Il sistema X-HVB:
Il sistema Hilti X-HVB
i connettori a taglio
per strutture miste
Soluzioni per strutture miste
pag 1
Il sistema Hilti X-HVB
Contenuto della pagina
1. Sintesi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1. Introduzione.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Connettore a taglio Hilti X-HVB in sintesi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3. Progetto di una trave composta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4. Tipi di connettori a taglio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
3
4
5
7
2. Sistema Hilti X-HVB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.1. Introduzione ai connettori X-HVB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2. Certificazioni/approvazioni. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.3. Connettore a taglio Hilti e chiodi X-ENP-21 HVB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.4. Caratteristiche dei materiali. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.5. Requisiti di applicazione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.6. Attrezzi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.7. Cartucce. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.8. Garanzia della qualità del fissaggio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3. Campi di applicazione e proposte di valore. . . . . . . . . . 12
3.1. Proposte di valore in interventi di nuova costruzione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.2. Proposte di valore in interventi di recupero edilizio.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4. Progettazione di connettori a taglio secondo EC4.. . . 13
4.1. Analisi carico/spostamento dei connettori X-HVB (requisiti di duttilità). . . . . . 13
4.2. Copriferro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.3. Distribuzione dei connettori a taglio sulle travi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.4. Resistenza di taglio tra soletta in calcestruzzo
e flangia superiore della trave in acciaio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.5. Resistenza di taglio dei connettori X-HVB come da DFTM. . . . . . . . . . . . . . . 16
4.6. Sostituzione dei pioli a taglio saldati con gli X-HVB nella fase di progettazione. . . 18
5. Posizionamento, interassi e distanze dai bordi
dei connettori X-HVB.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
5.1. Regole generali. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
5.2. Solette in calcestruzzo senza lamiera grecata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
5.3. Solette in calcestruzzo con lamiera grecata – gole parallele alla trave. . . . . . 21
5.4. Solette in calcestruzzo con lamiera grecata – gole trasversali alla trave. . . . . 22
5.5. Esempi di lamiere grecate presenti sul mercato. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
6. Esempio progettuale. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
6.1. Servizio tecnico Hilti. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
7. Considerazioni particolari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
7.1. Resistenza al fuoco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
7.2. Interventi di recupero edilizio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
7.3. Controllo dell’inflessione (freccia). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
8. Riferimenti progettuali. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
9. Riferimenti. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
9.1. Omologazioni/approvazioni. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
9.2. Direct Fastening Technology Manual. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
10. Letteratura e pubblicazioni Hilti. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
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Soluzioni per strutture miste
Il sistema Hilti X-HVB
1. Sintesi
1.1 Introduzione
Nelle strutture composte acciaio-calcestruzzo tradizionali i connettori a taglio sono
saldati alle travi in acciaio. I connettori a taglio Hilti X-HVB sono invece fissati alle
travi in acciaio mediante due chiodi X-ENP-21 HVB senza la necessità di realizzare
una saldatura.
Questo manuale contiene informazioni per la progettazione delle travi miste nel
settore delle costruzioni edili.
Lo scopo del connettore a taglio X-HVB è quello di garantire la connessione
meccanica tra le travi in acciaio e la soletta in calcestruzzo sovrastante. È inoltre
progettato per resistere alle forze di taglio che agiscono all'interfaccia tra i due
elementi strutturali, favorendo un comportamento misto.
Il documento vuole essere una guida all'utilizzo dei connettori a taglio Hilti X-HVB,
mostrando i principi per il calcolo e la progettazione.
Il manuale include i seguenti argomenti:
• caratteristiche del sistema connettore a taglio X-HVB;
• resistenza dell’X-HVB in travi composte sottoposte a flessione;
• disposizione dei connettori a taglio;
• disposizioni relative alla resistenza al fuoco;
• X-HVB negli interventi di recupero edilizio.
Le informazioni presenti in questo documento sono conformi alle norme europee.
Figura 1: Trave composta con connettori a taglio X-HVB
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Il sistema Hilti X-HVB
1.2 Connettore a taglio Hilti X-HVB in sintesi
X-HVB è un connettore a taglio duttile, secondo le disposizioni dell’EC4. Per questo
motivo può essere utilizzato sia per la progettazione di connessioni in campo
elastico che plastico.
Figura 2: connettore a taglio X-HVB
Travi miste con o senza lamiera in acciaio
X-HVB è utilizzato per trasferire forze di taglio longitudinale in maniera efficace
tra le solette in calcestruzzo e le travi in acciaio.
Figura 3: Connettore a taglio X-HVB su
lamiere grecate in acciaio
Interventi di recupero edilizio
Essendo il connettore a taglio X-HVB fissato sulla trave in acciaio con due chiodi,
può essere installato anche su profili in ferro battuto e su travi zincate o verniciate.
Questo favorisce il comportamento misto tra elementi in acciaio esistenti e nuovi
strati in calcestruzzo, aumentando i carichi ammissibili negli edifici esistenti.
Figura 4: Connettore a taglio X-HVB in
interventi di recupero edilizio
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Semplice, veloce e indipendente da condizioni in sito
Non richiedendo saldature e quindi nessuna attrezzatura elettrica, il connettore HVB
può essere installato anche in condizioni di umidità, laddove la saldatura
risulterebbe inaffidabile.
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Il sistema Hilti X-HVB
1.3 Progettazione di travi miste
Le solette in calcestruzzo gettate, sostenute da travi in acciaio, sono progettate per
strutture miste o non miste.
Si possono avere due casistiche: le travi in acciaio e la soletta in calcestruzzo sono
progettate separatamente, come in figura 5-A, oppure questi elementi strutturali
agiscono insieme come un unico elemento per resistere a flessione, cioè come
strutture miste, come in figura 5-B&C.
Figure 5: Gradi di connessione a taglio, fino allo sviluppo del momento plastico
Per la progettazione di strutture miste (figura 5-B&C), i connettori a taglio devono
essere posati sulla flangia superiore delle travi in acciaio e sono responsabili della
trasmissione dello sforzo di taglio longitudinale attraverso l’interfaccia tra acciaio e
calcestruzzo.
Non appena avviene lo scorrimento sull’interfaccia, si verifica simultaneamente uno
spostamento verticale del calcestruzzo. I connettori a taglio devono essere quindi in
grado di resistere a tale spostamento evitando il sollevamento.
La completa azione collaborante è raggiunta quando:
• si raggiunge la completa capacità a taglio dell’acciaio o del calcestruzzo,
ovvero la connessione a taglio non controlla la capacità della trave composta;
• lo scorrimento tra gli elementi strutturali è trascurabile.
Nei casi in cui non si richieda la completa azione collaborante, ad esempio il
controllo della freccia, si introduce il concetto della connessione a taglio parziale:
• con uno scorrimento limitato sull’interfaccia;
• la resistenza a flessione sarà controllata dal grado di connessione a taglio.
Poiché la connessione a taglio parziale non consente la completa resistenza a
flessione delle sezioni trasversali, ci sono limiti sulla resistenza a flessione con
una connessione parziale a taglio; ciò è affrontato in questo documento e in
maniera completa nell’Eurocodice 4 e nell’Eurocodice 8.
La progettazione delle travi composte è indicata per le sezioni sottoposte a
momenti flettenti positivi, poiché il calcestruzzo ha una buona resistenza alla
compressione. Se si utilizza la lamiera in acciaio, la resistenza a compressione della
lamiera viene trascurata.
Soluzioni per strutture miste
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Il sistema Hilti X-HVB
Figura 6: Esempio di distribuzione delle tensioni in campo plastico per una trave
mista con una soletta in calcestruzzo e una connessione a taglio completa
(momento flettente positivo).
La continuità della trave può produrre momenti flettenti negativi vicino agli appoggi.
Per momenti flettenti negativi, le armature della soletta sono in trazione e i
connettori a taglio devono garantire che la forza di trazione nell’armatura sia
trasmessa alla trave in acciaio. Quando viene utilizzata una lamiera grecata, si
suppone che sia sottoposta al carico di snervamento.
Figura 7: esempio di distribuzione di tensioni in campo plastico per una trave mista
con una soletta in calcestruzzo e una completa connessione a taglio (momento
flettente negativo)
Poiché la sezione trasversale dell’elemento composito è più grande della sezione
trasversale della sola trave, il momento di inerzia risulta più elevato, con
conseguente incremento della resistenza a flessione. Queste considerazioni
permettono una progettazione più snella degli elementi strutturali.
Pertanto i principali vantaggi legati alla progettazione di una trave composta sono
legati al fatto che, considerando una sezione composta, si riscontra un risparmio di
materiale e di spazio.
Nelle costruzioni moderne, la lamiera grecata è usata come cassaforma per la
soletta in calcestruzzo e come armatura per la struttura composta. La lamiera è
utilizzata per limitare la quantità di puntellamenti della soletta durante la
costruzione.
