Il connettore a secco Al-Fer è composto da un unico perno metallico ottenuto da una barra Ø 16 opportunamente lavorata con filettatura per legno nella parte da fissare sulla travatura.
Nella porzione corrispondente all’assito la barra rimane liscia, per ottenere il massimo diametro del connettore (ø16), mentre torna con lavorazione a testa esagonale dotata di scanalature nella parte da annegare nel calcestruzzo.

La parte inferiore, filettata a vite continua, è stata eseguita con la spirale esterna a diametro costante, mentre il verme centrale è conico con adattamento rovescio. In questo modo la punta infissa è maggiormente resistente all’aggancio in prossimità dell’asse neutro della trave in legno.

Idealmente si può schematizzare suddiviso in tre parti:

Mentre testa e filettatura sono sempre presenti, il corpo centrale può talvolta essere omesso. Nelle pagine seguenti si descrivono nello specifico gli elementi specificandone la funzione.

La testa del connettore a secco Al-fer srl ha in tutti i casi sezione esagonale di spessore 17 mm ed è di altezza e forma variabile a seconda dell’utilizzo. Per le strutture miste ove è previsto l’impiego di conglomerato cementizio è lunga minimo 40 mm ed è dotata di scanalature per migliorare l’aggancio del calcestruzzo.

Per strutture miste legno-cls e cls-cls, essa svolge una duplice funzione in relazione ai principali elementi di cui è costituita: la scanalatura e la battuta. La prima consente l’aggancio meccanico del calcestruzzo schematizzabile tramite un meccanismo resistente a cono con angolo di 45° verso il basso. La seconda invece comprime il connettore sul mezzo di fissaggio realizzando, grazie anche alla particolare filettatura, una sorta di effetto di pre-compressione.

La forma della testa non permette il sollevamento della soletta rispetto all’interfaccia, fenomeno denominato uplift.

Il corpo centrale è di sezione circolare di diametro costante pari a 16 mm. Ad esso compete il ruolo di assorbire gli sforzi maggiori di taglio e momento indotti dalle sollecitazioni esterne sul sistema misto. Si riportano nel seguito delle immagini tratte da uno studio del comportamento dei connettori a secco Al-fer srl per applicazioni legno-cls. In tale analisi è stato creato un modello agli elementi finiti in grado di cogliere verosimilmente l’andamento degli sforzi interni agenti sul connettore. Com’è intuitivamente logico attendersi all’interfaccia tra il corpo centrale, la testa e la filettatura si registrano i maggiori sforzi di taglio e momento, ecco dunque la necessità di disporre di un elemento intermedio con elevata rigidezza geometrica.

La filettatura è eseguita con la spirale esterna a diametro costante di 16 mm, mentre il verme centrale è conico con adattamento rovescio. In altre parole, l’anima centrale della filettatura presenta sezione circolare di diametro 11,5 mm in prossimità del corpo centrale del connettore e si allarga progressivamente sino ad arrivare ad un diametro di 12 mm in corrispondenza della punta. In tal modo la punta infissa è maggiormente resistente all’aggancio meccanico sia nel legno che nel calcestruzzo.

Questa particolare “conicità” della filettatura unitamente alla opportuna calibrazione del preforo conferiscono al connettore una non indifferente resistenza ad estrazione, occorrono infatti 2500 kg per poter estrarre un connettore standard in un legno di terza categoria (C18) infisso perpendicolarmente alla fibratura. Nel legno si esegue un preforo con punta di diametro 11,5 mm, in tal modo si ottiene una compressione delle fibre del legno lungo la circonferenza della sezione massima della filettatura, in punta, che risulta essere di 12 mm. Analogamente ad un “tappo a pressione”, la particolare filettatura conferisce al connettore un meccanismo di diffusione degli sforzi a cono, come mostrato nelle immagini sopra.

Durante la fase di avvitamento il legno viene compresso dapprima lungo la spirale esterna della filettatura e successivamente anche lungo la parte interna della stessa grazie alla maggiore sezione del gambo rispetto al preforo. Terminata l’infissione del connettore la battuta e la filettatura generano dunque una coazione, una sorta di “precompressione verticale” tra l’assito e la trave in legno. Una volta ottenuta la maturazione del getto e posto in esercizio il connettore tale forza verticale agirà come una forza d’attrito che ridurrà ulteriormente gli scorrimenti orizzontali a cui il connettore è chiamato a resistere.