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Formación Técnica

Cálculo de anclajes a posteriori

Programa

1. Teoría de Anclajes y normativa

2. Profis Anchor 2.3.5

3. Cálculo de Ejemplos

4. Varios

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1. Teoría Anclajes y Normativa

■ Formas de trabajo.

■ Factores que influyen en el cálculo.

■ Normativa

■ Introducción Anclajes.

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Un anclaje es aquel objeto que permite la transmisión de esfuerzos de un elemento constructivo, colocado a posteriori, a uno ya existente.

Definición de Anclaje

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Clasificación de sistemas de fijación

Elementos

embebidos

Por su denominación

Fricción/Rozamiento: HSL-3/HST

Anclaje químico

Anclajes

Elementos

a posteriori

Adherencia/Engranamiento: HVZ/HIT-RE 500

Excavado/Forma: HDA/HIT-HY 70

Anclaje mecánico

Por su forma de trabajo

Por sus características específicas

Clasificación de sistemas de anclaje

•Elementos embebidos •Anclajes mecánicos

•Anclaje por

excavado •Anclaje

expansivo

•Anclajes químicos

Transferencia de carga por

compresión directa en el

contacto en la parte baja

del taladro

Transferencia de carga

por rozamiento producido

por fuerzas de expansión

Transferencia de carga

por adhesión en la

longitud completa del

anclaje

•Anclajes

Se coloca el

anclaje y

posteriormente se

hormigona.

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Clasificación de sistemas de fijación

Elementos

embebidos

Por su denominación

Fricción/Rozamiento: HSL-3/HST

Anclaje químico

Anclajes

Elementos

a posteriori

Adherencia/Engranamiento: HVZ/HIT-RE 500

Excavado/Forma: HDA/HIT-HY 70

Anclaje mecánico

Por su forma de trabajo

Por sus características específicas

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Fricción / Rozamiento

La carga de tracción ,N, se transfiere

al material base por rozamiento, R.

Para ello se precisa de la fuerza de

expansión a través del par de apriete

Formas de Trabajo Principales

HST

Ejemplos:

HSL-3 HPS HRD

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N

R RNR NR

Zona comprimida

Máxima tensión de tracción

Diagrama de Fuerza HSL-3 Distribución de Tensión Bajo Carga

Esquema de Expansión HSL-3

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N

R

R La carga, N, está en

equilibrio con las fuerzas de

reacción, R, que actúan

sobre el material base.

La propia forma del anclaje

permite la soportación de las

cargas.

Socavado / Forma

Formas de Trabajo Principales

HDA HUD HIT HY-70

Ejemplos:

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Diagrama de Fuerzas HDA Distribución de Tensión Bajo Carga

N

D D

Zona comprimida

Máxima tensión de tracción

Esquema de expansión HDA

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La transmisión de cargas se

produce a lo largo de toda la

varilla gracias a la adherencia

acero/resina y la

resina/pared

Adherencia

Formas de Trabajo Principales

HVZ HIT RE 500 + Rebar HVU+HAS

Ejemplos:

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HIT-RE 500 tensile load Ntensile load N

engranamiento

-- adherencia

Esquema de Fuerzas Resina Adherente Distribución de Tensión

Esquema de comportamiento HIT-RE 500

Por Rozamiento

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Por Adherencia

Por Socavado

Comparación de la Distribución de Tensiones

Presión sobre

material base.

Superficie de

transmisión de

cargas

Influencia

distancia

bordes/separación

anclajes

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Teoría Anclajes y Normativa

• Introducción Anclajes.

• Formas de trabajo.

• Factores que influyen en el cálculo.

1. Material base.

2. Distancias a borde y entre anclajes.

3. Profundidad de empotramiento.

4. Otros.

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1. Material Base

-Según naturaleza:

- Hormigón

- Obra de fábrica y cerámicos

- Roca

- Tabique seco/falso techo

- Prefabricados

-Según su estado: hueco-macizo

- Según las caracterísiticas del propio

material: fck, pétreo

- Según el espesor…

•Hormigón no fisurado:

•Aquella zona del elemento

constructivo que no se ve afectado

por tracciones. Pilares, muros,

zapatas,…

Hormigón

•Hormigón fisurado:

•Aquella zona del elemento

constructivo que se ve afectado

por tracciones. Cara inferior de

viga o losa

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2. Distancia a borde y entre anclajes (1) TRACCION

R R

Z Z Z

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2 Distancia a borde y entre anclajes (2) CORTANTE

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3. Profundidad de Empotramiento

R R

Z

R R

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4. Otros

Espesor de la placa de anclaje

Anclajes

- Rigidez suficiente para reparto

uniforme de cargas en anclajes

Corrosión

- Acero galvanizado en frío

- Acero galvanizado en caliente

- Inoxidable A2; A4; HCR

Resistencia al fuego - Ensayos de anclaje para protección

pasiva contra incendio

Otros - Resistencia a la radiación, taladros

húmedos, facilidad de colocación,…..