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Soluzioni per strutture miste
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1.4 Tipologie di connettori a taglio
1.4.1 Pioli connettori saldati
I pioli saldati sono i più comuni e tradizionali connettori a taglio.
Generalmente i pioli mostrano un comportamento duttile e hanno una buona
resistenza alle azioni di taglio orizzontali e al sollevamento verticale:
• al taglio orizzontale si oppone il gambo;
• il sollevamento verticale è impedito dalla testa.
Quando si utilizza la lamiera grecata, può essere richiesto che i pioli siano saldati
attraverso la lamiera oppure che la lamiera sia preforata e dotata di pioli presaldati.
Problemi intrinseci inerenti la saldatura sono i seguenti:
• la saldatura richiede manodopera qualificata/esperta;
• i controlli di qualità possono essere ambigui, come ad esempio l’ispezione visiva,
il suono prodotto quando l’elemento viene martellato, prova di flessione;
• attrezzatura richiesta in situ, con conseguente costo di mobilitazione e relativo sforzo;
• grande quantità di cavi elettrici che può portare a rischi di inciampo;
• la qualità della saldatura dipende ampiamente dalle condizioni superficiali della
trave, cioè dell’umidità, della polvere, ecc;
• le saldature su travi formate da profili saldati tra loro possono essere fragili e non efficaci;
• la saldatura diretta su travi in zinco galvanizzato può causare problemi di salute;
• la correzione può essere fatta dopo la saldatura su travi rivestite/verniciate;
• i cantieri con misure antincendio possono limitare la quantità di lavori ad alta
temperatura, come la saldatura.
Figura 8: Piolo saldato attraverso la
lamiera grecata
1.4.2 I connettori a taglio Hilti X-HVB
Il connettore a taglio Hilti X-HVB ha forma a L ed è fissato sulla trave con due chiodi
tramite un'inchiodatrice azionata con propulsori. L’X-HVB è duttile, progettato per
resistere a:
• sforzo di taglio longitudinale, mediante l’allungamento del foro del chiodo;
• forze di sollevamento verticale, mediante la testa e i chiodi.
È idoneo per la connessione tra solette in calcestruzzo e travi in acciaio con o
senza lamiera in acciaio. Poiché il connettore X-HVB è posato mediante il sistema
di fissaggio diretto Hilti, è una soluzione versatile da usare in situazioni in cui i pioli
saldati non possono essere applicati o non sono efficaci. Il sistema X-HVB non
richiede corrente elettrica, ha una procedura di controllo facile e riconosciuta e, al
contrario della saldatura, non dipende dalle condizioni atmosferiche e non viola i
luoghi di lavoro dove si prevedono misure antincendio. Il posizionamento degli
X-HVB non è influenzato dai trattamenti della superficie delle travi.
Figure 9: X-HVB Hilti installati su
lamiera
Le caratteristiche tipiche degli X-HVB sono:
• attrezzatura di installazione economica e semplice;
• qualità del fissaggio indipendente dalle condizioni atmosferiche;
• installazione veloce che consente una programmazione flessibile del lavoro in cantiere;
• i rivestimenti in zinco o l’umidità non influenzano la qualità del fissaggio.
Nei casi di ristrutturazione/ammodernamento dei vecchi edifici, ad esempio progetti
di recupero edilizio, l’X-HVB è fissato alle travi esistenti formate da profili saldati che
vanno sugli appoggi delle solette appena gettate. Questo metodo è utilizzato nei
sistemi di pavimentazione sopraelevata a scopo di recupero, sottoposti a carichi
statici.
I principali vantaggi della tecnica di recupero sono:
• l’incremento della resistenza a flessione;
• diminuzione della deformabilità/inflessione.
E quindi l’adeguamento delle strutture ai requisiti di calcolo e di utilizzo.
Soluzioni per strutture miste
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Il sistema Hilti X-HVB
2. Sistema Hilti X-HVB
2.1 Introduzione ai connettori X-HVB
Il sistema X-HVB è un’efficace ed efficiente soluzione per connessioni a taglio
sicure. La tecnologia del fissaggio diretto rende questo connettore a taglio facile da
installare, poiché può essere fissato in modo sicuro e affidabile da manodopera non
specializzata.
I connettori a taglio X-HVB sono fissati al materiale base in acciaio, generalmente
alla parte superiore della trave in acciaio, mediante gli attrezzi Hilti DX76 o DX76
PTR, completi di appositi accessori. L’energia necessaria per fissare i chiodi è
ottenuta dalla cartucce a carica propulsiva.
Poiché non è richiesta alcuna saldatura, il sistema X-HVB può essere impiegato
pressoché in ogni condizione di cantiere. Inoltre, la garanzia della qualità del
fissaggio è assicurata da una procedura di controllo facile e riconosciuta.
Figure 10: connettore X-HVB con due
chiodi X-ENP 21 HVB
Figura 11: attrezzo DX 76 PTR Hilti per
fissaggio degli X-HVB
Figura 12: cartucce rosse e nere
Il sistema è composto dai seguenti articoli:
Connettore a taglio Hilti (figura 10)
• connettore a taglio X-HVB, disponibile in una vasta gamma di altezze;
• due chiodi X-ENP-21 HVB per ogni connettore X-HVB;
Attrezzi di fissaggio e dotazioni:
• attrezzo DX 76 o DX 76 PTR (figura 11);
• guide chiodo X-76-F-HVB o X-76-F-HVB-PTR;
• pistone X-76-P-HVB o X-76-P-HVB-PTR;
• cartucce 6.8/18M, nere o rosse (figura 12).
2.2. Certificazioni/approvazioni
Sono disponibili diverse certificazioni per il sistema X-HVB (tabella 1), conformi alla
EN 1994-1-1. La certificazione tedesca DIBt Z-26.4-46 si indirizza sulla
progettazione antifuoco come da EN1994-1-2 e la normativa francese Socotec PX
0091/8 prescrive in particolare l’uso degli X-HVB a scopo di recupero edilizio.
Le certificazioni sono soggette a continui cambiamenti, legati agli sviluppi di codice,
aggiornamenti del portfolio di prodotti e di nuovi risultati nel campo della ricerca. Le
certificazioni vigenti posso essere scaricate dal sito Hilti o dai siti dei maggiori
organi di certificazione.
Socotec PX 0091/7 per nuove costruzioni
Francia
Socotec PX 0091/8 per ristrutturazione
Francia
DIBt Z-26.4-46
Germania
TZUS 070-041312
Repubblica Ceca
Rom.Ministry_AT 016-01/281-2013
Romania
Tabella 1: Lista delle certificazioni
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Soluzioni per strutture miste
Il sistema Hilti X-HVB
2.3 Connettore a taglio Hilti e chiodi X-ENP-21 HVB
Il connettore a taglio ha forma ad L, in acciaio lavorato a freddo, si compone di una
testa, un gambo di angoraggio e una base per il fissaggio. Il gambo viene annegato
nel calcestruzzo, mentre la base è fissata alla trave in acciaio con due chiodi
X-ENP-21 HVB (figura 13).
Sono disponibili connettori a taglio con 6 diverse altezze del gambo di ancoraggio
da scegliere a seconda della lamiera grecata e della configurazione della soletta
utilizzate (geometria dettagliata in figura 14):
Designation
X-HVB 50
X-HVB 80
X-HVB 95
X-HVB 110
X-HVB 125
X-HVB 140
Ogni connettore è fissato con due chiodi:
X-ENP-21 HVB
Codice articolo
56467
239357
348179
348180
348181
348321
Figura 13: Connessione a taglio in
struttura mista
283512
Tabella 2: Designazione e rispetto codice articolo degli X-HVB
Nota: il numero che segue il codice X-HVB indica approssimativamente l’altezza
del connettore a taglio in millimetri.
Nota: il connettore Hilti x-HVB 50 è utilizzato specificatamente per solette sottili
senza lamiera in acciaio in progetti di recupero edilizio.
X-HVB 140
X-HVB 125
X-HVB 110
X-HVB 95
X-HVB 80
X-HVB 50
Figure 14: geometria degli X-HVB in dettaglio
Soluzioni per strutture miste
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Il sistema Hilti X-HVB
2.4 Caratteristiche dei materiali
Connettore X-HVB
Acciaio al carbonio
Rm=295-350N/mm2
Rivestimento in zinco
≥ 3 μm
Chiodi X-ENP-21 HVB
Figura 15: Spessore minimo del
materiale di base dell’acciaio
Gambo in acciaio al carbonio
HRC58
Rivestimento in zinco
8-16 μm
2.5 Requisiti di applicazione
• spessore del materiale di base in acciaio (ala della trave) ≥ 8mm (figura 15)
• spessore del materiale fissato (lamiera grecata) ≤ 1.25mm (figura 16)
Si prega di far riferimento alle certificazioni DIBt e Socotec per informazioni più
dettagliate sugli spessori della lamiera e sulle sovrapposizioni.
