Saber tudo sobre fixações para betão e alvenarias

O material do suporte

Os diferentes materiais : ocos ou maciços

A escolha do sistema de fixação é determinada pela natureza e pela estrutura do material que será o suporte da ancoragem.

Materiais ocos Perpianho oco Tijolo oco Placa de gesso Ladrilho de gresso
Materiais maciços Betão + betão armado Perpianho maciço Pedra natural Tijolo maciço

Betão fissurado ou betão não fissurado?

A caraterística do betão é uma boa resistência à compressão, em contrapartida a resistência à tração é fraca. O aparecimento de fissuras na zona de tensão é previsível a partir do momento em que as construções em betão são submetidas a uma carga. Neste caso, é conveniente utilizar as cavilhas testadas para o betão fissurado.

Especificações de acordo com o suporte de ancoragem Estado do betão
Fissurado Não fissurado
Elemento fletido em betão armado (lajes, vigas e madres) x  
Elemento fletido em betão pré-esforçado (lajes, vigas e madres)   x
Parede exterior de edifício em betão não armado x  
Parede exterior de edifício em betão armado   x
Parede interna de edifício   x
Poste de rebite ou de canto x  
Poste interior   x
Pavimento em betão pouco ou não armado x  
Pavimento radiante em betão armado x  
Longarina em betão pouco ou não armado x  
Zona de chaveta de uma construção realizada à base de elementos pré-fabricados x  
Extremidade de elemento fletido (rebordo de varanda)   x

A peça a fixar

Natureza

Um amplo leque de materiais é utilizado e pode intervir na escolha da fixação e vice-versa, de modo a previr o risco de eletrólise.

  • Aço eletrogalvanizado,
  • Aço galvanizado a quente,
  • Alumínio,
  • Fonte,
  • Inox,
  • Madeira...

A posição no suporte

Quando referimos a posição da peça a fixar no suporte, temos, também, de ter em consideração a posição da cavilha, uma vez que é a fixação que irá solicitar o material.

Dimensionamento

A espessura da peça a fixar (tfix), o número de furos e o diâmetro do furo de passagem da cavilha na peça a fixar (df) são, igualmente, essenciais na escolha da fixação.

  • tfix : É a parte variável da cavilha onde a peça a fixar é posicionada,
  • Scr,N : É a distância a respeitar entre cavilhas,
  • df : Estes diâmetros devem ser respeitados de modo a garantir os valores das cargas recomendadas.

A espessura mínima do suporte (hmin) só é válida quando não é observada qualquer fissura causara pela perfuração na parte traseira do betão.

Elementos con influência sobre resistência

  • Dist ância no bordo da laje : A cavilha é colocada junto aos bordos das lajes, falta uma zona de betão para suportar a carga máxima,
  • Distância caraterística : As cavilhas são colocadas com um entre-eixo suficiente. Os dois cones de restrição não solicitam a mesma superfície do betão, o que significa que a carga aplicada na laje maciça pode ser exercida,
  • Entre-eixo de cavilha : As cavilhas são colocadas uma junto à outra, os dois cones de restrição solicitam a mesma
    superfície do betão, o que significa que a carga aplicada em cada cavilha é reduzida,
  • Distância mínima : As distâncias Scr e Ccr não podem ser aplicadas. As cavilhas são colocadas com valores limite denominados Smin e Cmin.

A carga

  • forces fixation

As forças que afetam uma fixação

A direção do esforço é definido pelo ângulo formado pelo eixo da cavilha e a direção do esforço aplicado.
N : Carga de tração aN está compreendido entre 0° e 30°.
F : Carga oblíqua aF está compreendido entre 30° e 60°.
V : Carga de cisalhamento aV está compreendido entre 60° e 90°.

Especificações sobre as cargas aplicadas

  • Cargas aplicadas : As cargas publicadas são calculadas a partir de valores caraterísticos fornecidos pela ETA, sobre as quais se aplicam coeficientes, parciais de segurança decorrentes da ETAG 001, bem como um coeficiente parcial das ações γf = 1,4.
  • Cargas aplicadas em tração : As cargas aplicadas em tração são calculadas para o betão não armado e para o betão armado padrão, cujos ferros têm um espaçamento de S<15 cm ou de S<10 cm, caso o diâmetro seja igual ou inferior a 10 mm.
  • Cargas aplicadas em cisalhamento : As cargas aplicadas em cisalhamento são indicadas para uma ancoragem única em laje maciça: para as cargas de cisalhamento aplicadas junto ao bordo da laje;para as cargas de cisalhamento aplicadas junto ao bordo (C<10 hef ou 60d). A rutura no bordo da laje deve ser verificada em conformidade com o método A no anexo C da ETAG 001.

Modos de rutura de uma cavilha

Em tração

  • Rutura de aço : este modo de rutura corresponde a uma rutura da cavilha causada pela colocação sob uma carga excessiva,
  • Rutura por arrancamento : este modo de rutura corresponde a uma extração da cavilha por deslizamento causada por um diâmetro excessivo ou pela má qualidade do betão,
  • Rutura por fissuração do betão : este modo de rutura corresponde a uma rutura do betão causada por um espaçador de laje insuficiente ou por uma profundidade de ancoragem demasiado grande,
  • Rutura por cone do betão : este modo de rutura corresponde a uma rutura do cone do betão causada pela própria resistência do betão ou por uma profundidade de ancoragem insuficiente.

