della coppia
• c – distanza minima dal bordo

L'area del cono di rottura del calcestruzzo per un gruppo di ancoraggi caricati a trazione che formano un cono comune, A_c,N, è mostrata dalla linea tratteggiata rossa.

Secondo il Cl. 6.2.8, l'armatura supplementare può essere utilizzata per trasferire le forze che causano la rottura a cono del calcestruzzo. Tale armatura deve essere progettata in conformità con AS 3600.

Rottura per sfilamento

La rottura per sfilamento è verificata per elementi di fissaggio con testa gettati in opera (tipo di ancoraggio – piastra rondella) secondo SA TS 101:2015 – Cl. 6.2.3:

\[ ϕ_{Mc} N_{Rk,p} = k_1 A_h f'_c \]

• ϕ_Mc – fattore di capacità per le modalità di rottura dell'ancoraggio legate al calcestruzzo, modificabile nella configurazione del codice; il valore raccomandato è 1/1.5 (Tabella 3.2.4)
• k₁ – parametro relativo allo stato del calcestruzzo; per calcestruzzo fessurato k₁ = 8.0, per calcestruzzo non fessurato k₁ = 11.2
• A_h – area della testa portante dell'elemento di fissaggio; per piastra rondella circolare \( A_h = \frac{\pi}{4} \left ( d_h^2 - d^2 \right \)$, per piastra rondella rettangolare \( A_h = a_{wp}^2 - \frac{\pi}{4} d^2 \)
• d_h ≤ 6 t_h + d – diametro della testa dell'elemento di fissaggio
• t_h – spessore della testa dell'elemento di fissaggio con testa
• d – diametro del gambo dell'elemento di fissaggio
• a_wp – lunghezza del lato della piastra rondella rettangolare
• f'_c – resistenza caratteristica a compressione del calcestruzzo

La rottura per sfilamento per ancoraggi con testa diversi da quelli gettati in opera non è calcolata e la resistenza deve essere garantita dal produttore o determinata mediante prove e valutazione in conformità con l'Appendice A.

Né la resistenza alla rottura per fessurazione durante l'installazione (Cl. 6.2.6.1) né quella dovuta al carico (Cl. 6.2.6.2) è fornita e deve essere garantita dal produttore o determinata mediante prove e valutazione in conformità con l'Appendice A.

Rottura per esplosione laterale

La rottura per esplosione laterale è verificata per ancoraggi con testa (tipo di ancoraggio – rondella) con distanza dal bordo c ≤ 0.5 h_ef secondo il Cl. 6.2.7. Gli ancoraggi sono trattati come gruppo se il loro interasse in prossimità del bordo è s ≤ 4 c₁. Gli ancoraggi a sottosquadro possono essere verificati allo stesso modo, ma il valore di A_h non è noto nel software. La rottura per esplosione laterale degli ancoraggi a sottosquadro può essere determinata selezionando la piastra rondella con la dimensione corrispondente.

\[ ϕ_{Mc} N_{Rk,cb} = ϕ_{Mc} N_{Rk,cb}^0 \frac{A_{c,Nb}}{A_{c,Nb}^0} \psi_{s,Nb} \psi_{g,Nb} \psi_{ec,Nb} \]

dove:

• ϕ_Mc – fattore di capacità per le modalità di rottura dell'ancoraggio legate al calcestruzzo, modificabile nella configurazione del codice; il valore raccomandato è 1/1.5 (Tabella 3.2.4)
• \( N_{Rk,cb}^0 = k_5 c_1 \sqrt{A_h} \sqrt{f'_c} \) – resistenza caratteristica di un singolo elemento di fissaggio lontano dagli effetti degli elementi di fissaggio adiacenti e dai bordi dell'elemento in calcestruzzo – Cl. 6.2.7.2
• A_c,Nb – area proiettata effettiva per l'elemento di fissaggio, limitata dai bordi dell'elemento in calcestruzzo (c₂ ≤ 2 c₁), dalla presenza di elementi di fissaggio adiacenti (s ≤ 4 c₁) o dallo spessore dell'elemento – Cl. 6.2.7.3
• A_c,Nb⁰ = (4 c₁)² – area proiettata di riferimento di un singolo elemento di fissaggio con distanza dal bordo pari a c₁ – Cl. 6.2.7.3
• \( \psi_{s,Nb} = 0.7+0.3 \frac{c_2}{2 c_1} \le 1 \) – parametro che tiene conto della perturbazione delle tensioni nel calcestruzzo dovuta alla prossimità dell'elemento di fissaggio a uno spigolo dell'elemento in calcestruzzo – Cl. 6.2.7.4
• \( \psi_{g,Nb} = \sqrt{n} + (1-\sqrt{n}) \frac{s_2}{4c_1} \ge 1 \) – parametro che tiene conto dell'effetto di gruppo – Cl. 6.2.7.5
• \( \psi_{ec,Nb} = \frac{1}{1+2 e_N / s_{cr,Nb}} \le 1 \) – parametro che tiene conto dell'eccentricità del carico su un gruppo di elementi di fissaggio – Cl. 6.2.7.6
• k₅ – parametro relativo allo stato del calcestruzzo; per calcestruzzo fessurato k₅ = 8.7, per calcestruzzo non fessurato k₅ = 12.2
• c₁ – distanza dal bordo dell'elemento di fissaggio nella direzione 1 verso il bordo più vicino
• c₂ – distanza dal bordo dell'elemento di fissaggio perpendicolare alla direzione 1, che è la distanza dal bordo minima in un elemento stretto con più distanze dal bordo
• A_h – area della testa portante dell'elemento di fissaggio; per piastra rondella circolare \( A_h = \frac{\pi}{4} \left ( d_h^2 - d^2 \right \), per piastra rondella rettangolare \( A_h = a_{wp}^2 - \frac{\pi}{4} d^2 \)
• f'_c – resistenza caratteristica a compressione del calcestruzzo
• n – numero di elementi di fissaggio in una fila parallela al bordo dell'elemento in calcestruzzo
• s₂ – interasse degli elementi di fissaggio in un gruppo perpendicolare alla direzione 1
• s_cr,Nb = 4 c₁ – interasse necessario affinché un elemento di fissaggio sviluppi la propria resistenza caratteristica a trazione nei confronti della rottura per esplosione laterale

Rottura dell'acciaio a taglio

La rottura dell'acciaio a taglio è determinata secondo il Cl. 7.2.2. Si assume che l'ancoraggio sia realizzato con barra filettata con le stesse proprietà del materiale dei bulloni.

Forza di taglio senza braccio di leva

La forza di taglio senza braccio di leva è assunta se è selezionato stand-off – diretto. Si assume che gli elementi di fissaggio siano in acciaio duttile e il fattore k₇ = 1. Ogni elemento di fissaggio è verificato separatamente. La resistenza è determinata secondo AS 5216 – Cl. 7.2.2.2 e AS 4100 – Cl. 9.2.2.1:

\[ ϕ_{Ms} V_{Rk,s} = ϕ_{Ms} 0.62 f_{uf} A \]

dove:

• \( ϕ_{Ms} = f_{yf} / f_{uf} \le 0.8 \) quando f_uf ≤ 800 MPa e f_yf / f_uf ≤ 0.8; ϕ_Ms = 2/3 altrimenti – fattore di capacità per la rottura dell'acciaio a taglio (Tabella 3.2.4)
• f_uf – resistenza minima a trazione del bullone come specificato in AS 4100 Tabella 9.2.1
• A – area di un bullone pari a A_c o A_o, che sono rispettivamente l'area della sezione al diametro minore del bullone come definita in AS 1275 o l'area nominale del gambo liscio del bullone

Per elementi di fissaggio con h_ef / d < 5 in calcestruzzo con f'_c < 20 MPa, V_Rk,s è moltiplicato per un fattore pari a 0.8.