I dettagli sul posizionamento, interassi e distanze dai bordi sono
contenuti nel Capitolo 5: posizionamento, interassi e distanze dai
bordi dei connettori X-HVB
Figura 16: Spessore minimo della
lamiera
Figura 17: DX 76 per l’installazione dei
connettori X-HVB
2.6 Attrezzatura
Gli attrezzi usati per fissare i chiodi nel’acciaio sono DX76 e DX76 PTR. La figura 17
mostra l’attrezzo DX 76 da utilizzare per l’installazione degli X-HVB.
Attrezzo
DX 76
DX 76
DX 76
DX 76 PTR
DX 76 PTR
DX 76 PTR
Dotazioni
Tool
Piston
Fastener guide
Tool
Piston
Fastener guide
Nome
DX 76 MX
X-76-P-HVB
X-76-F-HVB
DX 76 PTR
X-76-P-HVB-PTR
X-76-F-HVB-PTR
Codice articolo
285789
285493
285486
384004
388847
388846
Tabella 3: componenti e attrezzi per i fissaggi di connettori X-HVB
Figura 18: Limiti applicativi
pag 10
Figura 19: attrezzo DX76
Figura 22: attrezzo DX 76 PTR
Figura 20: pistone per DX76
Figura 23: piston per DX 76 PTR
Figura 21: guida di fissaggio per DX76
Figura 24: guida di fissaggio per DX 76
PTR
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Il sistema Hilti X-HVB
Gli attrezzi DX76 e DX76 PTR utilizzano cartucce 6.8/18M a propulsione nere o
rosse, le cui confezioni contengono 10 unità per ogni striscia. La scelta della
cartuccia dipende dalla resistenza e dallo spessore della trave in acciaio (Figura 25).
Negli interventi di recupero edilizio, può essere utilizzata la cartuccia blu.
Si prega di fare riferimento alla norma francese Socotec PX 0091/8 per maggiori
dettagli. Precisi accorgimenti sull’utilizzo delle cartucce possono essere fatti sulla
base di prove in situ. Se una volta fissato il distanziatore del chiodo scende per una
profondità compresa tra 8,2 mm e 9,8 mm, la cartuccia è adeguata al materiale di
base.
Tabella 4 fornisce informazioni relative alle cartucce rilevanti per i fissaggi X-HVB
Dimensione
6.8/18 M10 STD
6.8/18 M10 STD
6.8/18 M10 STD
6.8/18 M10
6.8/18 M10
6.8/18 M10 Colore
Red
Black
Blue
Red
Black
Blue
Potenza
Medium high
Extra high
Medium
Medium high
Extra high
Medium
Codice articolo
416484
416486
416485
50602
50603
50611
Tabella 4: cartucce per il fissaggio di connettori X-HVB
Spessore materiale base
2.7 Cartucce
Tipo acciaio (resistenza)
Figura 25: Pre-selezione della cartuccia
e delle impostazioni di potenza
2.8 Garanzia della qualità del fissaggio
Verifica del fissaggio:
Il primo modo per valutare la qualità del fissaggio alla trave è di controllare visivamente il distanziatore del chiodo (figura 26).
Il controllo visivo della rondella e del distanziatore del chiodo, hNVS, fornisce indicazioni sulla regolazione della potenza dell’attrezzo utilizzato (tabella 5).
Aspetto visivo
Distanziatore del
chiodo, hNVS [mm]
Misure correttive
Danni visibili sulla
rondella
hNVS < 8.2
Ridurre il livello di potenza
o utilizzare un propulsore
meno potente
La rondella è
compressa
correttamente
8.2 < hNVS < 9.8
Corretta cartuccia;
corretta potenza
Visibile
distanza tra
la parte
superiore e la
parte inferiore
della rondella
hNVS > 9.8
Aumentare Potenza
dell’attrezzo o usare un
propulsore più potente
Lamiera
in ferro
Struttura
in acciaio
Figura 26: Chiodo X-ENP 21 HVB fissato su acciaio
Tabella 5: Controlli sul fissaggio e sul distanziatore del chiodo
Soluzioni per strutture miste
pag 11
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3. Applicazioni e proposte di valore
3.1 Benefici del sistema in interventi di nuova costruzione
• è compatibile con i luoghi di lavori con misure di sicurezza antincendio;
• metodo di controllo facile e approvato;
• evita il pre-punzonamento della lamiera grecata che consente luci più ampie e
meno puntellamento;
• può essere installato su travi rivestite o dipinte senza nessuna ulteriore
lavorazione;
• non richiedendo l'utilizzo di saldatrici e generatori, non ci sono problemi di
movimentazioni di attrezzature e di trasporto in cantiere;
• la qualità dell’installazione non dipende dalle condizioni in situ, come ad esempio
condizioni di umidità, presenza di ruggine sulla superficie, ecc.
Perciò il sistema X-HVB è una soluzione ottimale per cantieri:
• dove la maggior parte dei pioli è stata pre-saldata su travi principali in officina
(condizioni ideali di saldatura) e si richiede di installare una parte dei connettori a
taglio in cantiere tramite sistema di fissaggio diretto su travi secondarie;
• quando ci sono sfavorevoli condizioni di trasporto e accesso limitato da parte
delle gru;
• in zone lontane.
3.2 Benefici del sistema in interventi di recupero edilizio
I benefici che si hanno nel caso di progetti di nuova costruzione sono validi anche
nel caso di interventi di recupero edilizio.
Inoltre i benefici del sistema sono particolarmente evidenti per lavori di recupero
edilizio nei casi in cui:
• si debba creare una soletta ridotta (poco spessa). In questo caso il conettore da
50mm è la soluzione ottimale, fissato direttamente sulle travi, senza uso di lamiera
grecata (Figura 27);
• le travi originali siano in ferro battuto o con presenza di ghisa all'interno. In questi
casi la saldatura non è efficace.
Figura 27: Solaio da rinforzare con un sottile strato di calcestruzzo
pag 12
Soluzioni per strutture miste
Il sistema Hilti X-HVB
4. Progettazione di connettori a taglio
secondo EC4
4.1 A
nalisi carico/spostamento dei connettori X-HVB
(requisiti di duttilità)
Secondo il punto 6.6.1.1 della EN1994-1-1, un connettore a taglio può essere
considerato duttile se la sua capacità di scorrimento δ_uk è pari almeno a 6 mm.
La duttilità della connessione a taglio è misurata mediante prove di carico come
stabilito dalle linee guide della sezione B2 della EN 1994-1-1. Il connettore X-HVB è
testato con una configurazione simile allo schema indicato nella figura 28.
Figura 28: Schema per prove di carico in accordo con EN 1994-1-1
Figura 29: prova di carico sugli X-HVB
Figura 30: Esempi di diagrammi carico-spostamento ottenuti dalle prove di pushout
Soluzioni per strutture miste
pag 13
Il sistema Hilti X-HVB
I risultati delle prove hanno mostrato che i connettori Hilti sono duttili e
raggiungono i requisiti stabiliti dall’Eurocodice 4 per le connessioni con proprietà
plastiche.
•
Le caratteristiche duttili e portanti del connettore sono garantite dalle disposizioni
Section 2.5. Application requirements
•
Section 4.5. Shear resistance of X-HVB as per DFTM (Table 8)
•
progettuali, come indicato nei seguenti paragrafi:
• punto 2.5. Requisiti di applicazione;
Section 5. X-HVB positioning, •spacing
and
edge distances
punto 4.5.
Resistenza
a taglio dei connettori X-HVB come da DFTM (tabella 8);
• punto 5. Posizionamento, interassi e distanze dai bordi degli X-HVB.
When plastic stress distribution is considered in the sections, Eurocode 4
Nel caso di analisi plastica delle sezioni, l’Eurocodice 4 stabilisce che si deve avere
allows considerations of partial shear connection
limitedparziale
to 0.4.aThe
degree
una connessione
taglio
almenoofdi 0,4. Il grado di connessione a taglio è
dato da:
shear connection is given by:
η=
Where
•
•
Nc
Nc,f
Dove
• Nshear
della connessione a taglio;
c è la resistenza
connection.
Nc is the resistance of the
• Nc,f è il valore di progetto dello sforzo normale di compressione del calcestruzzo,
Nc,f is the design value of the compressive normal force in the
considerando la connessione a taglio completa.
concrete flange with full shear connection.
4.2 Copriferro
4.2. Concrete cover
Il paragrafo 6.6.5.2 della EN 1994-1-1 distingue gli elementi con rischio di
corrosione e quelli non esposti a fenomeni di corrosione.
EN1994-1-1, section 6.6.5.2, identifiesLaelements
of corrosion
andche nel caso in cui sia richiesto il
tabella 4.4with
dellarisk
EN 1992-1-1
prescrive
copriferro (classe di esposizione individuata all’interno del punto 6.6.5.2 della EN
elements which are not exposed to corrosion.
