Carichi

Cosa bisogna sapere per trattare il tema della caricabilità dei sistemi di fissaggio?

Esistono dei concetti di base che sono assolutamente propedeutici per il calcolo della resistenza di un sistema di fissaggio; vediamoli di seguito.

  

La definizione di forza

Sir Isaac Newton National Portrait Gallery, London

Come si legge il valore di resistenza di un fissaggio nei documenti tecnici?

Spesso nei documenti tecnici si trova il valore di carico (cioè la forza alla quale il tassello può essere sollecitato in sicurezza) espresso con la unità di misura internazionale Newton.

Ad esempio:
un tassello in nylon diam 8 in calcestruzzo ha un carico raccomandato di 0,4 kN
poichè 1 N (Newton) è circa un etto (per l’esattezza 0,098 kg) significa che il fissaggio resiste in sicurezza circa 40 kg

  

Le distanze dal bordo e gli interassi

Come scegliere la posizione dei tasselli in gruppo o in vicinanza di bordi?

Affinchè il singolo tassello esprima la massima tenuta senza subire l‘influenza di bordi o altri fissaggi vicini bisogna rispettare opportune distanze a seconda dei casi.

Nelle murature e nei tasselli non certificati:

  • distanza dal bordo critica = 1 hef
  • interasse critico = 2 hef  e comunque non meno di 10 cm

 

Nei calcestruzzi con tasselli certificati

  • distanza dal bordo critica = 1,5 hef
  • interasse critico = 3 hef
  • spessore supporto critico = 2 hef

Nei casi di fissaggio cosidetto disturbato (cioè in posizione inferiore alla critica) bisogna prevedere delle riduzioni di carico ben proporzionate rispetto ai valori dichiarati massimi.

  

La resistenza delle viti

Quanto può resistere meccanicamente una vite che si abbina ad un tassello?

La resistenza di una vite di acciaio dipende da:

  • sezione resistente (funzione del diametro del nocciolo e non della cresta)
  • resistenza specifica del tipo di acciaio (vedi ad esempio la classificazione es. 5.8, 8.8, …)
La classe di resistenza per le viti metriche è importante specie quando si utilizzano tasselli ad alta caricabilità come quelli chimici o meccanici in metallo filettati internamente.
Ad es. se si usa una barra filettata non adeguata può essere che il carico impiegato causi la rottura o lo snervamento della vite portando al fallimento l‘applicazione

  

I tipi di carico

Quali sono i tipi di carico in base alla punto di applicazione e alla direzione della forza?

Trazione assiale
Taglio
Trazione obliqua
Taglio a distanza "e"

  

Il carico eccentrico e l'applicazione a sbalzo

Cosa succede quando si eseguono delle applicazioni distanziate?

La flessione della vite se troppo elevata può portare a spostamenti dell‘oggetto con il rischio di deformazioni e rotture dell‘elemento installato.
Più lo sbalzo “e”  è elevato meno forza a taglio distanziato è sufficiente per causare una freccia “f” di grande entità. In facciata è accettabile spesso una freccia di 1mm.
Nei casi di supporti termicamente isolati la flessione può portare alla ovalizzazione del foro nel materiale isolante con il rischio di ingresso dell‘acqua quando piove.

  

La natura del carico

Quali sono i tipi di carico in base alla loro natura?

Carico permanente (es: peso proprio)
Carico accidentale (es. sovraccarico esterno che grava sull'oggetto non costantemente)
Si considera leggero un carico che agisce sul tassello e non può creare gravi danni a cose o persone se il fissaggio viene meno.
Spesso il problema è capire bene quali sono i carichi accidentali e variabili che gravano o graveranno sull’oggetto da fissare.Ad esempio su una tettoia di uno o due metri quadrati sostenuta da una staffa può pesare in certi periodi dell’anno più la neve che la struttura stessa.
Se si fissa una balaustra, a seconda dei casi previsti dalla legge in base al tipo di ambiente abitato, bisogna che la stessa possa resistere alla spinta di non meno di  100 kg per metro lineare considerati alla quota di 1,20 mt.
Se si vuole trattenere un gazebo all’esterno questo può essere facilmente soggetto ad una spinta del vento di 80 kg al metro quadro.
Nel fissaggio di un sacco da box non è solo importante il suo peso bensì il carico dinamico che proviene dal pugno e si scarica sull’attrezzo. La forza che grava sul sacco può essere facilmente salire di 100÷ 200 kg. Appenderesti ora tale attrezzo al solaio su una pignatta in laterizio semivuoto con una ancoretta di metallo?

  

L'effetto leva

Cosa prestare attenzione quando si fissano mensole e pensili?

Quando il carico X agente sul braccio orizzontale di una mensola è distanziato dal muro, sul tassello superiore può agire una forza anche ben maggiore di quella applicata sulla staffa stessa.

Questo è dovuto all’effetto leva che la staffa esercita sull’ancoraggio. In pratica la forza di trazione che agisce sul tassello è uguale alla forza X moltiplicata del rapporto tra la lunghezza del braccio orizzontale e quella del braccio verticale (es: 3:1, 4:1; 5:1).

Prestare quindi attenzione al rapporto tra i bracci della mensola e confrontare la risultante Y con il valore indicato nelle tabelle dei carichi disponibili per ogni tassello specifico in base al tipo di supporto.

Pensile con rapporto tra i bracci 1:1
Staffa porta TV con rapporto tra i bracci 1:5

  

I valori di carico per tassello/supporto

Qual è l’ordine di grandezza di un carico sostenibile da un fissaggio in base al supporto?

Il «carico in sicurezza» è anche denominato «carico consigliato» (o «carico ammissibile») ed è pari al carico massimo a rottura ridotto di un coefficiente di sicurezza globale che differisce da tassello a tassello e da supporto a supporto.

  

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