Diseño Anclas

HOJA DE CONTROL DE FIRMAS Y REVISIONES A PROCEDIMIENTOS

PROCEDIMIENTO TECNICO 35.CPE-302

grupo bufete industrial

DISEO DE ANCLAS

REV

INIC. FIRMA INIC. FECHA FECHA ELABORO REVISO

FIRMA INIC. FIRMA INIC. FIRMA FECHA FECHA REVISO AC APROBO INDICE40.DOR-011-01

HOJA DE CONTROL DE FIRMAS Y REVISIONES A PROCEDIMIENTOS

PROCEDIMIENTO TECNICO 35.CPE-302

grupo bufete industrialA. OBJETIVO B. ALCANCE C. REFERENCIAS D. DEFINICIONES E. RESPONSABILIDADES F. ACTIVIDADES GENERALES Y ESPECIFICAS G. ANEXOS

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PROCEDIMIENTO TECNICO 35.CPE-302 REV. 4 PAG. 3 DE 10 FECHA: NOVIEMBRE 2000

A. OBJETIVO El propsito de este procedimiento consiste en definir los lineamientos necesarios para la seleccin y diseo de anclas, que el departamento de Ingeniera Civil y Arquitectura hace dentro de un proyecto. B. ALCANCE Este procedimiento aplica a todas las reas y actividades relacionadas con la seleccin de anclas que sean generadas por el departamento de Ingeniera Civil y Arquitectura en los proyectos. C. REFERENCIAS |. A.C.I. 2. ASTM 3. AWS 4. AISC 5. 35.CSE-163 6. 35.CSE-170 7. 35.CPE-305 8. 35.CNE-452 9. 40.DEP-27 D. DEFINICIONES 1. Ancla. Elemento estructural cuya relacin longitud dimetro es alta y que consta de cabeza o placa por un extremo y en el otro se asegura con una o ms tuercas, generalmente fabricada de acero, que ahogada en el concreto con o sin refuerzo se usa para fijar una estructura o equipo en un lugar determinado. Su denominacin ser AX, AXP (barras dobladas sin o con camisa), DU, DUP (barras rectas sin con camisa), HU, HUP (barra recta de acero de alta resistencia sin o con camisa), DZ, HZ, DZP, HZP (barras rectas de longitud no normalizadas de acero al carbn o de alta resistencia). 2. Camisa. Cilindro de lmina plstica, acero negro o de otro material, que cumple exclusivamente una funcin constructiva, pues permite corregir la posicin de una ancla dentro de lmites relativamente pequeos. E. RESPONSABILIDADES 1. Es responsabilidad de la Gerencia Tcnica del Departamento de Ingeniera Civil y Arquitectura verificar la correcta aplicacin de este procedimiento, as como establecer los materiales para las anclas, cuando le sea solicitado, o no estn claramente especificados en la norma 35.CSE-170 2. Es responsabilidad del Ingeniero Diseador el aplicar este procedimiento en todos y cada uno de los casos, donde se defina el uso de anclas.40.DOR-011-03

American Concrete Institute. American Society for Testing and Materials. American Welding Society. American Institute of Steel Construction Inc. Insertos, Conectores y Anclas. Fabricacin de Anclas. Pretensado de Anclas. Cimentaciones, Anclas. Coordinacin de Actividades entre Departamentos Tcnicos.