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Teoría Anclajes y Normativa

■ Formas de trabajo.

■ Factores que influyen en el cálculo.

■ Introducción Anclajes.

■ Normativa

1. Resumen Normativa

2. Método de Cálculo

www.hilti.es 23

1. Resumen Normativa

Normativa Tipo de Anclaje Características Más información

Europa

EOTA

ETAG 001.Anexo C Anclajes Mecánicos Cálculo elástico/Cargas Estáticas www.eota.be

TR 029 Anclajes Químicos Cálculo elástico/Cargas Estáticas www.eota.be

ETAG 020.Anexo C Anclajes Plásticos Cálculo elástico/Cargas Estáticas www.eota.be

TR 023 Barras Corrugadas

colocadas a posteriori como

embebidas

Cálculo longitud anclaje según EC2 www.eota.be

CEN

CEN-TS 1992-4 Anclajes embebidos y a

posteriori (mecánicos y

químicos)

Cálculo elástico/plástico

Cargas Estáticas/Sismo

www.cen.eu

Otros métodos

Dibt Method (Alemania) Anclajes

mecánicos/químicos

Cargas Dinámicas www.dibt.de

Metodo Simplificado (Francia) Anclajes

mecánicos/químicos

Cargas Sísmicas www.cisma.fr

Metodo SOFA Hilti Anclajes

mecánicos/químicos

Criterio Ingenieril www.hilti.es

América

ACI 318-11 Appendix D (USA) Anclajes embebidos y a

posteriori

Cálculo elástico

Cargas Estáticas/Sismo

www.concrete.org

CSA A 23.3-04 Annex D (Canada) Anclajes embebidos y a

posteriori

Cálculo elástico

Cargas Estáticas/Sismo

www.csagroup.org

Otros métodos

Metodo SOFA Hilti Anclajes

mecánicos/químicos

Criterio Ingenieril www.hilti.es

•Tracción

•Acero •Hormigón

•Co

no

•Pu

ll-O

ut

•Sp

litt

ing

•Mínimo

•Cortante

•Acero •Hormigón

•Co

rtan

te

•Fle

xió

n

•Bo

rde

•Pry

-Ou

t

•Mínimo

•Datos de

Partida

•Carga

Combinada

2. Método de cálculo

ETAG 001-TR 029-CEN/TS-ACI 318-11

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Modos de fallo a considerar

Tracción:

Cortante:

•Sd Rd

•Valor de diseño de

carga aplicada

•Valor de diseño de

la resistencia

Comprobación de Diseño.

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Resistencia a Carga Combinada

Evaluar las “utilizaciones” máximas cortante y a tracción:

iRd

iSd

NN

Nmáx

,

,

iRd

iSd

VV

Vmáx

,

,

2.1

1

1

VN

V

N

1

1

1

VN

V

N

Criterio 1 Criterio 2

2. PROFIS Anchor 2.3.5

Diseño de anclajes en “un click”

•Región y Método de

cálculo

•Nuevo proyecto

•Abre un proyecto

reciente

•Abre una plantilla

previamente definida

Inicio

Menús

•Elección del

anclajes

activo y

filtros de

anclajes

•Gráficos 3D para

la introducción

de geometría y

cargas

•Mensajes y

avisos

•Ventana de

resultados: muestra

el resultado para el

anclaje activo

•Botón izq. ratón: Mover

•Botón dcho. ratón: Rotar

•Opciones generales. Seleción de idioma, configuración y unidades

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Menú Material Base

• Material Base: Seleccionamos tipo de hormigón y si este está fisurado/no fisurado

• Bordes: Introducimos los posibles bordes cercanos a la placa de anclaje

• Temperatura: Utilizad sólo en casos extremos

• Condiciones de Instalación: Taladro percusión/diamante/Limpieza automática

Hormigón seco/ húmedo/ saturado/ sumergido

• Armado: escoger configuración por defecto, sólo si conocemos bien el armado en la zona de

anclaje

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Menú Placa de Anclaje

• Geometría de Placa: Para definir la forma de la placa y poder girarla respecto ejes de

referencia.

• Espesor Placa: Importante para que se produzca un reparto homogéneo de esfuerzos en los

anclajes. Por defecto 12 mm. Ver Optimización “Calcular Espesor”

• Fijación a distancia: Utilizad cuando la placa está separada del hormigón.

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Menú Configuración Anclajes

• Tipología de distribución de anclajes: Admite desde 1 a 9 anclajes. Permite seleccionar

taladro rasgado en placa.

• Relleno de taladros: Se utiliza para aplicar Método Hilti SOFA. Todos los anclajes recogen

cortante al no existir gap entre anclaje y taladro en placa.

