Anclajes

José Bellido de Luna, Ingeniero Civil.

Gerente General BDL.

Longitud de anclajes

Definición:

Se entiende por longitud de anclaje, la longitud mínima que deben tener las barras de acero para lograr transmitir las tensiones a las cuales será sometida, sea a ella misma o a una barra contigua.

El concepto de la longitud de anclaje de las barras y los alambres solicitados a tracción se basa en la tensión de adherencia promedio que se logra en la longitud embebida de las barras o alambres.

Este concepto exige que las armaduras tengan longitudes mínimas especificadas o que se prolonguen las distancias mínimas especificadas más allá de las secciones en las cuales la armadura está solicitada a las tensiones máximas.

En los elementos solicitados a flexión estas tensiones máximas generalmente ocurren en las secciones donde las tensión es máxima y en aquellas donde la armadura adyacente termina o cambia de dirección.

• La longitud de anclaje ld (mm) depende de:

• solicitación presente en la barra,• valores básicos para cada diámetro.• tensión de fluencia especificada del acero,• resistencia especificada del hormigón,• aplicación de factores que modifican estos valores (según

varios parámetros)

12.1.2.- Con el objeto de asegurar la ductilidad y la seguridad de las estructuras de hormigón de alta resistencia, para las longitudes de desarrollo se debe cumplir que el hormigón satisfaga la siguiente relación:

2/83' cmkgf c

Casos de análisis

12.2.2. Se distinguen dos casos de análisis:

Condición 1:

Aplicable si el diámetro db es menor o igual que el recubrimiento y espaciamiento libre entre las barras que están siendo desarrolladas o empalmadas. Además, es requisito que los estribos o amarras a lo largo de no sean inferiores a la cuantía mínima de corte.

Condición 2:

Aplicable si el espaciamiento libre entre las barras que están siendo empalmadas es mayor o igual a 2db y el recubrimiento libre es mayor o igual a db.

Cuando se cumple la condición 1 ó 2, las longitudes de empalme para barras en tracción en función del diámetro de la barra db son las siguientes:

Barras Ø18 y menores

Barras Ø 22 y mayores

b

c

etyd d

f

fl .

'.6,6

...

b

c

etyd d

f

fl .

'.3,5

...

12.2.3.- En caso contrario debe aplicarse la ecuación general para la longitud de anclaje que se muestra a continuación:

12.2.3.- La longitud de anclaje ld (mm)se determina como:

Donde:fy; tensión de fluencia del acero de refuerzo.(kg/cm2)fc’; resistencia a compresión del hormigón. (kg/cm2)

db; diámetro nominal de la barra o alambre. (mm)

b

b

trb

set

c

yd d

d

Kcf

fl .

....

'.5,3

Ktr = índice del refuerzo transversalRepresenta la contribución de la armadura transversal (estribos) a la adherencia.

ns

fAKtr yttr

..105

.

donde: Atr = área total de toda la armadura transversal que está ubicada dentro de la distancia s y que atraviesa el plano potencial de hendimiento a través de la armadura que está siendo anclada, mm2

fyt = tensión de fluencia especificada de la armadura transversal, kg/cm2s = separación máxima de la armadura transversal ubicada en la longitud ℓd, medida entre sus centros, mm.n = número de barras o alambres que se anclan a lo largo del plano de hendimiento

Se permite usar Ktr = 0 como una simplificación de diseño aún si existe armadura transversal.

El término no debe tomarse mayor a 2,5.

12.2.1.- La longitud de anclaje ld no puede ser inferior a 30 cm.

b

trb

d

Kc

12.2.4.- ψt : factor relativo a la ubicación de la armadura.

Refleja los efectos desfavorables de la armadura ubicada en la parte superior de los elementos con respecto al hormigón fresco colocado por debajo de ellas.

1,3 para la armadura horizontal ubicada de manera tal que haya, como mínimo, 30 cm de hormigón debajo de la barra o alambre anclado o empalmado.

1,0 para otras armaduras.

El coliseo romano

ψe ; factor relativo al revestimiento

Refleja los efectos producidos por las barras que posean algún revestimiento del tipo epóxico que disminuya los efectos de adherencia, no se aplica cuando se empleen revestimientos que incrementan la adherencia tales como sikadur 31.

1,5 para las barras o alambres revestidos con epoxi, con recubrimientos menores que 3db o una separación libre menor que 6.db

1,2 para las demás barras o alambres con revestimiento epoxi

1,0 para las armaduras sin revestimiento

El producto de ψt por ψe no puede ser un valor mayor que 1,7.

ψs ; factor relativo al diámetro de la armadura

Refleja la mayor adherencia de los diámetros pequeños.

= 0,8 para las barras y alambres menores o iguales que Ø 18.= 1,0 para las barras mayores que Ø 22.