Forza di taglio con braccio di leva

La resistenza a taglio dell'acciaio con braccio di leva è calcolata secondo il Cl. 7.2.2.3:

\[ ϕ_{Ms} V_{Rk,s,M} = ϕ_{Ms} \frac{\alpha_M M_{Rk,s}}{l_a} \]

dove:

• \( ϕ_{Ms} = f_{yf} / f_{uf} \le 0.8 \) quando f_uf ≤ 800 MPa e f_yf / f_uf ≤ 0.8; ϕ_Ms = 2/3 altrimenti – fattore di capacità per la rottura dell'acciaio a taglio (Tabella 3.2.4)
• α_M = 2 – parametro che tiene conto del grado di vincolo; si assume che il dispositivo di fissaggio sia impedito dalla rotazione – Cl. 4.2.2.4
• \( M_{Rk,s} = M_{Rk,s}^0 \left ( 1- \frac{N^*}{ϕ_{Ms} N_{Rk,s}} \right ) \) – resistenza flessionale caratteristica dell'elemento di fissaggio influenzata dal carico assiale
• l_a = a₃ + e₁ – lunghezza del braccio di leva
• a₃ = 0.5 d – distanza tra il punto di vincolo assunto dell'elemento di fissaggio caricato a taglio e la superficie del calcestruzzo
• e₁ = t_g + t_fix / 2 – eccentricità del carico di taglio applicato rispetto alla superficie del calcestruzzo, trascurando lo spessore dello strato di livellamento in malta
• t_g – spessore dello strato di malta
• t_fix – spessore della piastra di base
• d – diametro nominale dell'elemento di fissaggio
• N* – forza di trazione di progetto
• ϕ_Ms N_Rk,s – resistenza a trazione dell'elemento di fissaggio per rottura dell'acciaio
• M_Rk,s⁰ = 1.2 W_el f_uf – resistenza flessionale caratteristica dell'elemento di fissaggio – ETAG 001 – Allegato C
• W_el = π d³ / 32 – modulo di resistenza elastico dell'elemento di fissaggio; il diametro ridotto al filetto, \( d_s = \sqrt{\frac{4 A_s}{\pi}} \), è utilizzato al posto del diametro nominale, d, se è selezionato Piano di taglio nel filetto

Rottura del calcestruzzo al bordo

La rottura del calcestruzzo al bordo è verificata secondo il Cl. 7.2.3. Se i coni di calcestruzzo degli elementi di fissaggio si intersecano, vengono verificati come gruppo. Vengono verificati i bordi nella direzione del carico di taglio. Si assume che tutto il carico su una piastra di base venga trasferito dall'elemento di fissaggio vicino al bordo verificato.

\[ ϕ_{Mc} V_{Rk,c} = ϕ_{Mc} V_{Rk,c}^0 \frac{A_{c,V}}{A_{c,V}^0} \psi_{s,V} \psi_{h,V} \psi_{ec,V} \psi_{\alpha,V} \psi_{re,V} \]

dove:

• ϕ_Mc – fattore di capacità per le modalità di rottura dell'ancoraggio legate al calcestruzzo, modificabile nella configurazione del codice; il valore raccomandato è 1/1.5 (Tabella 3.2.4)
• \( V_{Rk,c}^0 = k_9 d^{\alpha} l_f^{\beta} \sqrt{f'_c} c_1^{1.5} \) – valore iniziale della resistenza caratteristica a taglio dell'elemento di fissaggio – Cl. 7.2.3.2
• A_c,V – area effettiva del corpo idealizzato di rottura del calcestruzzo – Cl. 7.2.3.3
• A_c,V⁰ = 4.5 c₁² – area proiettata di riferimento del cono di rottura – Cl. 7.2.3.3
• \( psi_{s,V} = 0.7 + 0.3 \frac{c_2}{1.5 c_1} \le 1 \) – parametro che tiene conto della perturbazione della distribuzione delle tensioni nell'elemento in calcestruzzo – Cl. 7.2.3.4
• \( \psi_{h,V} = \left ( \frac{1.5 c_1}{h} \right ) ^{0.5} \ge 1 \) – parametro che tiene conto dell'influenza dello spessore dell'elemento – Cl. 7.2.3.5
• \( \psi_{ec,V} = \frac{1}{1+2 e_V / (3c_1)} \le 1 \) – parametro che tiene conto dell'eccentricità del carico risultante in un gruppo di elementi di fissaggio – Cl. 7.2.3.6
• \( \psi_{\alpha,V} = \sqrt{\frac{1}{(\cos \alpha_V)^2 + (0.5 \sin \alpha_V)^2}} \ge 1 \) – parametro che tiene conto dell'angolo del carico applicato – Cl. 7.2.3.7
• ψ_re,V = 1 – parametro che tiene conto dell'effetto di distacco del copriferro – Cl. 7.2.3.8; si assume l'assenza di armatura al bordo o staffe
• k₉ – parametro che tiene conto dello stato del calcestruzzo; per calcestruzzo fessurato k₉ = 1.7, per calcestruzzo non fessurato k₉ = 2.4
• d – diametro nominale dell'elemento di fissaggio
• \( \alpha = 0.1 \left ( \frac{l_f}{c_1} \right ) ^{0.5} \)
• \( \beta = 0.1 \left ( \frac{d}{c_1} \right ) ^{0.2} \)
• l_f = h_ef ≤ 12 d dove d ≤ 24 mm; l_f = h_ef ≤ max (8 d, 300 mm) dove d > 24 mm – parametro relativo alla lunghezza dell'elemento di fissaggio
• f'_c – resistenza caratteristica a compressione cilindrica del calcestruzzo a 28 giorni
• c₁ – distanza dal bordo dell'elemento di fissaggio al bordo verificato; secondo il Cl. 7.2.3.9, per un elemento stretto, c_2,max < 1.5 c₁, considerato anche sottile, h < 1.5 c₁, nelle equazioni precedenti si utilizza c'₁ al posto di c₁; il valore ridotto c'₁ = max (c_2,max / 1.5, h/ 1.5, s_c,max / 3)
• c₂ – la distanza dal bordo minore dell'elemento di fissaggio nella direzione perpendicolare al bordo verificato
• h – spessore dell'elemento in calcestruzzo
• e_V – eccentricità della forza di taglio risultante agente su un gruppo di elementi di fissaggio rispetto al baricentro degli elementi di fissaggio caricati a taglio
• α_V – angolo tra il carico applicato all'elemento di fissaggio o al gruppo di elementi di fissaggio e la direzione perpendicolare al bordo libero considerato, 0° < α_V < 90°
• h_ef – profondità di ancoraggio efficace dell'elemento di fissaggio

Secondo il Cl. 6.2.8, l'armatura supplementare può essere utilizzata per trasferire le forze che causano la rottura del calcestruzzo al bordo e/o la rottura per pry-out del calcestruzzo. Tale armatura deve essere progettata in conformità con AS 3600.

Rottura per pry-out del calcestruzzo

La rottura per pry-out del calcestruzzo è verificata secondo il Cl. 7.2.4. Si assume che tutti gli ancoraggi su una piastra di base siano caricati a taglio e la resistenza al cono di rottura del calcestruzzo, N_Rk,c, utilizzata nel calcolo, è calcolata con l'ipotesi che tutti gli ancoraggi siano caricati a trazione senza alcuna eccentricità. Non si assume alcuna armatura supplementare.

\[ ϕ_{Mc} V_{Rk,cp} = ϕ_{Mc} k_8 N_{Rk,c} \]

dove:

• ϕ_Mc – fattore di capacità per le modalità di rottura dell'ancoraggio legate al calcestruzzo, modificabile nella configurazione del codice; il valore raccomandato è 1/1.5 (Tabella 3.2.4)
• k₈ – parametro pubblicato nel Rapporto di Valutazione; secondo ETAG 001 – Allegato C, per h_ef < 60 mm, k₈ = 1 e per h_ef ≥ 60 mm, k₈ = 2
• N_Rk,c – resistenza caratteristica al cono di calcestruzzo per un singolo elemento di fissaggio o per un elemento di fissaggio in un gruppo

Carico combinato a trazione e taglio

La resistenza di un elemento di fissaggio caricato da una combinazione di trazione e taglio è determinata secondo il Capitolo 8.