1994-1-1), il suo spessore nominale:
• può essere 5 mm in meno rispetto ai valori indicati nella tabella 4.4 della EN 1992-1-1;
EN1992-1-1, table 4.4, prescribes that if• concrete
required (exposure
non minorecover
di 20 is
mm.
class as identified in EN1994-1-1 section 6.6.5.2), the nominal concrete cover
Nel caso in cui non sia richiesto il copriferro, la norma prevede che la testa del
connettore possa essere a livello della parte superiore della soletta.
La tabella 6 indica la corrispondenza tra lo spessore della soletta e il connettore
X-HVB. Per maggiori dettagli, si prega di far riferimento alle certificazioni Socotec e
DIBt.
•
can be 5mm less than the values in EN1992-1-1, table 4.4.
•
not less than 20 mm.
If no concrete cover is required, the code allows for the top of the connector to
be flushed with the top of the concrete slab.
Spessore totale soletta, h [mm]
Connettore
Senza rischio di
Table 6 recommends the total slab thicknesses corresponding withcorrosione
different XHVBs. For more details, please refer to relevant Socotec and DIBt approvals.
Connector
X-HVB 80
80*/90
100
X-HVB 95
95
115
110
130
125
145
140
160
Total slab thickness, [mm]
No
X-HVB 110
risk
of
Risk
of
X-HVB 125
corrosion
corrosion
X-HVB 140
X-HVB 80
80*/90
100
X-HVB 95
95
115
125
145
140
160
X-HVB 110
X-HVB125
X-HVB 140
Rischio di corrosione
Tabella 6: valori raccomandati di spessore di soletta, secondo norme Socotec e DIBt
110
130
*raccomandazioni solo da DIBt.
Table 6: Reccomended total slab thickness, Socotec and DIBt
pag 14
*DIBt recommendation only.
Soluzioni per strutture miste
Il sistema Hilti X-HVB
4.3 Distribuzione dei connettori sulle travi
Campo elastico – Se si considera la trave a comportamento elastico, i connettori
sono collocati lungo la trave secondo la distribuzione degli sforzi di taglio, ovvero in
prossimità degli appoggi o dei carichi concentrati, dove si hanno valori più elevati di
sollecitazioni taglio, la spaziatura tra i connettori è ridotta. Tale distribuzione
garantisce che ad ogni connettore corrisponda la stessa quantità di sforzo di taglio
della trave. (Figura 31)
Figura 31: distribuzione a gradini dei
connettori a taglio
Campo plastico – Nel caso in cui le travi siano progettate agli stati limite ultimi e
sostengano carichi uniformi, i connettori a taglio sono distanziati e distribuiti in
maniera uniforme lungo la trave, poiché lo sforzo di taglio si ripartisce sui
connettori. Il connettore a taglio usato deve adempiere ai requisiti di duttilità
stabiliti dall’Eurocodice 4. Si veda il punto 4.1 Analisi carico/spostamento dei
connettori X-HVB (requisiti di duttilità)
4.4 Sforzo di taglio tra soletta in calcestruzzo e ala
superiore della trave in acciaio
I connettori a taglio sono progettati per resistere a sforzi di taglio longitudinali (come da
distribuzione delle sollecitazioni nelle sezioni trasversali) nel piano orizzontale tra la
soletta in calcestruzzo e la flangia superiore delle travi in acciaio. Vengono visualizzate
nella figura 31 le distribuzioni delle sollecitazioni plastiche caratteristiche.
Figura 32: distribuzioni delle sollecitazioni plastiche per momenti flettenti negativi e
positivi
In una connessione a taglio completa, la resistenza a taglio totale dei connettori
deve essere uguale o maggiore della sollecitazione a taglio longitudinale di progetto
della trave calcolata agli stati limite ultimi.
Di conseguenza in una connessione a taglio completa, il numero dei connettori a
taglio è determinato dalla seguente formula:
Sollecitazione di taglio longitudinale della trave (SLU)
Resistenza a taglio del singolo connettore
Soluzioni per strutture miste
pag 15
Il sistema Hilti X-HVB
4.5 Resistenza a taglio dei connettori X-HVB come da
DFTM (Manuale di Tecnologia di Fissaggio Diretto)
La capacità portante degli X-HVB, ovvero la resistenza a taglio, in una soletta in
calcestruzzo è il risultato combinato de:
• l'allungamento dei fori della base di fissaggio del connettore;
• la deformazione locale del materiale base e flessione dei chiodi;
• la flessione del connettore X-HVB;
• la deformazione locale del calcestruzzo nella zona di contatto con il connettore.
4.5.1. La resistenza a taglio in solette senza lamiera grecata
La resistenza a taglio degli X-HVB è calcolata facendo riferimento alle indicazioni
contenute nel manuale di tecnologia del fissaggio diretto e sulla base della EN-1994-1-1.
X-HVB
Per le solette senza lamiera, i valori di resistenza a taglio degli X-HVB sono i
For slabs without seguenti:
steel decking, the shear resistance of X-HVB shear
connector are as follows (Table 7).
Nome
Characteristic
X-HVB shear
50
Nominal
resistance
X-HVB 80
X-HVB 50
Design
23 kNshear
1)
23 kN
X-HVB 95
X-HVB 80
Resistenza caratResistenza di
1)
teristica a taglio
progetto a taglio2)
Allowable
28 kN
resiscante
28 kN
horizontal18 kN
2)
shear
18 kN
N. A.
23 kN
14 kN
35 kN
14 kN
28 kN
17.5 kN
17.5 kN 28 kN
17.5 kN
X-HVB 110 X-HVB 35
kN
125
3528
kNkN
17.5 kN 28 kN
17.5 kN
17.5 kN
28 kN
28 kN
17.5 kN
35 kN
X-HVB 140
35 kN
35 kN
Table
7: Design
shear resistance
of di
X-HVB
Tabella
7: Resistenza
a taglio
progetto
3)
23 kN
3528
kNkN
X-HVB 140
2)
N. A.
110
X-HVB 95 X-HVB 35
kN
X-HVB 125
1)
3)
Taglio orizzontale ammissibile3)
28 kN
17.5 kN
degli X-HVB
1)
Come (Nominal
definite nella
EN1994-1-1
(resistenza nominale nelle AISC-LRFD)
As defined in EN1994-1-1
strength
in AISC-LRFD)
2)
Come definite nella EN 1994-1-1
As defined in EN 1994-1-1
3)
Taglio ammissibile nella AISC-ASD
Allowable shear in AISC-ASD
4.5.2. Resistenza a taglio degli X-HVB in solette con lamiera grecata
Quando
presente
collaborante
in acciaio, la resistenza a taglio degli X-HVB
4.5.2. Shear resistanceèof
X-HVBlainlamiera
slab with
steel decking
è calcolata moltiplicando la resistenza a taglio senza lamiera grecata con dei
coefficienti di riduzione che dipendono dall’orientamento e dalla geometria della
When profile steel decking is present, the shear resistance of the X-HVB is
lamiera.
calculated by multiplying the shear resistance without steel decking with
reduction factors that
are dependent
on gole
decking
orientation
and profile
Lamiera
grecata con
parallele
alla trave
- La resistenza di progetto a taglio
geometry.
di ogni connettore X-HVB è pari alla resistenza di progetto a taglio presente nella
tabella 5 moltiplicata per i coefficienti di riduzione kp o kl, (≤ 1) dove:
Steel decking with ribs parallel to supporting beam – Design shear
Si prega
far riferimento
alla figura
33 per
le geometrie
dei profili.
resistance of each X-HVB
is di
design
shear resistance
in Table
5 multiplied
by
reduction factor kp , where
1
kp =
Figure 32: Steel decking profile
geometries
0,6
Figura 33: Geometrie delle lamiere
grecate
,for
bo hsc -hp
hp
hp
, for
bo
hp
bo
hp
≥1,8
<1,8
Please refer to Figure 32 for profile geometries.
Steel decking with ribs transverse to supporting beam – When the ribs are
pag 16
transverse to the supporting beam, the shear resistance of each X-HVB is
influenced by reduction factor,
.