Em cisalhamento

  • Rutura de aço : este modo de ruptura corresponde a uma ruptura da cavilha causada pela colocação sob uma carga excessiva,
  • Rutura do betão no bordo da laje : este modo de rutura corresponde a uma rutura do betão causada por um espaço insuficiente entre o bordo da laje e a cavilha,
  • Rutura do betão por efeito de alavanca : este modo de rutura corresponde a uma rutura do cone do betão causada pela própria resistência do betão ou por uma profundidade de ancoragem insuficiente.

As condicionantes externas

A regulamentação europeia

Para tornar o mercado único uma realidade para todos os produtos de construção, nasceu um regulamento, o "regulamento 305/2011 da UE”. Esta diretiva contém 6 exigências :

  1. Resistência mecânica e estabilidade,
  2. Proteção contra incêndios,
  3. Higiene, saúde e proteção ambiental,
  4. Utilização e acessibilidade seguras,
  5. Proteção contra o ruído,
  6. Poupança de energia e proteção térmica,
  7. Utilização sustentável dos recursos naturais.

O betão e respetivas opções

As opções irão depender da zona do betão onde a ancoragem será colocada :

Opção
n.º
Fissurado e não
fissurado
Não fissurado
apenas
C20/25
apenas
C20/25
até C50/60
Valor único
de Frk
Frk em função da
direção
Distância no bordo Ccr Distância entre-eixos caract. Scr Distância mínima no bordo Cmin Distância mínima entre-eixos Smin Método de conceção
com cálculo
1 x     x   x x x x x A
2 x   x     x x x x x
3 x     x x     x x x B
4 x   x   x   x x x x
5 x     x x   x x     C
6 x   x   x   x x    
7   x   x   x x x x x A
8   x x     x x x x x
9   x   x x   x x x x B
10   x x   x   x x x x
11   x   x x   x x     C
12   x x   x   x x    

  • Quando menor for o número da opção, mais a ancoragem poderá ser utilizada em condições de emprego restritivas e maior será o desempenho,
  • A opção selecionada pelo fabricante é fundamental, porque determina, por um lado, o programa de ensaios e o método de cálculo e, por outro lado, o domínio de utilização da cavilha.

O clima e a estética

As nossas gamas de ancoragens beneficiam de diferentes tipos de acabamento :

  • Em função das condicionantes climáticas (inox, eletrogalvanizado,...),
  • Em função das condicionantes estéticas.

A proteção anticorrosão

Número de horas
de exposição ao
nevoeiro salino
200 h 400 h 800 h 1 600 h 5 000 h
Tipo de
revestimento
Aço
Zincado
5 a 7 μm
Aço
galvanizado
a quente
70 μm
Sherardização
35 μm
Aço Inox
A2
Aço Inox
A4

A corrosão dos metais testemunha a tendência destes em retornarem ao seu estado original de minerais sob a ação dos agentes atmosféricos.
A proteção contra a corrosão é, portanto, um dos elementos a ter em consideração na escolha da melhor fixação em função das agressões climáticas a que estará sujeita.

Os riscos sísmicos

A França tem uma nova delimitação de zonas sísmicas que dividem o território nacional em cinco zonas com graus de sismicidade crescentes em função da probabilidade de ocorrência de sismos:

  • Uma zona com um grau de sismicidade 1, onde não existem recomendações antissísmicas particulares para os edifícios com um risco normal (o risco sísmico associado a esta zona é qualificado como muito fraco),
  • Quatro zonas com graus de sismicidade de 2 a 5, onde são aplicáveis regras de construção antissísmica nos edifícios novos e aos edifícios antigos em determinadas condições.

A Simpson Strong-Tie testou e recomenda determinadas ancoragens em caso de utilização em zona sísmica: Ultraplus, Superplus (ancoragens mecânicas) e Set-XP (fixação química).

Para mais informações : http://www.developpement-durable.gouv.fr

A escolha da cavilha

Os tipos de cavilhas por cargas

Cargas pesadas : dizem respeito, essencialmente, a cavilhas metálicas e químicas para valores de serviço superiores a 1000 daN, 1000 kg ou 10 kN.

Cargas médias : dizem respeito, essencialmente, a cavilhas metálicas e químicas para valores de serviço inferiores ou iguais a 1000 daN, 1000 kg ou 10 kN.

Cargas leves : dizem respeito, essencialmente, a cavilhas plásticas ou de nylon paravalores de serviço inferiores ou iguais a 200 daN ou 200 kg.

Os tipos de comportamento de uma cavilha

A ancoragem mecânica, aquando da sua expansão ou da colocação em carga, exerce um esforço sobre uma zona do betão denominada "cone de restrição". Uma primeira compressão surge no momento do aperto e uma segunda no momento da colocação em carga.

