D S M A R C C C A A A T U R A I V B02 APPOGGI ELASTOFIP

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1 D S O O O P P P S I T I V I I A M A R C C C A A A T U R A APPOGGI ELASTOFIP APPOGGI ELASTOFIP B02

2 INTRODUZIONE PRODOTTO Gli Elastofip Fissi sono apparecchi di appoggio strutturali in elastomero armato, dotati superiormente ed inferiormente di ancoraggi di tipo meccanico. Sono costituiti da un nucleo in elastomero nel quale vengono inseriti uno o più lamierini in acciaio, uniti alla gomma mediante vulcanizzazione a caldo. La presenza dei lamierini determina un effetto di irrigidimento verticale (assiale) e contemporanea riduzione del rigonfiamento della gomma. La vulcanizzazione ha il duplice scopo di trasmettere le azioni tangenziali dalla gomma al lamierino e di garantire la protezione dell acciaio dalla corrosione. Gli appoggi Elastofip Fissi (EF) realizzano un tipo di vincolo intermedio tra gli apparecchi strettamente di tipo fisso e quelli di tipo mobile, consentendo deformazioni in qualunque direzione del piano orizzontale, ma nel contempo generando reazioni elastiche di intensità proporzionale alle deformazioni stesse. Fanno parte della stessa serie Elastofip, ma non sono qui trattati, gli appoggi di tipo mobile EM (Elastofip Multidirezionali) ed EU/EU* (Elastofip Unidirezionali longitudinali/trasversali), nei quali i movimenti richiesti sono ottenuti attraverso il mutuo scorrimento di superfici piane in contatto, una in acciaio inox, l altra in PTFE. MARCATURA CE La Normativa per le Costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008, ed in particolare il paragrafo 11.6 concernente gli apparecchi di appoggio, prevede l obbligatorietà della Marcatura CE per gli appoggi strutturali installati permanentemente in una costruzione, che implica dimensionamento e realizzazione seguendo i dettami della Norma UNI EN Le indicazioni del presente catalogo e le tabelle ivi contenute si riferiscono a questa precisa normativa (appoggi standard). FIP Industriale comunque progetta e costruisce appoggi fuori standard, sempre marcati CE, in base a sollecitazioni e/o dimensioni diverse da quelle tabulate, come pure appoggi dimensionati secondo altre diffuse normative vigenti, come per es. le statunitensi AASHTO o le inglesi British Standard. ISO Cert. N UNI EN ISO CLASSIFICAZIONE Gli appoggi Elastofip Fissi sono classificati tramite la sigla EF seguita da due gruppi di cifre che indicano rispettivamente: carico verticale in kn/10 (tonnellate) carico orizzontale in kn/10 (tonnellate). I carichi e le forze sono allo Stato Limite Ultimo (SLU). Esempio: EF Appoggio Elastofip Fisso da 6000 kn di carico verticale, che resiste ad un carico orizzontale di 300 kn. DESCRIZIONE Gli appoggi Elastofip Fissi sono costituiti da: un nucleo centrale in elastomero armato, comprendente nella parte superiore una piastra in acciaio che fa da supporto per un perno centrale d ancoraggio; una piastra d acciaio vulcanizzata inferiormente al nucleo, facente da supporto per due o più zanche d ancoraggio inferiori. 2

3 SISTEMI DI ANCORAGGIO Nel caso di strutture sottoposte a sollecitazione dinamica con possibili fluttuazioni estreme del carico, per esempio, ponti ferroviari e strutture antisismiche, l attrito non deve esercitare resistenza nei confronti delle forze orizzontali. (EN ) Ciò significa che solo in zona non sismica si può cercare di evitare l ancoraggio meccanico affidando al solo attrito l ancoraggio dell appoggio alla sovra o sotto-struttura, risultando sufficientemente basso il rapporto tra le forze orizzontali e i carichi verticali concomitanti. Le varie tipologie di ancoraggio meccanico superiore indicate di seguito rappresentano la gran parte dei casi che si presentano. SOVRASTRUTTURA IN Generalmente viene previsto superiormente un perno in posizione centrale che va ad inserirsi in un foro presente in una contropiastra saldata sotto la trave e spianata inferiormente. L appoggio avrà spessore costante perché le eventuali pendenze dell impalcato vengono riprese dalla contropiastra. SOVRASTRUTTURA A TRAVI IN C.A.P. L ancoraggio è sempre mediante un perno in posizione centrale, ma la contropiastra annegata nel getto è dotata di connettori a piolo e può essere fornita da FIP Industriale al prefabbricatore delle travi in c.a.p. Nel caso di pendenze longitudinali e/o trasversali dell intradosso impalcato, solitamente l elemento superiore dell appoggio viene lavorato a cuneo, affinché le superfici di scorrimento all interno dell appoggio risultino perfettamente orizzontali. SOVRASTRUTTURA IN C.A. L ancoraggio può avvenire attraverso zanche in acciaio annegate nel getto di c.a. oppure mediante una contropiastra simile a quella utilizzata per le travi in c.a.p.. La superficie superiore dell appoggio fa da cassero. Øpe tpe A ZANCHE Ø T IPO sp (mm) Ø Z (mm) L Z (mm) B x A A SPINA Htot PIASTRA INFERIORE PIASTRA INFERIORE ZANCA i Y x X Asse Trasversale Inferiormente l ancoraggio meccanico avviene tramite zanche d acciaio annegate nel calcestruzzo. Più raramente si prevedono contropiastre metalliche, nel qual caso saranno previste spine o viti di collegamento con le stesse. Porre particolare attenzione qualora sia la sovra che la sottostruttura siano d acciaio, contattando l ufficio tecnico di FIP Industriale che potrà consigliare l ancoraggio ottimale per il caso specifico. 3