Soluzioni per strutture miste
Il sistema Hilti X-HVB
Lamiera grecata con gole trasversali alla trave – quando le gole sono trasversali
alla trave, la resistenza di taglio di ogni connettore è legata al coefficiente di
riduzione, kt.
kt =
0,7 bo hsc -hp
≤1
hp
nr hp
dove,
bo è l’ampiezza del profilo della lamiera grecata;
hp è l’altezza della lamiera grecata;
the steel decking profile
hsc è l’altezza del connettore X-HVB;
the steel decking
profiledi X-HVB per gola, ≤ 2 anche quando sono installati più connettori in
nr è il numero
f the X-HVBuna gola.
of X-HVBs per rib, ≤ 2 even when more X-HVB are installed
Scelta del connettore in relazione alle caratteristiche della lamiera grecata
L’altezza massima ammissibile della lamiera grecata è mostrata nella seguente
tabella:
on with regard to the profile deck
Massima altezza lamiera, hp (mm)
owable steel Nome
decking height is as per Table 6 shown below.
b / h ≥ 1,8
b0 / hp < 1,8
45
45
b0 h69
p <1,8
57
0
p
Maximum decking height,
hp
X-HVB
80
(mm)
b095hp ≥1,8
esignation X-HVB
-HVB 80
X-HVB 110
45
75
45
66
-HVB 95
X-HVB 125
60
80
57
75
-HVB 110
X-HVB 140
75
80
66
80
-HVB 125
80
75
-HVB 140 Tabella 8: Altezza
80
80 lamiere in accordo con DFTM
massima delle
e 8: Maximum decking heights, according to DFTM
Nota: il connettore X-HVB 50 non è utilizzato con lamiere grecate
s not to be used with profiled steel decking.
uting welded shear studs with X-HVB in
e of headed studs in slabs without steel decking
f EN1994-1-1 states that the design resistance of a headed
y welded to a steel beam, should be the lesser value of:
PRd =
PRd =
0,8fu πd2 /4
γV
0,29d2 fck Ecm
γV
3≤ hsc d ≤4
afety factor (Recommended value = 1.25)
of the stud shank.
Soluzioni per strutture miste
pag 17
Table 8: Maximum decking heights, according to DFTM
Note: X-HVB 50 is not to be used with profiled steel decking.
Note: X-HVB 50 is not to be used with profiled steel decking.
Il sistema Hilti X-HVB
4.6. Substituting welded shear studs with X-HVB in
4.6. Substituting welded shear studs with X-HVB in
4.6. Sostituzione dei pioli saldati con i connettori X-HVB
design
nella
fase di progettazione
design
Shear resistance of headedResistenza
studs in slabs
without
decking
a taglio
dei piolisteel
con testa
in solette senza lamiera grecata
Shear resistance of headed studs in slabs without steel decking
Il punto 6.6.3.1. della EN 1994-1-1 afferma che la resistenza di progetto di un piolo
Section 6.6.3.1 of EN1994-1-1
states that the design resistance of a headed
con testa saldato sulla trave deve essere il valore minore tra:
Section
6.6.3.1should
of EN1994-1-1
states
thatof:the design resistance of a headed
stud, automatically welded to a steel beam,
be the lesser
value
stud, automatically
welded to a steel beam, should be the lesser value of:
0,8fu πd2 /4
PRd =
0,8fu πd2 /4
γV
PRd =
γV
0,29d2 fck Ecm
PRd =
0,29d2 fck Ecm
γV
PRd =
γV
Where,
dove:
Where,
h
α=0,2 sc +1 for 3≤ hsc d ≤4
d
h
α=0,2 sc +1 for 3≤ hsc d ≤4
d
α=1 for hsc d >4
α=1 for hsc d >4 value = 1.25)
γ is the partial safety factor (Recommended
V
γV is the partial safety factor (Recommended value = 1.25)
is the
the diameter
the stud
specified of
ultimate
tensile
strength of parziale
the studdi material
not consigliato
greater = 1.25);
fud is
γshank.
sicurezzabut
(valore
v è il coefficiente
d èisil the
diameter
of the del
stud
shank.
2
d
diametro
del
gambo
piolo:
than 500N/mm .
25
fu è il carico di rotttura del materiale del piolo non maggiore di 500 N/mm2;
hsc è l’altezza complessiva del piolo.
hsc is the overall nominal height of the stud.
Shear resistance of welded studs in slab with profiled steel decking
Resistenza a taglio dei pioli saldati in solette con lamiera grecata
When profiled steel decking is used, the shear resistance of the welded stud is
Quando è presente la lamiera collaborante, la resistenza a taglio del piolo saldato è
calculated by multiplying the
shear moltiplicando
resistance la
without
steel
decking
calcolato
resistenza
a taglio
senzawith
lamiera con coefficienti di
riduzione dipendenti
dall’orientamento
dal profilo
della lamiera grecata.
reduction factors that are dependent
on decking
orientation e and
profiles.
Questi coefficienti possono ridurre il valore della resistenza a taglio in maniera
significativa.
Steel decking with ribs parallel
to supporting
beam - alla
the trave
reduction
factor
is
Lamiera
con gole parallele
– il fattore
di riduzione
è:
These reduction factors may significantly reduce shear resistance.
is:
kl =0,6
Where,
bo hsc
-1 ≤1
hp hp
dove,
hsc ≤ hp+75 mm
hsc ≤ hp+75mm
Steel decking with ribs transverse to supporting beam - The values of
reduction factor, are governed by Table 6 (Table 6.2 of EC4) and the
following equation:
kt =
Where,
0,7 bo hsc
-1 ≤1
nr hp hp
nr is the number of welded studs per rib, not exceeding 2.
Number of
Thickness Sheet with holes exceeding
Profiled sheeting with
connectors
of sheet
20mm in diameter and welded
holes and studs 19mm or
per rib
(mm)
through profiled steel sheeting
22 mm in diameter
≥1,0
0,85
0,75
stud
pag 18
Soluzioni per strutture miste
Il sistema Hilti X-HVB
0,7 bo hsc -hp
kcon
t = gole trasversali
Lamiera grecata
alla trave
- I valori
ith ribs transverse
to supporting
-≤1The
values
of del coefficiente di
h
n h beam
r
p
p
riduzione kt sono stabiliti dalla tabella 6 (tabella 6.2 dell’EC4) e dalla seguente
formula:
are governed by Table 6 (Table 6.2 of EC4) and the
n:
here,
0,7
o hsc
is the widthkof
the bsteel
decking
-1 ≤1 profile
t=
nr hp hp
is the height of the steel decking profile
dove,
of the X-HVB
is the height
of welded studs
rib, not
nr è ilper
numero
dei exceeding
pioli saldati 2.
per gola, non superiore a 2
is the number of X-HVBs per rib, ≤ 2 even when more X-HVB are installed
a rib.
ckness Numero di
Spessore t
Sheet
pioli with holes exceeding
della
astener
with regard
to the
connettori
f sheet selection
20mm
in diameter
andlamiera
welded
per gola
(mm)
Lamiera con fori di
lamiera grecata
Lamiera con fori di
diametro
compresi tra 19 e
22 mm
Profiled
sheeting
with
diametro
superiore
a
profile
e saldati
sulla
holes20mm
anddeck
studs
19mm or
(mm)
through
profiledsteel
steel sheeting
22 mm
in diameter
he
maximum
allowable
decking height
is as
per Table 6 shown below.
≥1,0
nr = 1
≥1,0
≥1,0
0,85
≤ 1.0
0.85 0,75
0.75
1,0
≥ 1.0
(mm)
1.0 0,75
0.75
0,7
Maximum decking height, hp
0,6
≤ 1.0b h ≥1,80.7
Designation
0
p
0,8
0,6b0 hp <1,8
nr = 2
≥ 1.0 45
0.8
pper limits forX-HVB
the reduction
factor
80
45
(Table 6.2 of EC4)
0.6
≥1,0
X-HVB 95
60
0.6
57
Tabella 9: limiti superiori dei coefficienti di riduzione (Table 6.2 of EC4)
75 X-HVBs and66
he applicable X-HVB
design110
values between
headed
valoriground
di progetto
dei connettori
X-HVB
125ilose
80to X-HVBs
75X-HVB
the heads Confrontando
studs
clearly
when
profilee dei pioli con testa, nel
caso di soletta con lamiera collaborante, si osserva che i pioli “perdono terreno”
rispetto agli X-HVB, poiché si verifica una riduzione della capacità portante quando
Table
8:
decking
heights,
to
DFTM
rforated sheets
areMaximum
used ordei
when
studs
are according
welded
through
vengono
applicati
fori nella
lamiera
o quando
i pioli
sono saldati attraverso la
lamiera.
ote: X-HVB 50 is not to be used with profiled steel decking.
Tuttavia utilizzando connettori a taglio a vite, non si verifica una perdita di capacità
di carico. La tabella 12 mostra un esempio di confronto.