  • Cavilhas de fixação por expansão com controlo por torção : a expansão realiza-se através da aplicação de um binário de aperto sobre o parafuso ou a porca. A intensidade da ancoragem é controlada no meio deste binário de aperto. Exemplo : Simpson WA, BOAX e BOAX-II,
  • Cavilhas com fixação no rebaixo : as cavilhas com fixação no rebaixo são ancoradas,
    essencialmente, através de uma cravação mecânica assegurada pelo corte de uma câmara no betão. Esta câmara está câmara é realizada : com a ajuda de uma broca especial após perfuração do furo cilíndrico e antes da colocação da cavilha ou com a ajuda da própria cavilha durante a respetiva colocação no furo cilíndrico. Exemplo : Simpson CA

A ancoragem química não necessita de expansão para se fixar, o cone de restrição só surge aquando da colocação em carga.

  • Cavilhas de fixação por aderência : as cavilhas de fixação por aderência são ancoradas no suporte através de colagem de elementos metálicos sobre a parede do furo. Esta colagem é realizada através de uma resina. Os esforços de tração são transmitidos através de limitações de aderência entre os elementos metálicos e a resina presente no furo feito. Exemplo : Simpson AT HP, POLY GP, XP e KLP.

As especificidades da ancoragem química

Sistema de dois componentes

A fixação química apresenta-se sob a forma de um cartucho com dois compartimentos: a resina e o endurecedor. O rácio da mistura é de 10 partes de resina para uma parte de endurecedor (POLY-GP™, AT-HP™) ou de uma parte de resina para uma parte de endurecedor (SET-XP™).

O produto é misturado através de uma boquilha misturadora instalada na extremidade do cartucho. A mistura de dois compostos provoca uma reação química rápida no caso do POLY-GP™ e do AT-HP™ e mais lenta no caso do SET-XP™ (aumento da temperatura é importante). Esta mistura comporta um endurecimento mais ou menos rápido (7 min a cerca de 20°C para o AT-HP™). Realiza-se, assim, uma ancoragem por colagem da haste ou do ferro ao betão sobre o material de suporte no qual o mesmo está implantado.

Vantagens técnicas

A fixação química não cria condicionantes de compressão no material de suporte. Por conseguinte, não há condicionantes no material de suporte, existe uma possibilidade de entre-eixos fracos entre cavilhas e podem proceder-se a fixações junto aos bordos da laje.

O desempenho técnico não é o único argumento da qualidade da fixação química.

  • Odor o POLY-GP™ e o AT-HP™ têm um odor fraco.
  • A cor é de um tom pedra para se misturar com o POLY-GP™ e um tom cinzento para betão com o AT-HP™.
  • A sua extrusão é fácil para maior conforto do aplicador e uma maior produtividade: POLY-GP™ et AT-HP™.
  • O tempo de secagem do POLY-GP™ é muito rápido.
  • As suas aprovações o AT-HP™ apresenta duas ATE para fixação e recuperação de betão armado.
  • A limpeza o AT-HP™ e o POLY GP™ não são inflamáveis.
  • O seu comportamento em ambiente específico o SET-XP™ é estável em todas as condições: calor extremo, humidade...

Exemplo aplicações

A fixação química é uma solução bastante polivalente, dado que a mesma resina pode ser usada em materiais ocos ou
maciços e em cargas pesadas ou leves:

  • Ancoragem (POLY-GP™, AT-HP™, SET-XP™) : trata-se de fixar as hastes roscadas num material de suporte para aplicar a fixação de um elemento,
  • Recuperação de betão armado (AT-HP™) : trata-se de fixar betão armado para criar uma continuidade na obra em betão armado.
Actividades Aplicações
PEDREIRO TERRAPLANAGEM TOSCOS • Recuperação de betão armado (AT-HP™)
• Fixação de placas (AT-HP™, SET-XP™)
• Tirantes de ancoragem, barreiras de segurança em obra (AT-HP™, SET-XP™)
CANALIZADOR TÉCNICO DE AQUECIMENTO • Fixação de balão de água quente, de caldeira, suportes de tubagens (POLY-GP™)
ELETRICISTA TÉCNICO DE AR CONDICIONADO • Fixações de iluminação, de consolas de climatização, suportes de condutas de cabos (POLY-GP™, AT-HP™)
ESTRADAS • Fixação de barreiras, de sistemas retardadores, de contactos desinalização (POLY-GP™, AT-HP™)
MARCENARIA METÁLICA SERRALHEIRO • Fixação de guias, de postes, de placas (POLY-GP™, AT-HP™, SET-XP™)
MARCENEIRO CARPINTEIRO • Fixação de gonzos de persianas, de suportes, de bases de colunas (POLY-GP™, AT-HP™, SET-XP™)


Para optar pela fixação correta e garantir uma correta aplicação deve avaliar quatro parâmetros.

  1 2 3 4
  O elemento a fixar O material de suporte O ambiente A normalização
  Leve Pesado Oco Maciço Quente Seco Frio Húmico Socotec oco ATE – fixação ATE – recuperação de ferros Dibt
POLY-GP™ x   x x x x x   x x    
AT-HP™ x x x x x x x x   x x  
SET-XP™   x   x x x   x   x    
KLP   x   x x x x         x