4 COMPONENTI DELL APPOGGIO ELEMENTI perno di ancoraggio nucleo in elastomero armato spina di ancoraggio lamierino in acciaio piastra inferiore in acciaio zanca di ancoraggio Facendo riferimento allo sketch illustrativo, si suggerisce che nel caso di appoggio con due zanche d ancoraggio queste vengano posizionate sull asse trasversale dell appoggio, nel caso siano quattro andranno nei vertici, mentre nel caso di sei come da sketch. Se il numero di zanche risultasse superiore, si consiglia una disposizione comunque simmetrica rispetto agli assi. E sconsigliabile la disposizione di due o più appoggi accostati nella direzione longitudinale della trave. MATERIALI Gli appoggi in catalogo sono dimensionati secondo la norma europea UNI EN nella quale vengono classificati come appoggi di tipo C. L elastomero che costituisce il nucleo è in gomma naturale (NR) o gomma cloroprenica (CR), durezza 60±5 Sh/A. Al suo interno piastre di rinforzo in acciaio di categoria S275 o superiore, spessore minimo 2 mm. Le piastre di ancoraggio sono in acciaio di categoria S275 o superiore. ACCESSORI Ogni apparecchio d appoggio è fornito di un etichetta identificativa nella quale vengono riportate le principali informazioni sullo stesso. ANNO YEAR TIPO TYPE N COMMESSA ORDER NUMBER N SERIALE SERIAL NUMBER Selvazzano (PD) ITALY SISTEMA QUALITÀ ISO 9001 / EN 3834 CERTIFICATO ICIM N. 0057/ CARICO VERTICALE kn ULS VERTICAL LOAD kn ULS CARICO LATERALE kn ULS LATERAL LOAD kn ULS SCORRIMENTO TOTALE MAX DISPLACEMENT mm 4

5 INDICAZIONI Sebbene gli appoggi elastomerici siano progettati per tenere conto dei movimenti di taglio, non devono essere utilizzati per fornire resistenza permanente contro una forza di taglio esterna applicata costantemente. (EN ). Ciò significa, per esempio, che nelle classiche tipologie di ponti gli appoggi elastomerici devono essere messi in orizzontale nel piano, anche se l impalcato è in pendenza. PROTEZIONE ANTICORROSIONE La protezione alla corrosione segue le indicazioni di cui alla EN Salvo richieste particolari, la mano a finire degli appoggi è color grigio chiaro (RAL 7035). MOVIMENTAZIONE L appoggio viene consegnato assemblato. Per movimentare gli appoggi quando sono imballati, utilizzare pallets, imbragarli opportunamente e sollevarli mediante appositi mezzi meccanici (gru, carrelli elevatori). STOCCAGGIO Gli apparecchi d appoggio vengono consegnati assemblati e pronti per la posa in opera. Nel caso in cui non vengano subito installati, è responsabilità del Cliente provvedere al loro opportuno stoccaggio in modo da evitare danni meccanici ed effetti deleteri causati da polvere, sporcizia, umidità, calore, agenti inquinanti ed altro. POSA IN OPERA Gli apparecchi d appoggio vengono forniti completi di disegni e istruzioni per la posa in opera. L Ufficio Tecnico di FIP Industriale è comunque sempre a disposizione del Cliente e del Progettista per definire la procedura di posa più idonea in base al tipo di struttura e le fasi di costruzione dell opera. UK -- KINGSTON BRIDGE 5