X-HVB
as allowance
must140
be made for80a reduction in80loading
.6. Substituting welded shear studs with X-HVB in
PRd [kN]
esign
Lamiera collaborante
Tipologia di connettore a taglio
Soletta in
calcestruzzo
Lamiera grecata
Lamiera grecata con
pioli saldati attraverso
hear resistance of headed studs in slabs without
steel decking
forata
viti
Piolo con testa
70.6 that the 42.4
49.4
ection 6.6.3.1d=19
of EN1994-1-1
states
design resistance of
a headed
mm1)
ud, automatically welded to a steel beam, should be the lesser value of:
Connettore
X-HVB 125
28.0
0,8fu πd2 /4
PRd =
γV
1)
dove α = 1, nr = 2, t ≤ 1
28.0
28.0
2 massimi di progetto per pioli con testa e connettori
Tabella 10: confronto tra
i valori
fck Ecm
0,29d
=
P
Rd mediante viti per calcestruzzo C/37
a taglio X-HVB fissati
γ
V
here,
Confrontando i valori di progetto della resistenza a taglio del connettore X-HVB e
saldato, risulta che si può determinare il numero di X-HVB richiesti per
=0,2
+1 del
forpiolo
3≤ hsc
d ≤4
d
sostituire i pioli mediante una semplice divisione delle rispettive resistenze a taglio
>4
=1 for hsc d longitudinale.
hsc
is the partial safety factor (Recommended value = 1.25)
s the diameter of the stud shank.
Soluzioni per strutture miste
pag 19
Il sistema Hilti X-HVB
5. Posizionamento, interassi e distanze dai
bordi degli X-HVB
5.1 Regole generali
Non possibile
Calcestruzzo
Forze di taglio
Appoggio più vicino
Figura 34: Trasferimento di carico su strato calcestruzzo
Il trasferimento del carico tra i connettori X-HVB e la soletta è realizzato da un
puntone compresso in calcestruzzo, come illustrato in figura 33.
Inoltre quando le lamiere hanno ristrette gole e/o rinforzi, l’X-HVB dovrebbe essere
posizionato sul lato favorevole della gola, che è generalmente quello più vicino
all’appoggio della trave, come nella figura 34 in modo da garantire un sufficiente
trasferimento di carico.
Posizionamento dell’X-HVB rispetto alla trave: i connettori possono essere
posizionati parallelamente o trasversalmente alla trave. Se possibile, è preferibile
posizionare gli X-HVB in direzione parallela all’asse della trave.
Posizionamento dell’X-HVB rispetto alla lamiera grecata: gli X-HVB possono
essere posizionati in direzione parallela o trasversale alle gole della lamiera.
Distanza minima dal bordo della trave: gli X-HVB possono essere posizionati in
prossimità del bordo dell'ala della trave, se richiesto.
”K F
”PP
•PP
5.2 Soletta in calcestruzzo senza lamiera grecata
KF
Oltre alle regole citate precedentemente, gli X-HVB dovrebbero essere posizionati
longitudinalmente, in direzione parallela alla trave, e uno di fronte all’altro, come
mostrato in figura 35 e 36. La distanza minima in direzione longitudinale tra i gambi
di ancoraggio è 100 mm e la distanza tra i connettori a taglio è il valore minimo tra 4
volte lo spessore totale del calcestruzzo e 600 mm.
Figura 35: piastra in calcestruzzo con
un X-HVB per fila
pag 20
Soluzioni per strutture miste
Il sistema Hilti X-HVB
Nel caso in cui si abbia più di un X-HVB sulla stessa fila, la distanza minima tra gli
X-HVB è di 50 mm (figura 36 e figura 37).
Figura 36: piastra in calcestruzzo con
più di un X-HVB per solette senza
lamiera grecata
Figura 37: minima distanza tra
connettori a taglio per solette in
calcestruzzo senza lamiera grecata
5.3. Soletta in calcestruzzo con lamiera grecata- gole
parallele alla trave
Generalmente le gole della lamiera grecata sono parallele alla trave principale.
Idealmente gli X-HVB dovrebbero essere posizionati in direzione parallela alla trave
e uno in fronte all’altro.
Quando solamente un unico connettore è fissato sull’ala, esso deve essere
posizionato sulla mezzeria sia della trave e sia della gola della lamiera grecata e
garantire un valore minimo di bo di 60 mm (figura 38).
Tuttavia, quando i profili hanno rinforzi tra le gole, gli X-HVB devono alternarsi l’uno
di fronte all’altro a destra e a sinistra (figura 39).
Figura 38: connettore a taglio centrato
sulla flangia
Soluzioni per strutture miste
Figura 39: Distanza minima tra HVB
pag 21
Il sistema Hilti X-HVB
Quando sono posizionati più di un X-HVB paralleli alla flangia, la distanza minima
tra i connettori dovrebbe essere di almeno 50 mm (figura 40).
Se non è possibile mantenere le distanze indicate, si raccomanda di separare la
lamiera grecata dalla flangia della trave in modo tale da poter posizionare i
connettori X-HVB. La lamiera grecata viene poi fissata alla flangia della trave con
idonei dispositivi di fissaggio Hilti (figura 40).
Figura 40: minima distanza tra i
connettori X-HVB
Quando le travi principali non hanno la stessa altezza delle travi secondarie, è
sempre necessario separare la lamiera grecata.
La lamiera grecata deve essere direttamente fissata alla flangia della trave con
idonei fissaggi Hilti. Gli X-HVB possono essere posizionati tra i chiodi o
direttamente sulla trave (figura 41).
5.4 Soletta in calcestruzzo con lamiera grecata- gole
trasversali alla trave
Il connettore a taglio può essere posizionato in direzione parallela o trasversale alla
trave.
Figura 41: Dettagli della trave primarie
e secondaria
Figura 42: X-HVB perpendicolari alla trave
Figura 43: X-HVB paralleli alla trave
pag 22
Soluzioni per strutture miste
Il sistema Hilti X-HVB
5.4.1. Un connettore X-HVB per gola
Quando gli X-HVB sono posizionati perpendicolarmente rispetto alla trave (figura 42
e figura 44), il connettore dovrebbe preferibilmente essere collocato al centro della
gola, come indicato in figura 44.
Figura 45: Un X-HVB per gola, parallelo
alla trave
Figura 44: Un X-HVB per gola, perpendicolare alla trave
Quando gli X-HVB sono posizionati paralleli rispetto alla trave, gli X-HVB
dovrebbero essere collocati al di sopra della rete (il gambo deve fuoriuscire
nettamente) e i gambi dell’ancoraggio dovrebbero essere fissati in posizione
centrata rispetto alla gola (figura 45).
Se la lamiera grecata presenta dei rinforzi e il connettore è perpendicolare alla trave
(figura 46), esso dovrebbe essere posizionato vicino alla dentellatura. Quando l’X-HVB
è parallelo alla trave, il gambo del fissaggio deve stare di fronte (figura 47).
Figura 46: lamiera con dentellature,
X-HVB perpendicolari alla trave
Figura 47: lamiera con dentellature,
X-HVB parallelo alla trave
5.4.2. Due X-HVB per gola
I connettori a taglio devono essere allineati nel centro della gola della lamiera con i
gambi di ancoraggio posizionati frontalmente verso l’esterno (figura 48).
Figura 48: due connettori a taglio per gola
I connettori a taglio dovrebbero essere fissati in maniera simmetrica rispetto all’asse
centrale della trave (figura 48).
Soluzioni per strutture miste
pag 23
Il sistema Hilti X-HVB
For X-HVB positioning in decking with ribs transverse to the supporting beam
(typically secondary beams), two types of profiled decks can distinguished,
according to their bo /hp relation. The minimum distance between anchorage
5.4.3. Tre X-HVB per gola
legs, governed by this classification, is indicated in Table 11.
Per il posizionamento degli X-HVB sulla lamiera con gole in direzione trasversale
alla trave (generalmente travi secondarie), si possono distinguere due tipologie di
lamiere
grecate,placed
sulla base
rapporto
La minima
distanza
The X-HVBs
neardel
the
edges b_o/h_p.
of the beams
should
facetra
thei gambi
exterior,
dell’ancoraggio
è
indicata
nella
tabella
11.
and the shear connector in the middle should be aligned with the beam’s
web.
Gli X-HVB posizionati vicino ai bordi della trave devono avere la faccia rivolta verso
l’esterno; I connettori posti nel centro devono essere allineati rispetto alla trave.
bo
bo
Figura 49: minima distanza tra i gambi
di ancoraggio degli X-HVB
bo
a
hp
hp >1.8
a>50mm
hp <1.
a>100mm
Table 11: Minimum distance, between X-HVB anchorage legs
Tabella 11: minima distanza a tra i gambi di ancoraggio degli X-HVB
Si prega di contattare i tecnici Hilti nel caso in cui fossero necessari più di tre
connettori per gola.
5.5 Esempi di lamiere grecate presenti sul mercato
Sezione A-A
5.5.1 Holori b HR 51/150
Due X-HVB per gola
Figure 48: Minimum distance between X-HVB anchorage leg
Please contact your local Hilti representatives if more than three X-HVB per
rib are necessary.
