Formación Técnica Cálculo de anclajes a posteriori
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Programa
1. 2. 3. 4.
Teoría de Anclajes y normativa Profis Anchor 2.3.5 Cálculo de Ejemplos Varios
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1. Teoría Anclajes y Normativa
■ Introducción Anclajes. ■ Formas de trabajo. ■ Factores que influyen en el cálculo.
■ Normativa
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Definición de Anclaje
Un anclaje es aquel objeto que permite la transmisión de esfuerzos de un elemento constructivo, colocado a posteriori, a uno ya existente.
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Anclajes
Clasificación de sistemas de fijación Elementos embebidos Anclaje químico
Por su denominación Anclaje mecánico
Elementos a posteriori
Fricción/Rozamiento: HSL-3/HST
Por su forma de trabajo
Excavado/Forma: HDA/HIT-HY 70
Adherencia/Engranamiento: HVZ/HIT-RE 500
Por sus características específicas www.hilti.es
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•Anclajes
Clasificación de sistemas de anclaje •Elementos embebidos
•Anclajes mecánicos
•Anclaje por excavado
Se coloca el anclaje y posteriormente se hormigona.
Transferencia de carga por compresión directa en el contacto en la parte baja del taladro
•Anclajes químicos
•Anclaje expansivo
Transferencia de carga por rozamiento producido por fuerzas de expansión
Transferencia de carga por adhesión en la longitud completa del anclaje
Anclajes
Clasificación de sistemas de fijación Elementos embebidos Anclaje químico
Por su denominación Anclaje mecánico
Elementos a posteriori
Fricción/Rozamiento: HSL-3/HST
Por su forma de trabajo
Excavado/Forma: HDA/HIT-HY 70
Adherencia/Engranamiento: HVZ/HIT-RE 500
Por sus características específicas www.hilti.es
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Formas de Trabajo Principales 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
Ejemplos:
HST www.hilti.es
HSL-3
HPS
HRD 8
Esquema de Expansión HSL-3 Diagrama de Fuerza
HSL-3
Distribución de Tensión Bajo Carga
N
NR R
R NR
Zona comprimida
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Máxima tensión de tracción
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Formas de Trabajo Principales Socavado / Forma
R N 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.
Ejemplos:
HDA www.hilti.es
HUD
HIT HY-70 10
Esquema de expansión HDA Diagrama de Fuerzas
HDA
Distribución de Tensión Bajo Carga
N D
D
Zona comprimida
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Máxima tensión de tracción
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Formas de Trabajo Principales Adherencia
La transmisión de cargas se produce a lo largo de toda la varilla gracias a la adherencia acero/resina y la resina/pared
Ejemplos:
HVZ www.hilti.es
HVU+HAS
HIT RE 500 + Rebar 12
Esquema de comportamiento HIT-RE 500 Esquema de Fuerzas
tensile load N
Resina Adherente
Distribución de Tensión
HIT-RE 500
-- adherencia
engranamiento
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Comparación de la Distribución de Tensiones
Por Adherencia
Superficie de transmisión de cargas
Presión sobre material base.
Influencia distancia bordes/separación anclajes
Por Rozamiento
Por Socavado
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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…
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Hormigón
•Hormigón fisurado:
•Hormigón no fisurado:
•Aquella zona del elemento
•Aquella zona del elemento
constructivo que se ve afectado
constructivo que no se ve afectado
por tracciones. Cara inferior de
por tracciones. Pilares, muros,
viga o losa
zapatas,…
2. Distancia a borde y entre anclajes (1) Z
R
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Z
TRACCION Z
R
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2 Distancia a borde y entre anclajes (2) CORTANTE
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3. Profundidad de Empotramiento
Z
R
R
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R
R
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Anclajes
4. Otros Espesor de la placa de anclaje
Corrosión
- Rigidez suficiente para reparto uniforme de cargas en anclajes - 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
■
Introducción Anclajes.
■ Formas de trabajo. ■ Factores que influyen en el cálculo. ■
Normativa 1. Resumen Normativa 2. Método de Cálculo
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1. Resumen Normativa Normativa Europa EOTA ETAG 001.Anexo C TR 029 ETAG 020.Anexo C TR 023
CEN CEN-TS 1992-4
Otros métodos Dibt Method (Alemania) Metodo Simplificado (Francia) Metodo SOFA Hilti
América ACI 318-11 Appendix D (USA) CSA A 23.3-04 Annex D (Canada) Otros métodos Metodo SOFA Hilti
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Tipo de Anclaje
Características
Más información
Anclajes Mecánicos Anclajes Químicos Anclajes Plásticos Barras Corrugadas colocadas a posteriori como embebidas
Cálculo elástico/Cargas Estáticas Cálculo elástico/Cargas Estáticas Cálculo elástico/Cargas Estáticas Cálculo longitud anclaje según EC2
www.eota.be www.eota.be www.eota.be www.eota.be
Anclajes embebidos y a posteriori (mecánicos y químicos)
Cálculo elástico/plástico Cargas Estáticas/Sismo
www.cen.eu
Anclajes mecánicos/químicos Anclajes mecánicos/químicos Anclajes mecánicos/químicos
Cargas Dinámicas
www.dibt.de
Cargas Sísmicas
www.cisma.fr
Criterio Ingenieril
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Anclajes embebidos y a posteriori Anclajes embebidos y a posteriori
Cálculo elástico Cargas Estáticas/Sismo Cálculo elástico Cargas Estáticas/Sismo
www.concrete.org
Anclajes mecánicos/químicos
Criterio Ingenieril
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www.csagroup.org
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2. Método de cálculo ETAG 001-TR 029-CEN/TS-ACI 318-11 •Datos de Partida
•Mínimo •Carga Combinada
•Pry-Out
•Cortante
•Mínimo
•Hormigón
•Borde
•Acero
•Splitting
•Pull-Out
•Hormigón
•Cono
•Acero
•Cortante
•Flexión
•Tracción
Modos de fallo a considerar
Tracción:
Cortante:
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Comprobación de Diseño.
•Sd Rd
•Valor de diseño de carga aplicada
•Valor de diseño de la resistencia
Resistencia a Carga Combinada Evaluar las “utilizaciones” máximas cortante y a tracción:
N Sd ,i N máx N Rd ,i
Criterio 1
N 1 V 1 N V 1.2
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V V máx Sd ,i V Rd ,i
Criterio 2
N 1 V 1
N V
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2. PROFIS Anchor 2.3.5
Diseño de anclajes en “un click”
Inicio
•Región y Método de cálculo
•Nuevo proyecto
•Abre una plantilla previamente definida
•Abre un proyecto reciente
•Opciones generales. Seleción de idioma, configuración y unidades
Menús
•Gráficos 3D para la introducción de geometría y cargas
•Elección del anclajes activo y filtros de anclajes
•Ventana de resultados: muestra el resultado para el anclaje activo
•Mensajes y avisos
•Botón izq. ratón:
Mover
•Botón dcho. ratón:
Rotar
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. www.hilti.es
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Menú Cálculo
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•Fondo verde:
Todas las verificaciones OK.
•Fondo blanco:
Alguna verificación falla.
•Fondo naranja:
Anclaje activo (seleccionado). 37
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. www.hilti.es
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Menú Solución Informe
Especificación 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 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
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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