6 CRITERI DI PROGETTO E DIMENSIONAMENTO SCHEDA DATI DIMENSIONAMENTO È uno strumento utile ai Progettisti per fornire, compilandola, tutti i dati necessari per il corretto dimensionamento di ogni appoggio o gruppo di appoggi. Per ricevere il file della scheda basterà farne richiesta, via mail, all Ufficio Tecnico di FIP Industriale (ufficiotecnico@fip-group.it). Di seguito riportiamo un facsimile per evidenziarne i contenuti. OPERA SIGLA APPOGGIO* POSIZIONE/I QUANTITA DATA CONDIZIONE DI CARICO F zd kn F zd min kn F kn α rad v ± mm SLU IMP P long % P trasv % CP sup Anc sup Anc inf ZS K o kn/mm * Da compilarsi da parte dell Ufficio Tecnico di FIP Industriale LEGENDA F zd F zd min F α max v IMP P long P trasv CP sup Anc sup Anc inf ZS K o forza assiale (carico verticale) massima forza assiale (carico verticale) concomitante con la forza orizzontale massima forza orizzontale massima rotazione totale massima deformazione massima non dovuta a forze orizzontali tipo travi d impalcato (A=acciaio, CA=c.a. gettato in opera, CAP=c.a.p. prefabbricato) pendenza longitudinale da riprendere con l appoggio (eventuale) pendenza trasversale da riprendere con l appoggio (eventuale) presenza contropiastra superiore (s/n): se sì e se è di fornitura FIP Industriale (F)? tipo di ancoraggio superiore (P=perno in contropiastra, R=incollaggio con resina) tipo di ancoraggio inferiore (Z=zanche, V=viti in contropiastra, S=spine in contropiastra, R=incollaggio con resina) zona sismica (il carico orizzontale massimo ULS è sismico) (s/n)? rigidezza a taglio (se richiesto un valore particolare) Alla base del dimensionamento degli appoggi standard riportati nelle tabelle del presente catalogo, sono state effettuate le seguenti ipotesi iniziali: Assenza di pendenze longitudinali e trasversali Coefficiente di attrito acciaio-calcestruzzo nullo Rotazione massima totale, intesa attorno all asse orizzontale trasversale (lato maggiore del nucleo) = 0.01 rad. Ancoraggio superiore perno (trave in c.a.p. o in acciaio) Ancoraggio inferiore zanche 6