5.5. Examples of commercial steel decks
5.5.1. Holorib HR 51/150
Sezione B-B
34
pag 24
Soluzioni per strutture miste
Il sistema Hilti X-HVB
Tre X-HVB per gola
A
Sezione A-A
50
B
z
50
0
x
x
A
y
y
z
B
Sezione B-B
50
z
50
0
y
y
z
Soluzioni per strutture miste
pag 25
Il sistema Hilti X-HVB
Sezione A-A
5.5.2 COFRASTRA 40
Un X-HVB per gola
Sezione B-B
pag 26
Soluzioni per strutture miste
Il sistema Hilti X-HVB
Due X-HVB per gola
Soluzioni per strutture miste
Sezione A-A
pag 27
Il sistema Hilti X-HVB
Sezione A-A
Tre X-HVB per gola
Sezione B-B
pag 28
Soluzioni per strutture miste
Il sistema Hilti X-HVB
5.5.3 COFRASTRA 70
Due X-HVB per gola
Sezione A-A
Schnitt A-A
100
A
B
z
0
y
x
y
x
z
A
B
Sezione B-B
Schnitt B-B
100
z
0
y
y
z
Soluzioni per strutture miste
pag 29
Il sistema Hilti X-HVB
Schnitt A-A
Sezione A-A
100
z
Tre X-HVB per gola
100
A
B
0
x
y
x
y
A
B
z
Sezione B-B
Schnitt B-B
100
z
100
0
y
y
z
pag 30
Soluzioni per strutture miste
Steel decking = HOLORIB 51 with geometry shown in Figure 49 and ribs are
transverse to beam.
Il sistema Hilti X-HVB
This profile is initially designed with holes and one welded shear stud per rib
which is to be substituted by calculated number of X-HVBs.
6. Esempio progettuale
Sostituzione dei pioli
saldati
con
X-HVB
Figure
49: Holorib
51 gli
geometry
Si consideri la lamiera grecata Holorib 51 che presenta la geometria indicata in figura
50 design
e con leresistance
gole in direzione
alla stud
trave.is the minimum value of:
The
of the trasversale
welded shear
Questo profilo è inizialmente
progettato
con fori
e prevede un piolo saldato per ogni
Figure
49: Holorib
51 geometry
2
2
d
4
4 X-HVB.
0
.8f
0.8·450·19
gola che viene sostituito da unu determinato numero di
Prd =
γV
=
1.25
=81.7kN
Figura 50: Geometria della lamiera
Holorib 51
La
resistenza
a progetto of
delthe
piolo
saldato
è il minimo
tra:
The
design resistance
welded
shear
stud isvalore
the minimum
value of:
And
2
4
02 .8fu d2 4 0.8·450·19
3
fck Ecm =0.29·1·192 25·31·10
0.29αd
Prd =
=81.7kN
Prd =
=73.7kN
=
γ
1.25
γV V
1.25
e
And
where
2
2
25·31·103 welded shear studs
0.29αd
0.29·1·19
hsc d >4, therefore
f(see
4.6 Substituting
ck Ecmsection
Prd =
=
=73.7kN
1.25
with X-HVB in design) γV
where
Dove
The reduction factor is given by:
h_
conseguenza α=1(see
(vedisection
punto 4.6 Sostituzione dei pioli saldati con i connettori
d >4,ditherefore
hscsc⁄d>4,
114 100 4.6 Substituting welded shear studs
0.7 b0 hsc 0.7
X-HVB k
nella
-1 =
-1 =1.5→1 (not larger than 1)
t = fase di progettazione)
with X-HVBnin
p hp
r hdesign)
1 51
51
Il coefficiente di riduzione k_t è dato da:
The reduction factor is given by:
kt =
0.7 b0 hsc0.7 b0 0.7
hsc114 100
0.7 114 100
di 1) than 1)
(not larger
kt = -1 =
-1 = -1 =1.5→1
-1 (minore
=1.5→1
51
51
h
h
nr p
hp
p nr hp 1
1 51 51
(not larger than 1)
Tuttavia, secondo la tabella 6.2 dell’ EC1994-1-1, il valore massimo di k_t è 0.75.
However, according to table 6.2 of EC1994-1-1, the maximum value for is
0.75.
kt =
0.7 b0 hsc
0.7 114 100
-1 =
-1 =1.5→1
hp hp P =0.75·73.7=55.3
nr Hence,
1 51 51 kN
Quindi
rd
(not larger than 1)
However, according to table 6.2 of EC1994-1-1, the maximum value for is
0.75.
Hence, Prd =0.75·73.7=55.3 kN
Soluzioni per strutture miste
pag 31
Assuming X-HVB 110 is being used,
Il sistema Hilti X-HVB
(o, view section 4. Design of Shear Connectors according to
EC4).
(o, view section 4. Design of Shear Connectors according to
EC4).
X-HVB
La resistenza a taglio degli X-HVB, considerando di utilizzare X-HVB 110 è:
Prd = 28 kN (vedi punto 4. Progettazione di connettori a taglio secondo EC4).
The reduction factor, t is given by:
•
is grib,
factor, tper
iven by:
AssumingThe
onereduction
shear connector
• diAssuming
shear
Il fattore
riduzione, one
kt è dato
da:connector per rib,
•The
considerando
un
connettore
a taglio
shear resistance of X-HVB
is: per gola,
0.7 b0 hsc
0.7 114 110
-1 =
-1 =1.81→1
Assuming
110
being
used,
nr hp hp
b0 X-HVB
h51
110
0.7
0.7is114
1 51
sc
-1 =
-1 =1.81→1
kt =
nr hp hp
1 51 51
Prd =28 kN
kt =
kN (o, view section 4. Design of Shear Connectors according to
P
rd =28
EC4).
Comparing between
the Prd of welded stud and X-HVB, it is clear that more
confrontando between
il valore Prdthe
delPpiolo
e stud
dell’X-HVB,
è chiaroitche
in questo
ofsaldato
welded
and kX-HVB,
is clear
thatcaso
more
than one X-HVB Comparing
is required in this case,
werd have
to re-calculate
t with nr=2
è richiesto più di un connettore X-HVB, dobbiamo quindi ricalcolare kt con nr=2
than
one X-HVB
is required
in this
by: case, we have to re-calculate kt with nr=2
The
reduction
factor,
t is given
(nr=2 for 2 or more
X-HVB
per rib)
(n
r=2 per 2 o più connettori per gola).
(nr=2• forAssuming
2 or moreone
X-HVB
perconnector
rib)
shear
per rib,
•
• due o tre connettori per gola
Two or three shear connectors per rib,
• bTwo
shear
per rib,
114 connectors
110
0.7
0.7
scor three
00 hsc
=1.81→1
-1 =
-1 =1.28=1
51
51
nrr hpp hpp
1 b0 hsc
0.7
0.7 114 110
2
-1 =
-1 =1.28=1
kt =
h
h
nr p
2 51 51
p
Prd =28 kN
Hence,
kktt=
case.
Sor=2
two
necessary
(n
for X-HVBs
2 or moreare
X-HVB
per rib)to replace one welded stud per rib in this
quindi,
PHence,
rd = 28 kN
Prd =28 kN
IlPnumero
di X-HVB necessario per sostituire un piolo saldato è = 55.3 / 28 = 1.975 =2.
=28 kN
thea P
rd of welded
rd
Number of X-HVBComparing
required
tobetween
substitute
welded
stud = stud
55.3 and
/ 28 X-HVB,
= 1.975 it=2is clear that more
Quindi in questo caso sono necessari due X-HVB per rimpiazzare un piolo saldato
Number
ofX-HVB
X-HVB
welded
than
one
requiredto
insubstitute
this
case,astud
we
have
to re-calculate
with nr=2
=2
So two X-HVBsper
areogni
necessary
toisrequired
replace
one
welded
per stud
rib
in= 55.3
this / 28 k=t 1.975
gola.
In
molti casi, i pioli saldati sono stati inizialmente sovradimensionati, e la semplice
case.
sostituzione per garantire la stessa resistenza può promuovere un uso o una
• studs
Two inefficienti.
orhave
threebeen
shearoverdesigned
connectors per
rib, and simple
In many cases, progettazione
welded
initially,
In many
have
been
and simple
114overdesigned
110
0.7 bstuds
0.7
replacement to ensure
thecases,
same welded
resistance
promote
inefficient
use initially,
or
0 hmay
sc
-1 =
-1 =1.28=1
kt =
nr hthe
replacement to ensure
same
resistance
may promote inefficient use or
2 51 51
p h
p
design.
6.1 Supporto Hilti
design.
Hence,
kN un servizio di supporto tecnico eccellente.
Prd =28
Hilti
fornisce
6.1. Hilti Support
In
caso di of
necessità
riguardo
contattare
servizio
Number
X-HVB
requiredprogettazione
to substitutee ainstallazione,
welded stud
= 55.3 / il28
= 1.975 =2
6.1.
Hilti
Support
Hilti provides excellent
support and services. Please contact your
tecnicoengineering
Hilti.
So two X-HVBs are necessary to replace one welded stud per rib in this
Hilti provides
excellent
engineering
support
services.
contact your
local Hilti representatives
for any
queries
on the design
and and
installation
of Please
Xcase.
local Hilti representatives for any queries on the design and installation of XHVBs.