λ ; factor aplicable al hormigón de agregados livianos.Refleja la menor resistencia la tracción existente en el hormigón con agregados livianos.

= 1,3 cuando se utilice hormigón de agregados livianos, = ; cuando se especifica fct, pero nunca menor que 1,0

= 1,0 cuando se utilice hormigón de peso normal.

ct

c

f

f '.8.1

cb ; separación o recubrimiento, mm.

Representa el menor valor entre el recubrimiento lateral sobre la barra y la mitad del espaciamiento entre centros de barras.

= la distancia entre el centro de la barra o alambre anclado y la superficie de hormigón más próxima, o= la mitad de la separación entre los centros de las barras o alambres que se anclan.

cualquiera sea el valor que resulte menor.

12.3.1- Longitud de anclajes de barras en Compresión

Para las barras con resaltes en compresión, la longitud de anclaje debe cumplir con las siguientes condiciones:

La longitud de desarrollo no debe ser menor que 200 mm.12.3.2.- La longitud de desarrollo básica se determina por la siguiente expresión

yb

c

ybdb fd

f

fdl ..043,0

'

..075,0

12.3.3.- Si la armadura excede la requerida por análisis la longitud de anclaje se debe afectar por el término:

Si la armadura está confinada por una espiral de no menos 6 mm de diámetro mm de paso, o dentro de amarras espaciadas a a distancias no mayores de 100 mm, se puede multiplicar la longitud de anclaje por el factor 0,75.

adaproporcion

requerida

A

A

R12.4.1.- Para paquetes de 3 o 4 barras, se debe aumentar la longitud de desarrollo de las barras individuales, debido a que el agrupamiento de estas barras hace mas difícil generar resistencia de adherencia en el ”núcleo" entre las barras.

12.4.1.- Para un paquete de barras, la longitud de desarrollo de cada barra individual sujeto a tracción o a comprensión, debe ser aquella de la barra individual aumentada un 20% para un paquete de 3 barras y en un 33% para un paquete de 4 barras.

12.4.2- Para determinar los factores de modificación anteriores, el paquete de barras debe ser tratado como una sola barra con diámetro equivalente del área total, que consideran el recubrimiento y el espaciamiento libre.

PAQUETES DE BARRAS

LONGITUD DE DESARROLLO BARRAS CON GANCHOS

La longitud de desarrollo ldh para barras con resaltes en tracción que terminan con ganchos estándar, debe cumplir con los siguientes puntos:

12.5.1.- La longitud ldh, medido desde la sección critica hasta el extremo exterior del gancho (longitud recta embebida en el hormigón entre la sección crítica y el inicio del gancho mas el radio del codo y un diámetro de la barra) se debe calcular como el producto de la longitud de desarrollo básica del ancho estándar lhd multiplicado por los factores de modificación aplicables.La longitud de desarrollo ldh, no debe ser menor que 8db ni menor que 150 [mm], con db diámetro de la barra anclada.

12.5.2.- La expresión para la longitud de desarrollo básico lhd para una barra con gancho es la siguiente:

b

c

yedh d

f

fl .

'

...075.0

En la ecuación anterior:

es igual a 1,2 para refuerzo con recubrimiento epoxico.

λ es igual a 1,3 para hormigón con agregados livianos.

Para otros casos ambos factores se toman igual a 1.

e

12.5.3.- Los factores de modificación que afectan la longitud de desarrollo básico ldh

para una barra con gancho son los siguientes:

Para barras Ø36 y menores, con recubrimiento lateral (normales al plano del gancho) > 60 [mm]; y ganchos de 90°, con recubrimiento en la extensión de la barra mas allá del gancho > 50 mm

-En amarras o estribos:Para barras Ø 36 y menores, ganchos confinados vertical y horizontalmente por amarras o estribos-amarras espaciados a lo largo de la longitud de desarrollo ldh a no mas de 3 db

0,7

0,8

Los factores de modificación que afectan la longitud de desarrollo básico lhd para una barra con gancho son los siguientes:

Armadura en excesoadaproporcion

requerida

A

A

12.5.6.- Los ganchos no deben considerarse efectivos para el desarrollo de barras en compresión, y solo se pueden usar para anclar barras en tracción.

Nota (a) Una parte de la armadura para momento negativo debe ser continua (o estar empalmada mediante un empalme Clase A o un anclaje mecánico o soldado que satisfaga los requisitos de 12.14.3) en toda la longitud de las vigas perimetrales (7.13.2.2).

Nota (b) Una parte de la armadura para momento positivo debe ser continua (o estar empalmada mediante un empalme Clase A o un anclaje mecánico o soldado que satisfaga los requisitos de 12.14.3) en toda la longitud de las vigas perimetrales y de las vigas que no tienen estribos cerrados (7.13.2.2).