7 COMPORTAMENTO DEGLI APPOGGI ELASTOMERICI Gli appoggi elastomerici consentono deformazioni in qualunque direzione del piano. Ad una forza orizzontale corrisponde uno spostamento, e viceversa ad ogni deformazione corrisponde una reazione elastica nell elastomero di verso opposto e di intensità proporzionale alle deformazioni stesse. Pertanto, imporre una deformazione u all appoggio equivale ad imporre una forza pari alla reazione elastica ad essa associata, ovvero Ko x u dove Ko è la rigidezza orizzontale dell appoggio. CONSULTAZIONE DELLE TABELLE Al fine di agevolare la definizione degli appoggi più idonei è possibile consultare le tabelle seguenti, nelle quali sono elencati gli appoggi Elastofip Fissi standard, con le loro caratteristiche tecniche e geometriche. Per poter coprire il maggior numero possibile di casistiche si distinguono due serie, la Normal e la High, che differiscono per la minore o maggiore forza orizzontale sopportata, a parità di carico verticale. Per offrire una casistica la più generale possibile, non essendo realistico prevedere dei livelli di deformazione standard, ogni spostamento imposto, sia esso di natura termica che di altra natura, è stato computato in termini di reazione elastica associata, che, sommata alla forza orizzontale di progetto, costituisce lo sforzo orizzontale effettivo a cui è sottoposta la gomma. Per una corretta consultazione delle tabelle, quindi, è necessario trasformare le deformazioni di progetto in termini di reazione elastica associata, e sommare quest ultima al carico orizzontale nella stessa direzione. Il valore ottenuto va considerato come forza orizzontale complessiva agente sul dispositivo. Nelle tabelle viene inoltre riportato lo spostamento (deformazione orizzontale) dell appoggio sottoposto alla massima forza orizzontale (totale). Questo valore risulta di particolare interesse nella valutazione del giunto di dilatazione da inserire sull impalcato. SCELTA DELL APPOGGIO Noti il carico verticale massimo allo SLU, la rotazione massima, gli spostamenti non dovuti a carichi orizzontali (di natura termica o di altra natura, come quelli dovuti a ritiro e fluage) e le forze orizzontali massime allo SLU, si ricerca in una delle due tabelle seguenti l appoggio più idoneo. Individuato un possibile appoggio, si estrapola la sua rigidezza orizzontale Ko e la si moltiplica per lo spostamento massimo di cui sopra. Si ottiene una forza orizzontale da aggiungersi a quella massima nella stessa direzione, per ottenere un valore globale che deve poter essere sopportato dall appoggio. Esempio: Fzd = 900 kn carico verticale massimo allo SLU Fx = 95 kn forza orizzontale massima longitudinale allo SLU v = 4 mm deformazione orizzontale non dovuta a forze orizzontali αmax 0.01 rad rotazione totale massima si sceglie la serie Normal o la serie High in funzione del rapporto tra carico orizzontale e verticale: fino al 5% la serie Normal, oltre la High. In questo caso si utilizza la serie High. si ipotizza l appoggio in funzione del carico verticale massimo: EF si legge la rigidezza orizzontale (Ko = 2,25 kn/mm) e conseguentemente si calcola la reazione elastica associata allo spostamento massimo richiesto: FEL = Ko v = 2,25 4 = 9 kn si calcola la resistenza orizzontale complessivamente richiesta al dispositivo e la si confronta con il carico orizzontale sopportato dall appoggio indicato a catalogo (Fxy = 100 kn): Fx tot = Fx + FEL = = 104 kn > Fxy l appoggio NON va bene. Guardando il successivo nella stessa tabella, l EF (con Ko = 3.22 kn/mm), si ottiene: Fx tot = Fx + FEL = ,22 4 = ,88 kn = 107,88 kn < Fxy = 130 kn l appoggio è verificato. Lo spostamento corrispondente ad Fx tot è veq = Fx tot / Ko = 107,88 / 3,22 = 33,5 mm. FIP Industriale progetta e costruisce su richiesta appoggi fuori standard sempre marcati CE. Inoltre, qualora le superfici superiore ed inferiore non fossero parallele, cioè la trave in c.a.p. avesse una qualsiasi pendenza, longitudinale e/o trasversale, questa può essere ripresa sagomando a forma di cuneo la piastra superiore dell appoggio. Anche in questo caso l appoggio non potrà considerarsi standard. 7

8 TABELLA EF NORMAL EF EF CARICO VERTICALE NOMINALE NORMAL NORMAL NORMAL SIGLA EF MASSIMA CARICO VERTICALE FORZA ORIZZONTALE NOMINALE DEFORMAZIONE MASSIMA FORZA ORIZZONTALE EQUIVALENTE A Fxy RIGIDEZZA DEFORMAZIONE EQUIVALENTE ORIZZONTALE A Fxy RIGIDEZZA RIGIDEZZA ORIZZONTALE VERTICALE NUMERO STRATI IN ELASTOMERO RIGIDEZZA VERTICALE SPESSORE STRATI IN NUMERO ELASTOMERO STRATI IN ELASTOMERO F zd F zd xy vf eq xy vk eqo K o K v nk v t i n SIGLA kn kn mm kn kn/mm kn/mm kn/mm n mm n EF 25-2 EF ,7 20,7 0,96 0, EF 50-3 EF , ,7 1,61 1, EF 75-4 EF , ,8 2,25 2, EF EF , ,4 2,57 2, EF EF , ,4 3,43 3, EF EF , ,7 3,86 3, EF EF , ,9 4,82 4, EF EF , ,7 4,82 4, EF EF , ,7 5,06 5, EF EF , ,1 5,63 5, EF EF , ,6 4,43 4, EF EF , ,1 3,94 3, EF EF , ,2 4,33 4, EF EF , ,1 4,73 4, EF EF , ,3 5,63 5, EF EF , ,1 5,12 5, EF EF , ,2 7,88 7, EF EF , ,8 8,40 8, EF EF , ,0 8,00 8, EF EF , ,3 8,50 8, EF EF , ,1 8,04 8, EF EF , ,8 8,57 8, EF EF , ,7 9,11 9, EF EF , ,5 9,64 9, EF EF , ,4 9,90 9, EF EF , ,1 9,56 9, EF EF , ,4 10,13 10, EF EF , ,6 9,33 9, EF EF , ,0 10,00 10, EF EF , ,9 8,47 8, EF EF , ,7 10,80 10, EF EF , ,6 10,80 10, EF EF , ,1 9,53 9, EF EF , ,9 8,61 8, EF EF , ,2 9,56 9,

