Ocho cambios importantes que conocer en el Eurocódigo 2 Parte 4 (EN 1992-4)
Todos los proyectos de construcción tienen conexiones de acero con hormigón, ya sea una viga de acero a un muro de hormigón, un toldo en el exterior de un edificio o incluso fijación de barandillas.
En marzo de 2019, el Comité Europeo de Normalización (CEN) publicó oficialmente una nueva parte del Eurocódigo 2 que regula las conexiones de acero-hormigón relevantes para la seguridad (Eurocódigo 2 Parte 4: Proyecto de estructuras de hormigón. Parte 4: Diseño de fijaciones para uso en hormigón). Esta normativa de diseño ha sido publicada por casi todos los miembros acreditados del CEN y se traducirá a varios idiomas.
Con la normativa EN 1992-4 para fijaciones de hormigón, el marco normativo
para el diseño de conexiones de acero-hormigón se ha ampliado aún más.
Las fijaciones en hormigón se han incluido en el diseño estructural de hormigón en el Eurocódigo 2, ya que son una aplicación relevante para la seguridad que une estructuralmente los elementos de acero con los elementos de hormigón. Si no has prestado mucha atención al diseño de las fijaciones en hormigón en el pasado, o has dejado las decisiones de diseño de los anclajes en manos de un contratista, ahora puede ser el momento de tomarse más en serio el diseño de las fijaciones.
Hasta ahora, el diseño de los anclajes post instalados en hormigón se recogía en la guía ETAG 001 (directriz para la aprobación técnica europea de los anclajes metálicos). Es importante tener en cuenta que, aunque el concepto general de diseño sigue siendo el mismo, la normativa EN 1992-4 introduce algunos cambios técnicos importantes con respecto al cálculo de la resistencia de los anclajes.
Las diferentes características y parámetros de rendimiento de los anclajes, por su parte, debe seguir consultándose en el documento de la Evaluación Técnica Europea (ETA) del anclaje correspondiente.
Repasemos algunos de los cambios que recoge el Eurocódigo 2 parte 4 (EN 1992-4) con respecto a la ETAG 001.
Cambio 1: Alcance del diseño
La normativa EN 1992-4 señala explícitamente que el código cubre tanto las aplicaciones estructurales como las no estructurales si tiene implicaciones en la seguridad.
Además, en relación a la resistencia del hormigón, cubre un mayor rango con respecto a la ETAG 001 (desde C12/15 hasta C90/105).
También ofrece más opciones de distribución de los anclajes dentro de la placa.
Cambio 2: Cambio en la evaluación de la resistencia del hormigón de probetas cúbicas a cilíndricas
Las ecuaciones para determinar los modos de fallo relacionadas con el hormigón, como el fallo del cono de hormigón y el fallo de borde de hormigón, se determinaban en la ETAG 001 considerando la resistencia a la compresión de probetas de hormigón cúbicas.
Con la nueva normativa Europea, las formulaciones se ajustaron para reflejar la resistencia a la compresión de la probeta cilíndrica (150 mm x 300 mm) de manera que está en línea con el resto de Eurocódigos.
Cambio 3: Posibilidad de aumentar la resistencia al fallo del cono de hormigón cuando está sometido a un momento flector
Cuando los anclajes en hormigón están sometidos a un momento, un lado de la placa debe trabajar bajo tensión mientras que el otro trabajará bajo compresión. La normativa EN 1992-4 considera el efecto positivo de la fuerza de compresión que actúa sobre la superficie del hormigón, que puede aumentar la resistencia frente al modo de fallo por cono de hormigón en condiciones específicas. La ETAG 001 no tiene en cuenta este efecto.
La norma EN 1992-4 considera el efecto positivo de
la fuerza de compresión que actúa sobre el hormigón
Cambio 4: Comportamiento de fluencia de los anclajes químicos bajo cargas permanentes (sostenidas)
En la normativa EN 1992-4 se introduce un nuevo factor de carga sostenida para las resinas químicas ψsus que tiene en cuenta su posible comportamiento de fluencia cuando está sometido a cargas de tracción de manera continua o sostenida.
Este factor depende, en primer lugar, de la relación entre las cargas sostenidas y las cargas totales: conceptualmente, a partir de una determinada relación, cuanto mayor sea el porcentaje de carga sostenida (por ejemplo, la carga muerta) frente a la carga total, mayor será la reducción de la resistencia.
En segundo lugar, se tiene en cuenta el rendimiento del producto ψ0sus indicado en el documento ETA de cada anclaje. Si no se proporciona información adicional sobre este factor en el documento ETA, se considerará por defecto que es 0,6.