HVBs.
In many cases, welded studs have been overdesigned initially, and simple
replacement to ensure the same resistance may promote inefficient use or
design.
6.1. Hilti Support
42
Hilti provides excellent engineering support and services. Please contact your
local Hilti representatives for any queries on the design and installation of XHVBs.
42
pag 32
Soluzioni per strutture miste
Il sistema Hilti X-HVB
considerations
7. Considerazioni particolari
7.1. Resistenza al fuoco
ance
pendent characteristic
shear la
resistance
X-HVB shear
In caso di incendio
resistenza of
caratteristica
a taglio degli X-HVB in una soletta in
è influenzata
dalla temperatura
e può essere determinata dalla
lid slab, incalcestruzzo
the fire situation,
should
be determined
seguente espressione:
wing expression:
Pfi,d =
kuθ PRk
γM,fi
dove,
Rk è la resistenza caratteristica a taglio degli X-HVB, come da manuale tecnico del
stic shear Presistance
of X-HVB, as provided in DFTM
fissaggio diretto (sezione 4.5);
γM,fi è il coefficiente parziale di sicurezza per la resistenza a taglio, in caso
ety factor for
shear resistance,
for the fire situation.
The
d’incendio.
Il valore raccomandato
per γM,fi è 1;
ku,θ è il coefficiente di riduzione per il carico di snervamento degli X-HVB, dato da:
for γM,fi is 1.
X-HVB
temperature,
θa given by:
actor for the yield
strength
of X-HVB,
X-HVB20
kuθ,HVB
temperature,
θa
100
kuθ,HVB
1.00
1.00
20
200
1.00
1.00
100
300
1.00
0.77
200
300
400
400
500
1.00
0.77
0.42
0.42
0.24
500
600
0.24
0.12
600
>700
0.12
0
>700
0
Tabella
coefficiente
di riduzione
il carico di snervamento degli X-HVB nelle
n factor for the
yield12:
strength
of X-HVB
in DIBtper
Z-26.4-46
norme DIBt Z-26.4-46
utilizza
la lamiera
resistenza
decking isQuando
used, si
the
resistance
of grecata,
X-HVBlashould
be degli X-HVB dovrebbe essere
moltiplicato ulteriormente per i coefficienti di riduzione dipendenti dall’orientamento
he reduction
factors which are dependent on decking rib
delle gole della lamiera, come illustrato al punto 4. Design of Shear Connectors
nt in 4. Design
of Shear
Connectors according to EC4.
according
to EC4.
L’E4-1-2 dichiara che la temperatura dei connettori a taglio durante un incendio
dovrebbe
essereconnectors
l’80% della during
temperatura
che risulta in corrispondenza della parte
he temperature
of shear
fire situation
superiore della trave.
mperature at the top steel beam.
In fase di progettazione antincendio, la resistenza caratteristica a taglio dei
X-HVB è paragonata
sforzo di of
taglio
re situation,connettori
the total characteristic
shearallo
resistance
X- longitudinale della trave
sottoposta alla sollecitazione d’incendio.
to the longitudinal shear force of the beam with fire
Soluzioni per strutture miste
pag 33
Il sistema Hilti X-HVB
7.2. Interventi di recupero edilizio
All’Università dell’Esercito Tedesco di Monaco, le prove di push-out sugli X-HVB
sono state eseguite per determinare la capacità di carico dei connettori sulle
vecchie travi formate da profili saldati tra loro allo scopo di emanare una specifica
certificazione. Il principale risultato è stato che i dati relativi al carico standard
pubblicati all'interno del manuale tecnico del fissaggio diretto per queste vecchie
travi, sono validi e possono essere utilizzati per la progettazione.
Le norme francesi Socotec PX 0091/8 indicano precisamente l’uso dei connettori
Hilti X-HVB nei progetti di recupero edilizio. Per maggiori dettagli, si prega di far
riferimento alle certificazioni.
7.3 Controllo dell’inflessione/freccia
Se il connettore a taglio è richiesto solo per il controllo della freccia, non c’è un
valore minimo del grado di connessione. Tuttavia, si applicano le spaziature minime
ammissibili del connettore e la trave in acciaio deve avere capacità sufficiente per
portare il peso proprio e tutti i carichi imposti.
pag 34
Soluzioni per strutture miste
Il sistema Hilti X-HVB
8. Referenze di progetto
Paese: Portogallo
Città: Lisbona
Nome del progetto: Torre da Agência Europeia da Segurança Marítima no Cais do Sodré
Costruttore: Teixeira Duarte / Somague
Anno:2007
Motivo per il quale il connettore X-HVB è utilizzato (valida creazione di valore per il
progetto):
È stato adottato un sistema di travi principali e travi secondarie:
• su travi secondarie miste, sono stati installati in cantiere connettori a taglio;
• su travi principali, i connettori a taglio sono stati installati in officinal/cantiere e non
sono state eseguite saldature in situ.
Figura 51: Utilizzo deoi connettori X-HVB in Portogallo
Soluzioni per strutture miste
pag 35
Il sistema Hilti X-HVB
9. Riferimenti
9.1. Certificazioni
Francia:
• SOCOTEC (2012): Cahier des charges des connecteurs en construction neuve.
No. PX 0091/7. December 2012.
• SOCOTEC (2012): Cahier des charges d’utilisation en réhabilitation des
connecteurs X-HVB, No. PX 0091/8. Dicembre 2012.
Germania:
• Deutsches Institute für Bautechnik (2013): Zulassungsbescheid Z-26.4-46: Hilti
Schenkeldübel X-HVB als Verbudmittel. Ottobre 2013.
Repubblica Ceca:
• Technical and Test Institute for Construction Prague (2011). Spřahovací prvky
HILTI pro spřahování ocelobetonvých konstrukcí ve stavebnictví. č.070-041312.
Romania:
• Ministerul Dezvoltării Regionale şi Administraţiei Publice Consiliul Tehnic
Permanent Pentru Contrucţii (2013): Procedeu pentru fixarea conectorilor Hilti
X-HVB pentru realizarea de elemente strucutrale mixte pentru construcţii. AT 01601/281-2013.
9.2. DFTM
Il manuale di tecnologia del fissaggio diretto Hilti è inteso come una guida
sull’utilizzo e sulle corrette soluzioni di fissaggio diretto per ogni specifica
applicazione. Il DFTM fornisce tutti i dati necessari per il corretto utilizzo dei prodotti
di fissaggio diretto Hilti, nonché i fondamentali principi e le tecniche che incidono
sul fissaggio diretto.
Figura 52: Manuale di tecnologia del
fissaggio diretto Hilti
pag 36
Soluzioni per strutture miste
Il sistema Hilti X-HVB
10. Letteratura e pubblicazioni Hilti
Neuer Verbunddübel für Konstruktionen mit Stahl/Beton-Verbund, M. Crisinel,
D. Clenin, Schweizer Baublatt 77, 9/85 (C4: VI.2.4.4)
Zur Bemessung von Schenkeldübeln, eines neuen Dübels für Verbundkonstruktionen
im Hochbau, F. Tschemmernegg, Bauingenieur 60 (1985) (C4: VI.2.4.5)
The Behaviour and Strength of Steel to Concrete Connection using HVB Shear
Connectors (EC4-Design), J.C. Badoux, EPF Lausanne, ICOM 617-4, 2/1984
(C4: VI.2.2.8)
Partial-Interaction Analysis of Composite Beams with Profiled Sheeting and
Non-welded Shear Connectors, M. Crisinel, EPF Lausanne,
Journal of Constructional Steel Research 15 (1990) 65 – 98 (C4: VI.2.4.11)
Composite beams with profiled-steel sheeting and non-welded shear connectors,
D.A.B. Thomas, D.C. O´Leary, Steel Construction Today 1988, 2, 117 - 121
Testing of Continuous Span Composite Slabs with Hibond 55 Profiled Sheeting
(HVB 95), B.J. Daniels, M. Crisinel, D.O´Leary, ICOM 229 (C4: VI.2.1.11)
Partial connection of steel and concrete composite beams with HVB shear
connectors, K. Peleska, Department of Steel Structures, CVUT Praha,
Proceedings of Eurosteel 99 Conference
Powder-actuated fasteners and fastening screws in steel construction, H. Beck,
M. Siemers, M. Reuter. Stahlbau-Kalender. Ernst & Sohn (2011).
Soluzioni per strutture miste
pag 37
Il sistema Hilti X-HVB
pag 38
Soluzioni per strutture miste
Il sistema Hilti X-HVB
Soluzioni per strutture miste
pag 39
Hilti. Passione. Performance.
Hilti Italia S.p.A. I P.zza Montanelli, 20 I 20099 Sesto San Giovanni (MI) I www.hilti.it
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