9 SPESSORE LAMIERINI IN NUMERO LAMIERINI IN DIMENSIONI SPESSORE LAMIERINI NUCLEO IN IN ELASTOMERO ARMATO DIMENSIONI NUCLEO IN ELASTOMERO ARMATO DIMENSIONI IN PIANTA PIASTRA INFERIORE IN DIMENSIONI IN PIANTA PIASTRA INFERIORE IN DIAMETRO PERNO SPORGENZA PERNO INTERASSE ZANCHE INFERIORI TRASVERSALE ZANCHE ALTEZZA TOTALE APPOGGIO INTERASSE PESO APPOGGIO ALTEZZA INCLUSI ANCORAGGI TOTALE APPOGGIO t s t s a tx s b a x b X x Y X x FY pe h p F pe h p i H tot i WH tot W mm n mm mm mm mm mm mm mm n mm tipo n mmtipo mm mm kgmm kg DIAMETRO PERNO x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ZANCHE SPORGENZA INFERIORI PERNO n zan n zan TRASVERSALE ZANCHE PESO APPOGGIO INCLUSI ANCORAGGI 9

10 TABELLA EF HIGH EF EF HIGH HIGH SIGLA EF HIGH CARICO VERTICALE NOMINALE MASSIMA CARICO VERTICALE FORZA ORIZZONTALE NOMINALE DEFORMAZIONE MASSIMA FORZA ORIZZONTALE EQUIVALENTE A Fxy RIGIDEZZA DEFORMAZIONE EQUIVALENTE ORIZZONTALE A Fxy RIGIDEZZA RIGIDEZZA ORIZZONTALE VERTICALE NUMERO STRATI IN ELASTOMERO RIGIDEZZA VERTICALE SPESSORE STRATI IN NUMERO ELASTOMERO STRATI IN ELASTOMERO F zd F zd xy vf eq xy vk eqo K o K v nk v t i n SIGLA kn kn mm kn kn/mm kn/mm kn/mm n mm n EF 25-3 EF , ,3 1,48 1, EF 50-5 EF , ,8 2,40 2, EF 75-8 EF , ,6 2,25 2, EF EF , ,4 2,25 2, EF EF , ,4 3,22 3, EF EF , ,9 3,58 3, EF EF , ,9 3,94 3, EF EF , ,9 4,27 4, EF EF , ,7 4,92 4, EF EF , ,6 5,25 5, EF EF , ,8 6,40 6, EF EF , ,1 6,80 6, EF EF , ,9 6,75 6, EF EF , ,0 7,15 7, EF EF , ,6 7,08 7, EF EF , ,3 7,50 7, EF EF , ,0 7,89 7, EF EF , ,0 6,58 6, EF EF , ,2 6,95 6, EF EF , ,2 6,30 6, EF EF , ,3 6,62 6, EF EF , ,7 6,50 6, EF EF , ,0 6,00 6, EF EF , ,3 5,79 5, EF EF , ,5 5,68 5, EF EF , ,9 5,74 5, EF EF , ,9 5,40 5, EF EF , ,9 5,13 5, EF EF , ,5 5,45 5, EF EF , ,1 5,73 5, EF EF , ,7 6,00 6, EF EF , ,5 6,47 6, EF EF , ,9 6,48 6, EF EF , ,1 7,69 7, EF EF , ,0 7,71 7,

11 SPESSORE LAMIERINI IN NUMERO LAMIERINI IN DIMENSIONI SPESSORE LAMIERINI NUCLEO IN IN ELASTOMERO ARMATO DIMENSIONI NUCLEO IN ELASTOMERO ARMATO DIMENSIONI IN PIANTA PIASTRA INFERIORE IN DIMENSIONI IN PIANTA PIASTRA INFERIORE IN DIAMETRO PERNO SPORGENZA PERNO INTERASSE ZANCHE INFERIORI TRASVERSALE ZANCHE ALTEZZA TOTALE APPOGGIO INTERASSE PESO APPOGGIO ALTEZZA INCLUSI ANCORAGGI TOTALE APPOGGIO t s t s a tx s b a x b X x Y X x FY pe h p F pe h p i H tot i WH tot W mm n mm mm mm mm mm mm mm n mm tipo n mmtipo mm mm kgmm kg DIAMETRO PERNO x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ZANCHE SPORGENZA INFERIORI PERNO n zan n zan TRASVERSALE ZANCHE PESO APPOGGIO INCLUSI ANCORAGGI 11

12 SETT 2014 APPARECCHI D APPOGGIO DISPOSITIVI ANTISISMICI GIUNTI DI DILATAZIONE PRODOTTI PER GALLERIE BARRIERE ANTIRUMORE SISTEMI ANTIVIBRANTI fipindustriale.it