Por ejemplo, vamos a coger un producto cuyo ψ0sus es de 0,8 según su ETA. Esto significa que si la relación de carga sostenida es inferior al 80%, la resistencia no se reducirá debido a la fluencia, pero si la carga sostenida es del 90%, la resistencia de este modo de fallo se reducirá en un 10% (ψsus = 0,9). El gráfico siguiente ilustra diferentes escenarios potenciales.
Se puede considerar un factor sostenido
en el diseño de soluciones de anclaje químico en la norma EN 1992-4.
Cambio 5: Más flexibilidad para omitir la verificación del fallo de fisuración
Aunque el método de cálculo no cambia, en Eurocódigo 2 recoge un rango mayor de casos en los que puede omitirse la verificación de este modo de fallo. Para poder omitir esta verificación, el grosor del elemento requerido se reduce de 2 hef (según la ETAG 001) a hmin (según la EN 1992-4).
Cambio 6: Ajuste de la fórmula de fallo por borde de hormigón
Existen diferentes cambios de formulación detallados en la normativa EN 1992-4 en comparación con la ETAG en lo que respecta a la verificación de la resistencia al modo de fallo por borde, como la longitud efectiva para el fallo de borde, el factor de influencia del armado existente y el factor de influencia de la dirección de la acción externa. Todos estos cambios pueden dar lugar a la posibilidad de reducir la resistencia, pero las circunstancias en las que pueden producirse estos cambios son poco frecuentes.
Otro aspecto a tener en cuenta es que el método de cálculo no recoge el efecto palanca en el borde del hormigón. Esto significa que deben considerar factores de seguridad adicionales al calcular el fallo por borde en esta condición.
El efecto palanca en el borde del hormigón no está cubierto por la normativa EN 1992-4
Cambio 7: Fallo del acero en las conexiones con mortero sometidas a cargas de cortante
La resistencia del acero se reduce en gran medida cuando hay una placa con mortero sometida a cortante con respecto al diseño anterior recogido en la ETAG. Sin embargo, la consideración de la ETAG era extremadamente conservadora incluso en el diseño de hormigón no fisurado. La normativa EN 1992-4 proporciona una solución alternativa que tiene en cuenta el efecto positivo de la inyección de mortero bajo la placa de anclajes.
Sin embargo, este método alternativo solo se aplica cuando:
1) Hay al menos dos anclajes en la placa
2) No hay tensiones que actúen sobre la placa base
3) Se considera que el hormigón no está fisurado
4) El grosor del mortero no supera los 40 mm o más de cinco veces el diámetro del anclaje
5) La resistencia a la compresión del mortero es superior a 30 MPa
6) Hay una superficie de hormigón rugosa debajo de la placa.
La normativa EN 1992-4 considera el efecto del mortero
en la transferencia de la carga de cortante para aplicaciones con placa con mortero bajo ciertas condiciones.
Cambio 8: Verificación separada del acero y el hormigón para el fallo combinado de tensión y cortante
Cuando se calcula la resistencia al fallo combinado de tracción y cortante según la ETAG 001, solo se tiene en cuenta la peor combinación de cargas de tensión y cortante, sin considerar que una combinación puede deberse al fallo del acero y la otra al fallo del hormigón. Este enfoque es muy conservador, ya que la ETAG combina dos tipos de fallo diferentes.
La normativa EN 1992-4 especifica que los modos de fallo del acero y del hormigón deben considerarse por separado, por lo que puede ofrecer valores de utilización más elevados que la ETAG, especialmente en condiciones sísmicas.
A diferencia de la ETAG 001, la EN 1992-4 trata por separado
los modos de fallo del acero y del hormigón.
Todas nuestras homologaciones se han actualizado de acuerdo con los nuevos Documentos de Evaluación Europeos (EAD)
¡Sabemos que son muchos cambios! Pero puedes adoptarlos de manera muy rápida y fácil gracias a nuestro Software de diseño PROFIS Engineering, actualizado para el diseño con esta nueva normativa
¿Quieres más información sobre PROFIS Engineering? Visita nuestra web: https://hilti.to/profisengineeringsuite
El método de cálculo de anclajes basado en la norma EN 1992-4 está integrado en PROFIS Engineering.
¿Te gustaría aprender más sobre este tema?
Visualiza nuestra Formación Online sobre la nueva Normativa EN 1992-4 donde además te enseñaremos cómo realizar cálculos de manera rápida y fiable con el software PROFIS Engineering
Sin comentarios todavía
¡Sé el primero en comentar sobre este artículo!