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Anclajes
Índice 1)
Introducción a) Uso de los anclajes b) Elementos de de un un an anclaje
2)
Criterios de diseño a) Carg arga de ancl anclaj aje e y long ongitud itud libr libre e b) Sección de acero c) Longitud del bulbo
3)
Distr istriibuci ución de tens tensiiones ones en el bul bulbo a) Mediciones b) Interpretación
4)
Aspectos constructivos a) Protección b) Inyección c) Control
Anclajes 1) Introducción a) Uso de anclajes
Anclajes 1) Introducción b) Elementos de un anclaje
Variables de diseño: • • • •
carga de anclaje y longitud libre sección de acero longitud del bulbo diámetro de perforación
Anclajes 1) Introducción b) Elementos de un anclaje
Anclajes 2) Criterios de diseño a) Carga de anclaje y longitud libre Método de Kranz
l
Se eligen las longitudes l de las filas de anclajes Se define el mecanismo de rotura de la figura Se calculan las cargas en los anclajes A’ i que equilibran la cuña de terreno Si las cargas calculadas son superiores a las cargas límites de los anclajes (ver puntos b) y c)), se cambian las longitudes de los anclajes y se vuelven a calcular las cargas.
Anclajes 2) Criterios de diseño b) Sección de acero
Qγ l
=
0,9 f ys γ y
Aacero
A acero : sección de acero Q: carga del anclaje γl: coeficiente de seguridad como mayoración de la carga aplicada sobre el anclaje γy: coeficiente de seguridad como minoración de la resistencia del acero f ys: resistencia del acero (típicamente entre 800-1100 MPa para barras y entre 1800-2000 MPa para cables)
Q no suele superar, en servicio, el 60% del límite elástico de elemento de acero (f ys A acero )
Anclajes 2) Criterios de diseño c) Longitud del bulbo
Qγ l
=
τ γ t
Q
Al Al
Al: área lateral del bulbo Q: carga del anclaje τ: resistencia al corte unitaria en el contacto bulbo-terreno γl: coeficiente de seguridad como mayoración de la carga aplicada sobre el anclaje γt: coeficiente de seguridad como minoración de la resistencia al corte límite en el contacto bulbo-terreno
Provisionales
Nivel de riesgo creciente
Permanentes
Nivel de riesgo creciente
(según Norma Española de anclajes)
Anclajes 2) Criterios de diseño c) Longitud del bulbo Valores de Al: dependen de la presión de inyección En arena y arcilla conviene inyectar bajo presión, porque permite: • incrementar el diámetro nominal del bulbo por intrusión de la lechada en el terreno y/o deformación del terreno • incrementar las tensiones normales en el contacto bulbo-terreno y por consequente la resistencia al corte
(según Norma Francesa)
Anclajes 2) Criterios de diseño c) Longitud del bulbo Valores de la resistencia al corte unitaria en el contacto bulbo-terreno (τ): Se obtienen de ensayos de arrancamiento en condiciones reales o en el laboratorio
Valores orientativos de
τ
(pre-diseño)
(según Norma Española de anclajes)
Anclajes 2) Criterios de diseño c) Longitud del bulbo Valores orientativos de τ (pre-diseño) En roca : existen correlaciones con • Resistencia a la compresión simple: τ = 0,1 qU • Valor N del SPT • Valor de la presión límite del presiómetro pl En arena :
(según Ostermayer, 1971)
En arcilla :
(según Ostermayer & Scheele, 1977)
Anclajes 3) Distribución de tensiones en el anclaje a) Mediciones En roca
(según Benmokrane et al., 1995)
Anclajes 3) Distribución de tensiones en el anclaje a) Mediciones En arena
(según Ostermayer & Scheele, 1977)
En arcilla
(según Ludwig et al., 1985)
Anclajes 3) Distribución de tensiones en el anclaje a) Interpretación Degradación del contacto bulbo-terreno con el desplazamiento relativo u
(según Alonso et al., 1985)
Consecuencia: existe una longitud límite del bulbo. Para longitud mayores, no se aprecia un aumento en la carga de anclajes
Anclajes 4) Aspectos constructivos
¡Muy importantes!
a) Protección Los anclajes son susceptibles de romper a medio o largo plazo por fenómenos de corrosión, la mayor parte del tiempo por contacto del acero con el agua del terreno. Se distingue 2 grandes tipos de anclajes: • provisionales, sin protección contra la corrosión o con protección parcial, • permanentes. Anclajes permanentes Se deben proteger • cabeza y transición hacia zona de longitud libre • longitud libre y transición hacia zona de bulbo • zona de bulbo Anclajes provisionales Se puede prescindir de ciertos elementos de protección, sin embargo, en ciertos ámbitos agresivos (agua cloradas, etc.) la corrosión puede ser más rápida que el tiempo del servicio del anclaje provisional
Anclajes 4) Aspectos constructivos a) Protección Protección de la zona de bulbo • En la zona de bulbo, se pueden desarrollar fisuras transversales que conectan el acero con el agua del terreno • El acero se protege mediante la instalación en el bulbo de un tubo intermedio impermeable y corrugado (para transmitir los esfuerzos cortantes)
Protección de la zona de longitud libre • se protege cada cable mediante fundas plásticas engrasadas (para reducir al máximo el rozamiento) • Se protege además el conjunto de cables mediante un vaina • Se puede tambien inyectar la zona de longitud libre, una ves tensados los cables • La transición zon de longitud libre y zona inyectada debe ser estanca afin de permitir la inyección del bulbo
Anclajes 4) Aspectos constructivos a) Protección Protección de la cabeza
• Cámara llena de grasa donde llegan las fundas de los cables • Enlace entre la zona de longitud libre y la cabeza es un punto crítico. Se necesita un sellado que asegura la transición de la vaina de la longitud libre con la placa de reparto (trompetas de transición).
Anclajes 4) Aspectos constructivos b) Injección La lechada tiene un papel de protección y un papel resistente Verificar una buena intrusión en el terreno
c) Control Calidad del acero muy importante Prueba de carga fundamental Se realiza hasta el límite de utilización