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DIFERENCIAS ENTRE LOS MÉTODOS DE DISEÑO PARA CONEXIONES DE ANCLAJES Y CORRUGADOS INSTALADOS A POSTERIORI

Publicado por Beatriz Ortegahace alrededor de 3 años

Descubre las diferencias entre el diseño de conexiones acero-hormigón y hormigón - hormigón

Diseño de anclajes,conexiones estructurales,conexiones de hormigón

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Desde mediados de la década de 1970, los anclajes químicos se han utilizado mucho en la construcción. Hoy en día, la mayoría de los proyectos requieren la ejecución de conexiones hormigón-hormigón o de acero-hormigón, que a menudo se diseñan con resinas de inyección instalados a posteriori. Estas soluciones pueden especificarse durante la fase de diseño o bien ser requeridas durante la fase de ejecución por ejemplo para corregir errores de instalación.

 

Aunque algunas resinas pueden ser adecuadas para ambas aplicaciones, otras no, y esto es especialmente cierto para las conexiones de hormigón-hormigón que utilizan corrugados instalados a posteriori.

Por ejemplo, los sistemas que pueden ser apropiados para aplicaciones de anclaje (es decir, conexiones acero-hormigón con placas de anclaje que combinan varillas de anclaje con resina) no necesariamente cumplirán los requisitos para las conexiones con barras corrugadas (es decir, conexiones de hormigón nuevo-hormigón existente que utilizan barras corrugadas instaladas a posteriori con resina), que normalmente requieren un empotramiento más profundo en comparación con el necesario para fijar una placa de acero.

 

Además, el marco normativo que cubre las conexiones con anclajes y con barras corrugadas se basa en distintos principios teóricos, métodos de diseño y procesos de cualificación: el simple cálculo de la profundidad de empotramiento de las barras corrugadas como anclaje podría no estar en consonancia con el código utilizado en el diseño del hormigón (por ejemplo, no se aceptan los modos de fallo frágil). A continuación lo explicamos brevemente.

 

Diferencia 1: Principios teóricos

En cuanto a las definiciones, la teoría de anclajes abarca tanto los puntos de anclaje individuales como grupos de anclajes en placas de acero, mientras que la teoría de hormigón (barras corrugadas) se considera para las conexiones de elementos de hormigón con barras embebidas o mediante barras instaladas a posteriori con resinas.

Aplicaciones diferentes, reglas diferentes: La teoría de anclajes es para las conexiones acero-hormigón,

mientras que la teoría de hormigón se aplica a conexiones hormigón - hormigón

 

Según la teoría de anclajes, la carga de un elemento de acero (ya sea una viga o un pilar) se transfiere a la estructura de hormigón, a través de una placa de anclaje que se fija al hormigón mediante anclajes. Los elementos de acero de la fijación (varillas roscadas en el caso de los anclajes químicos) transfieren la carga al elemento de hormigón existente mediante una carga de tracción o de cortante, o una combinación de ambas. Aprovechar la resistencia a la tracción del hormigón es esencial para que la fijación resista la carga. Esto significa que el fallo por cono de hormigón se debe verificar en el diseño, a menos que existan requisitos especiales derivados del método de diseño adoptado; un ejemplo de esto son las condiciones sísmicas, donde el requisito de ductilidad podría ser esencial. 


 

En la teoría de anclajes se debe verificar el fallo por cono de hormigón

 

Sin embargo, según la teoría de hormigón, la carga se transfiere al hormigón de la misma manera que con una barra corrugada embebida. Por lo tanto, las barras instaladas a posteriori según la teoría de hormigón no están diseñados para resistir la carga de cortante directa. Las cargas se definen a través de un modelo de bielas y tirantes, que presupone que el corrugado solo resiste las cargas de tracción para garantizar el equilibrio del modelo. La superficie de contacto de la conexión debe ser suficientemente rugosa para garantizar que la carga de cortante se transfiera por fricción.


En la teoría de hormigón, las conexiones se diseñan mediante el modelo de bielas y tirantes

 

En el caso de una conexión de un solape, la carga se transfiere a través de un mecanismo local de bielas y tirantes de la misma manera que las barras embebidas, a través del empalme de barras corrugadas sin contacto. 


El mecanismo local bielas y tirantes

en un solape de barras corrugadas sin contacto

 

El modo de fallo del cono de hormigón se evita mediante bielas de compresión globales o locales; por lo tanto, las normativas de diseño del código internacional del hormigón armado no consideran la capacidad de tracción del hormigón y esperan que los corrugados resistan todas las fuerzas de tracción.

 

Diferencia 2: Procedimiento de cualificación

Tanto si diseñamos una conexión acero-hormigón como una conexión hormigón-hormigón post instalada, en ambos casos debemos considerar sistemas homologados (es decir, que dispongan de un documento ETA con diseño basado en el Eurocódigo). Tanto las teorías de diseño de anclajes como las de diseño de hormigón se apoyan en diferentes procedimientos de cualificación en función de las condiciones de aplicación contempladas en la homologación (por ejemplo: carga estática, sísmica, fuego…).

 

Por ejemplo, cuando se trata de evaluar una resina de inyección para su uso en conexiones de elementos de hormigón instaladas a posteriori, la estrategia adoptada por la mayoría de las normas internacionales se centra en comparar el comportamiento del sistema instalado a posteriori con el esperado en las conexiones embebidas. En este caso, es importante la combinación adecuada entre las características de adherencia y rigidez de los sistemas. Sin embargo, los códigos no aplican esta filosofía en los procesos de cualificación de las aplicaciones de anclaje.

 

Diferencia 3: El enfoque de diseño

Cuando se diseña un grupo de anclajes instalados a posteriori para conexiones acero-hormigón, se calcula la resistencia de la configuración seleccionada y luego se compara con la carga de diseño, en un enfoque como el diseño estructural según los principios de los estados límite últimos. PROFIS Engineering es una valiosa ayuda para llevar a cabo tu diseño de acuerdo con las normativas de diseño de anclajes más extendidos, además de incluir métodos de diseño propios de Hilti que permiten una mayor flexibilidad y optimización del diseño, como el método SOFA .

 

En el caso de las conexiones hormigón-hormigón con barras instaladas a posteriori, el resultado del diseño para conexiones simplemente apoyadas y conexiones con momento, es el cálculo de la longitud de anclaje. Para solapes, se calculará la longitud de solape. Estos diseños siguen reglas similares a las de las barras embebidas. Puedes usar el software Hilti PROFIS Rebar para realizar tus diseños de conexiones de elementos de hormigón según el Eurocódigo 2 y otras normativas reconocidas, así como la aplicación de métodos de diseño de Hilti que te permiten la optimización de los diseños.

 


Resumen de las principales diferencias entre la teoría de anclajes y la teoría de hormigón


Conclusiones

Es muy sencillo: adoptar el método de diseño correcto en tu diseño para el tipo de conexión correspondiente es la primera regla para modelar con precisión el comportamiento esperado.

 

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