Rottura dell'acciaio

La valutazione del comportamento sotto carico combinato a trazione e taglio dell'elemento di fissaggio è basata su AS 4100:

\[ \left ( \frac{N^*}{ϕ_{Ms} N_{Rk,s}} \right ) ^2 + \left ( \frac{V^*}{ϕ_{Ms} V_{Rk,s}} \right ) ^2 \le 1.0 \]

Rottura del calcestruzzo

Le modalità di rottura diverse da quella dell'acciaio sono verificate secondo il Cl. 8.2.1:

\[ \left ( \frac{N^*}{ϕ_{Mc} N_{Rk,i}} \right ) ^{1.5} + \left ( \frac{V^*}{ϕ_{Mc} V_{Rk,i}} \right ) ^{1.5} \le 1.0 \]

dove:

• N* – forza di trazione di progetto applicata a un singolo elemento di fissaggio o a un gruppo
• V* – forza di taglio di progetto applicata a un singolo elemento di fissaggio o a un gruppo
• N_Rk,i – resistenza caratteristica a trazione dell'elemento di fissaggio o del gruppo per la modalità di rottura 'i'
• V_Rk,i – resistenza caratteristica a taglio dell'elemento di fissaggio o del gruppo per la modalità di rottura 'i'
• \( ϕ_{Ms} = \frac{5 f_{yf}}{6 f_{uf}} \) – fattore di capacità per la rottura dell'acciaio a trazione (Tabella 3.2.4)
• ϕ_Ms = f_yf / f_uf ≤ 0.8 quando f_uf ≤ 800 MPa e f_yf / f_uf ≤ 0.8; ϕ_Ms = 2/3 altrimenti – fattore di capacità per la rottura dell'acciaio a taglio (Tabella 3.2.4)
• ϕ_Mc – fattore di capacità per le modalità di rottura dell'ancoraggio legate al calcestruzzo, modificabile nella configurazione del codice; il valore raccomandato è 1/1.5 (Tabella 3.2.4)

Ancoraggi con stand-off

Gli ancoraggi con stand-off sono progettati come elementi trave secondo AS 4100 con i fattori di capacità dei bulloni. La lunghezza assunta dell'elemento è la somma dell'altezza del giunto, della metà del diametro nominale e della metà dello spessore della piastra di base. Gli ancoraggi con stand-off sono solitamente verificati come fase di costruzione prima della sigillatura con malta.

Capacità flessionale

La capacità flessionale è determinata secondo AS 4100, Cl. 5.1.

M* ≤ ϕ M_s

dove:

• M* – momento flettente agente sull'ancoraggio determinato con il Metodo degli Elementi Finiti
• ϕ = 0.8 – fattore di capacità per i bulloni
• M_s = f_y Z_e – capacità di resistenza a flessione della sezione
• f_y – tensione di snervamento dell'ancoraggio
• Z_e = min {S, 1.5 · Z} – modulo di resistenza efficace della sezione – Cl. 5.2.3
• \( S = \frac{d^3}{6} \) – modulo di resistenza plastico della sezione; se è selezionato Piano di taglio nel filetto, il diametro nominale d è sostituito dal diametro ridotto al filetto, d_s
• \( Z = \frac{1}{32} \pi d^3 \) – modulo di resistenza elastico della sezione; se è selezionato Piano di taglio nel filetto, il diametro nominale d è sostituito dal diametro ridotto al filetto, d_s

Capacità a taglio

La capacità a taglio è determinata secondo AS 4100, Cl. 5.11.

V* ≤ ϕ V_w

dove:

• V* – forza di taglio di progetto
• ϕ = 0.8 – fattore di capacità per i bulloni
• V_w = 0.6 f_y A_w – capacità nominale a snervamento per taglio – Cl. 5.11.4
• f_y – tensione di snervamento dell'ancoraggio
• A_w = 0.844 A_s – area a taglio
• A_s – area della sezione resistente a trazione del bullone come definita in AS 1275

Capacità a compressione assiale

La capacità a compressione assiale è determinata secondo AS 4100, Cl. 6. L'instabilità è tenuta in conto secondo il Cl. 6.3:

N* ≤ ϕ N_c

dove:

• N* – forza di compressione di progetto
• ϕ = 0.8 – fattore di capacità per i bulloni
• N_c = α_c N_s ≤ N_s – capacità nominale dell'elemento – Cl. 6.3.3
• N_s = k_f A_s f_y – capacità nominale della sezione – Cl. 6.2
• f_y – tensione di snervamento dell'ancoraggio
• l_e = k_e l – lunghezza efficace – Cl. 6.3.2
• k_e = 2 – fattore di lunghezza efficace dell'elemento; si assume in modo conservativo che l'ancoraggio sia incastrato alla base e cernierato in testa come elemento a mensola
• l = l_gap + d / 2 + t_p / 2 – lunghezza assunta dell'elemento
• l_gap – altezza del giunto
• d – diametro nominale del bullone
• t_p – spessore della piastra di base
• \( \alpha_c = \xi \left \{ 1 - \sqrt{1- \left ( \frac{90}{\xi \lambda} \right )^2 } \right \} \) – fattore di riduzione per snellezza dell'elemento compresso – Cl. 6.3.3
• \( \xi = \frac{\left( \frac{\lambda}{90} \right)^2 + 1 + \eta}{2 \left( \frac{\lambda}{90} \right)^2} \) – fattore dell'elemento compresso – Cl. 6.3.3
• \( \lambda = \lambda_n + \alpha_a \alpha_b \) – rapporto di snellezza – Cl. 6.3.3
• \( \eta = 0.00326 (\lambda-13.5) \) – fattore di imperfezione dell'elemento compresso – Cl. 6.3.3
• \( \lambda_n = \frac{l_e}{r} \sqrt{k_f} \sqrt{\frac{f_y}{250}} \) – snellezza modificata dell'elemento compresso – Cl. 6.3.3
• k_f = 1 – fattore di forma – Cl. 6.2.2
• \( r = \sqrt{\frac{I_s}{A_s}} \) – raggio di girazione
• \( I_s = \frac{1}{64} \pi d_s^4 \) – momento di inerzia
• A_s – area della sezione resistente a trazione del bullone come definita in AS 1275
• \( d_s = \sqrt{\frac{4 A_s}{\pi}} \) – diametro ridotto al filetto
• \( \alpha_a = \frac{2100 (\lambda_n - 13.5)}{\lambda_n^2 - 15.3 \lambda_n + 2050} \) – fattore dell'elemento compresso – Cl. 6.3.3
• α_b = 0.5 – costante di sezione dell'elemento compresso - Tabella 6.3.3

Capacità a trazione assiale

La capacità a trazione assiale è determinata secondo AS 4100, Cl. 7:

N* ≤ ϕ N_t

dove:

• N* – forza di trazione di progetto
• ϕ = 0.8 – fattore di capacità per i bulloni
• N_t = A_s f_y – capacità nominale della sezione di un bullone a trazione – Cl. 7.2
• A_s – area della sezione resistente a trazione del bullone come specificato in AS 1275
• f_y – tensione di snervamento dell'ancoraggio

Interazione dei carichi

Se un ancoraggio con stand-off è caricato da un carico di taglio e da una forza di compressione, viene eseguita la verifica dell'interazione dei carichi:

\[ \frac{N^*}{\phi N_c} + \frac{M^*}{\phi M_s} \le 1 \]

dove:

• N* – forza di compressione di progetto
• ϕ = 0.8 – fattore di capacità per i bulloni
• N_c – resistenza a compressione
• M* – momento flettente di progetto dovuto al taglio su un braccio di leva
• M_s – resistenza flessionale

Vengono inoltre eseguite le verifiche della rottura dell'acciaio a taglio e delle rotture del calcestruzzo a taglio (rottura del calcestruzzo al bordo, rottura per pry-out del calcestruzzo).

Se un ancoraggio con stand-off è caricato da un carico di taglio e da una forza di trazione, viene eseguita la verifica dell'interazione dei carichi:

\[ \frac{N_{tf}^*}{\phi N_{t}} + \frac{M^*}{\phi M_s} \le 1 \]

dove:

• N*_tf – forza di trazione di progetto
• ϕ = 0.8 – fattore di capacità per i bulloni
• N_t – resistenza a trazione
• M* – momento flettente di progetto dovuto al taglio su un braccio di leva
• M_s – resistenza flessionale

Vengono inoltre eseguite le verifiche della rottura dell'acciaio a taglio e delle rotture del calcestruzzo dovute a trazione e taglio.