• Definir configuración: Permite añadir o borrar anclajes en una selección ya realizada.

Modificar la posición de los anclajes, etc. Ej. Verificación a posteriori de cargas.

• Proyección Asimétrica: Permite desplazar los anclajes respecto al eje de simetría de la

placa

• Giro: Permite girar la placa en su plano

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Menú Perfiles

• Perfil: Permite seleccionar cualquier perfil metálico estandar.

• Tamaño de perfil: Para definir perfiles personalizados.

• Excentricidad: Permite modificar la posición de los ejes principales del perfil respecto a los

ejes principales de la placa. Notar que los esfuerzos se aplican en el centro del perfil.

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Menú Cargas

• Cargas: Utilizar cuando se introduzcan cargas dinámicas. Nuestra recomendación es

trabajar siempre con cargas de diseño.

• Análisis dinámico: Datos necesarios cuando se utiliza el método dinámico.

• Fuego: Se introducen los parámetros para cálculo a fuego.

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Menú Cálculo

• Cálculo: Permite realizar el cálculo de la solución con los condicionantes de material base,

carga y geometría introducidos en menús anteriores.

• Resultados: Permite activar o desactivar diferentes categoría de salida de datos en la

pantalla central.

•Mostrar anclajes válidos: Activado sólo salen los anclajes válidos

•Visualizar anclajes validos de métrica más pequeña: Solo aparece el anclaje válido más

pequeño de cada familia.

• Comprobaciones de detalles geométricos: Se muestra si las características geométricas

de la solución placa+anclaje son válidas.

• Ver detalles de utilización: Muestra el % de utilización del anclaje en tracción, cortante y

combinada.

• Espesor de la fijación: Discrimina los anclajes por el espesor de la placa de anclaje.

• Diámetro de taladro (en placa): Discrimina los anclajes por el diámetro del taladro en la

placa.

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Menú Cálculo

•Fondo verde: Todas las verificaciones OK.

•Fondo blanco: Alguna verificación falla.

•Fondo naranja: Anclaje activo (seleccionado).

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Menú Solución

• Optimización: Permite optimizar la solución al problema definido en términos de geometría

de la placa y posición de anclajes. Permite también calcular el espesor de la placa para que

se produzca un reparto uniforme de las cargas.

• Ajustes de Geometría: Permite optimizar geométricamente la solución en cada uno de sus

apartados: distancia a borde, tamaño placa, posición de la placa, espesor del material base y

distancia entre anclajes.

• Informe: Se genera un informe de cálculo en pdf que se puede enviar directamente por

correo electrónico en cualquier idioma.

• Información técnica: Es posible tener acceso a la homologación del anclaje seleccionado

o consultar más información en la web de Hilti (www.hilti.es).

• Especificación de anclaje:

•Biblioteca BIM/CAD. Acceso a la biblioteca de detalles gráficos BIM o Cad de nuestro

productos para incluir el anclaje en sus planos.

• Mostrar Especificación: Texto para incluir en su PPT o cuadro de precios.

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Menú Solución

Informe

Hilti HIT-V varilla roscada con HIT-HY 200-A

resina de inyección con 60 mm de

empotramiento, M8, Sendzimir, instalado

mediante Taladro a percusión, según ETA

11/0493

Especificación

Detalle CAD 3D

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Menú Vista

• Rotación: Permite girar la vista general de la placa en el eje elegido.

• Zoom de la vista 3D de la pantalla principal

• Hojas: Se activa la ventana de filtro de anclajes, panel de resultados y vista “D de la placa

en la pantalla principal.

• Designaciones del modelo: Permite activar o desactivar elementos de la vista 3D:

Geometría material base, de la placa, de los anclajes; cargas; nº de los anclajes

Hilti PROFIS AutoUpdate

• PROFIS AutoUpdate (AU) activo como servicio en su PC

• AU comprueba un servidor de actualizaciones y notifica al usuario tan pronto como encuentra una actualización.

• Consulta de las caracter´sticas técnicas de la actualización.

Ejemplo 1

•Viga metálica simplemente apoyada en pilar de hormigón (IPE 200)

•Cortante a transmitir Vd = 1.4 x 85 = 119 kN ( V=85 kN)

•Pilar de hormigón HA-25 400x400

• Calcular el anclaje químico de menor métrica y menor empotramiento, según

ETAG, válido con informe de cálculo.

Solución Ejemplo 1

Ejemplo 2

•Pilar metálico empotrado en losa (HEB 300)

•Cortante a transmitir Vd = 70 kN

•Momento flector Md = 35 kN.m

•Losa h = 500 mm, HA 25

•Calcular con anclaje metálico de menor métrica y más corto, según ACI, con

informe de cálculo

Solución Ejemplo 2