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3. Es responsabilidad del Ing. Jefe de Grupo el verificar que los datos de entrada y salida sean acordes a lo que se est anclando, as como definir los criterios de seleccin de anclas. 4. Es responsabilidad del Ingeniero Jefe de Seccin verificar el uso adecuado y constante de este procedimiento, as como el de aprobar los resultados en caso correcto o hacer los comentarios pertinentes y que se implementen y adecuen los resultados. F. REQUERIMIENTOS GENERALES Y ESPECIFICOS 1. Requerimientos Generales. a. Las capacidades de las anclas que se indican en las tablas adjuntas (Anexos I, II, III y IV) corresponden al conjunto de anclas detalladas geomtricamente en la norma 35.CNE-452 de Bufete Industrial, sin embargo solo debern utilizarse las tablas correspondientes a anclas de materiales establecidos en la referencia 35.CSE-170 o materiales autorizados expresamente por la Gerencia Tcnica del DICA. b. Las cargas admisibles que aparecen en dichas tablas no deben incrementarse para las condiciones de viento y de sismo. 2. Requerimientos Especficos. a. Cortante. Las capacidades de las anclas para cortante se muestran en la Tabla 1 (Anexo I) La carga admisible al cortante para todos los tipos de anclas se bas en un esfuerzo del 5 concreto de 0.4 f c , que disminuye linealmente desde el tope del concreto hasta una profundidad de cinco veces al dimetro del ancla en cuestin, donde el esfuerzo se anula. La capacidad al cortante ( V ) en kilogramos se obtiene con la siguiente expresin:

V =1.125 f c d 2 , siendo:

d = dimetro nominal del ancla en centmetrosf c = resistencia del concreto a la compresin en kg/cm2 El esfuerzo admisible a la tensin (Ft) para anclas de tipo AX / AXP, DU / DUP, DZ / DZP debe revisarse con lo dispuesto en la referencia C.4 para la interaccin con el cortante, en base al rea nominal del ancla que se muestra en la Tabla 7 (Anexo IV) Antes de hacer lo anterior, verificar si son aplicables los prrafos siguientes: El cortante sobre todas las anclas podr ser reducido o eliminado, tomando en cuenta la friccin entre el elemento soportado y la base de sustentacin, atenindose a las consideraciones siguientes: Para intercambiadores, recipientes horizontales y verticales la resistencia por friccin entre la silleta o el faldn del equipo y el pedestal puede tomarse en cuenta al revisar las anclas por cortante; sin embargo, deber verificarse que existe una carga compresiva en todas las

-

combinaciones posibles. Dicha resistencia se calcular multiplicando el mnimo coeficiente de friccin por la misma carga de compresin que concurra con el cortante en cuestin. Para estructuras y soportes de tuberas constituye una aceptable prctica de Ingeniera despreciar la resistencia por friccin. En estos casos sin embargo, podr tomarse en cuenta40.DOR-011-03

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siempre que exista una compresin en todas las combinaciones de carga. Su determinacin se har como se indica en F.2.a b. Capacidad Admisible a la Tensin de Anclas tipo AX y AXP. Las capacidades a la tensin para anclas normalizadas del tipo AX y AXP se muestran en las Tablas 2 y 3 del Anexo. Las capacidades se obtienen de la siguiente forma: Esfuerzo de adherencia: La capacidad admisible por adherencia en la superficie de una longitud recta equivalente del ancla embebida en el concreto vale en kilogramos: T = 3.14 d L donde:

=

1.6 d

f c

11 kg / cm 2

d =

dimetro nominal del ancla en cm

L = longitud embebida en cmf c =resistencia del concreto en Kg/cm2

El valor as calculado se compara con el que resulta de multiplicar el rea en la raz del ancla (Ver Tabla 7 del Anexo IV) por el esfuerzo admisible del material de ella, a saber: 1340 kg/cm 2 para acero especificacin ASTM A 36 y 1400 kg/cm2 para acero especificacin ASTM A 307 La capacidad a la tensin de las anclas AX y AXP ser el menor de los dos valores calculados. c. Capacidad Admisible a la Tensin de Anclas Tipo DU y DUP. Las capacidades a la tensin para anclas normalizadas del tipo DU y DUP, se muestran en las Tablas 4 y 5 del Anexo III. Para anclas con placa embebida, la capacidad admisible a la tensin ser determinada por las tres siguientes propiedades estructurales del sistema. Capacidad a la Extraccin (cono de cortante): Esta se determina en kilogramos con la frmula:T =0.5 3 f c A c

( ACI 318 SECCIN A.3.1 (B)

en donde: Ac = superficie del cono en cm2 Capacidad a la Compresin (placa embebida): Esta est determinada por la expresin siguiente:T =0.3 f c A1 A2 / A1 2.0 A2 / A1 , en donde:

( ACI 318 seccin A. 3.1 (C)

en donde:40.DOR-011-03

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A1 = Area cargada en cm2A2 = Area mxima de la parte de la superficie soportada que es geomtricamente similar yconcntrica con el rea cargada en cm2 Capacidad a la Tensin (propiedad del material): La capacidad a la tensin de las anclas DU y DUP de acero especificacin ASTM A 36 se basa en el esfuerzo admisible de 1340 kg/cm 2, para acero especificacin ASTM A 307 se basa en 1400 Kg/cm2. Este esfuerzo es aplicado al rea en la raz del ancla (Ver este valor en la tabla 7 (Anexo IV) La capacidad admisible a la tensin de las anclas DU y DUP ser la menor de las tres capacidades arriba calculadas. Las capacidades admisibles mostradas en las tablas del Anexo III, se refieren a anclas que poseen un solo borde adyacente de concreto. Una ancla situada en la esquina de un dado o pedestal o situada en un muro o anillo debe ser diseada en concordancia con la seccin F.2.e. de este documento. d. Mtodos para Incrementar la Capacidad Admisible de Anclas DU/DUP El valor mnimo de las capacidades a la extraccin, a la compresin y a la tensin, ser la capacidad admisible del ancla en cuestin. Si la capacidad a la extraccin fuera menor, entonces sta podr ser aumentada hasta la capacidad del material mediante uno de los siguientes procedimientos: Incremento de la Longitud del Ancla: La capacidad a la extraccin puede aumentarse usando anclas de los tipos DZ y DZP. La longitud requerida para estos tipos de anclas se determina de la siguiente manera:

L=

1333 .6 T f c Sb

+

W2 Sb

Se

0.5 W

-

Agregando Acero de Refuerzo. La capacidad a la extraccin puede aumentarse si se incrementa el acero de refuerzo dentro del cono de cortante, la cantidad de este acero se determina de la siguiente manera. N = 318 .3 D T D S1

Siendo: S1 = L Sr + 0.5 W 5 Combinando los dos Procedimientos Anteriores La capacidad a la extraccin puede incrementarse combinando los mtodos antes sealados. Esta situacin puede presentarse cuando resulte fsicamente imposible dar al ancla una mayor longitud requerida.40.DOR-011-03

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En las expresiones anteriores, las variables tienen los significados siguientes y deben usarse con las unidades que se indican:

L = Longitud embebida del ancla en cm.T = Capacidad a la tensin en ton.

DT = Aumento de capacidad requerida en ton. Es igual a la capacidad a tensin menos lacapacidad admisible a la extraccin.

Sb = Separacin entre anclas en cm.

Sr = Separacin entre el ancla y el acero de refuerzo en cm.Se = Distancia del ancla al borde de concreto en cm.

S1 = Longitud en que el refuerzo adicional debe quedar embebido dentro del cono de cortante,en cm.

N = Nmero de varillas requeridas.

W = Ancho de la placa embebida del ancla.

D = Dimetro del refuerzo en cm.

=

0.63

f c en kg/cm2

e. Capacidad Admisible para anclas cercanas a dos bordes de concreto de los Tipos DU/DUP y DZ/DZP. Cuando el ancla debe localizarse cerca de dos o ms bordes de concreto, la capacidad admisible debe calcularse de la siguiente forma:

ExtraccinT =0.5 3 f c A c

-

Para una ancla en la esquina de un dado, Ac debe ser determinada como se indica en la figura A (Anexo V) Para una ancla localizada en un muro o anillo, Ac ser definida como se indica en la figura B del Anexo VI. CompresinT =0.3 f c A1 dne od A2 / A1

A2 / A1 2.0

A1 =Area de la placa embebida menos el rea nominal del ancla o bien menos el rea de lacamisa.

A2 = Para su determinacin consulte las figuras "A" y "B"40.DOR-011-03

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DIAM. DEL ANCLA (pulgadas) 1 1 2 a a a a /8 1 2 37

AREA DE LA CAMISA (cm2) 20.27 45.60 81.07 182.41

f. Capacidad de las anclas HU Y HUP. La capacidad a la tensin para anclas normalizadas de alta resistencia como son las anclas del tipo HU, HUP, se muestra en la tabla 6 del Anexo III para anclas con un solo borde de concreto. La determinacin de dicha capacidad sigue los lineamientos establecidos en F.c, F.d y F.e. La geometra normalizada de estas anclas aparece en la norma 35.CNE-452. Estas anclas sern de acero especificacin ASTM A 193 Gr. B7 como se indica en la Ref.C.7. La capacidad de este material a la tensin ser de 2812 -kg/cm 2 para dimetros menores de 3" y de 2425 kg/cm2 para 3"de dimetro. Se recomienda utilizarla (sin criterio excluyente) en el caso de estructuras esbeltas que soporten equipos costosos y de pesos relativamente bajos, localizadas en zonas ssmicas y/o ventosas de alta frecuencia. Pretensionado de anclas de alta resistencia Pretensionado es la carga de tensin de anclas coladas en sitio por elongacin de vstago del ancla. Vea el procedimiento de diseo 35.CPE-305 para los mtodos de pretensionado

g.

-

Solo las anclas de acero de aleacin ASTM A 193 Gr B7 y las tuercas A19-2H pueden ser pretensionadas .Las anclas de acero al carbn ASTM A 307 no deben ser pretensionadas El propsito del pretensionado de anclas es: Reducir o eliminar la interaccin del esfuerzo cortante con esfuerzos de tensin por generacin de cargas de friccin resistentes por medio de grandes cargas verticales. Las cargas de corte son resistidas por fuerzas de friccin entre la placa base y el grout. Reducir las deflexiones del recipiente restringiendo la separacin entre la placa del anillo del recipiente y el grout. Reducir las fallas asociadas a la fatiga forzando al rango de esfuerzo de servicio a un rango pequeo de tensin constante. Las condiciones de cargas cclicas, como viento, sismo, de equipo dinmico, causan ms dao cuando las anclas experimentan grandes fluctuaciones de esfuerzos en carga y descarga de la tensin Proveer inspeccin/examen final de instalacin crtica de anclas.

-

Los costos adicionales para subcontratar y efectuar la pretensin es la desventaja del pretensionado de anclas. Los siguientes procesos debern ser usados para determinar si se requiere pretensin de anclas.40.DOR-011-03

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Para Recipientes, el dibujo del equipo especificar si se requiere pretensin. Para Equipo reciprocante/rotatorio el jefe de grupo mecnico y/o el vendedor del equipo o el cliente especificaran si se requiere pretensin Para estructuras a menos que se especifique lo contrario en proyecto, se debe aplicar lo siguiente: Si el esfuerzo tensin del ancla, para el peor caso de izaje es mayor que el 85% del esfuerzo permisible a tensin, y Si el esfuerzo cortante actuante puede ser reducido al 15% del esfuerzo cortante permisible por medio de pretensionar al ancla, y Si el dimetro del ancla de alta resistencia es de 1 o mayor. Entonces se recomienda el pretensionado. Las placas base de columnas con anclas pretensionadas debern ser diseadas para todas las cargas verticales, horizontales y momentos, incluyendo cargas debido a viento o sismo. Las placas base de anillos y silletas son por el departamento mecnico. El civil y el mecnico se coordinaran para confirmar si se requiere de pretensin. Slo deben pretensionarse anclas con o sin camisa si se evita la adherencia entre el ancla y el concreto. Las camisas de las anclas no deben ser rellenadas con grout. El diseador asegurar que el sistema de anclaje est diseado para tomar la fuerza de pretensin. La fuerza requerida de pretensin deber ser anotada en los dibujos de diseo. La siguiente nota deber estar en plano junto a la tabla de anclas. Nota de campo: Las anclas especificadas HUP/HZP (ASTM A 193) debern pretensionarse a ________kg. Adems se deber usar el proceso indicado en el procedimiento 35.CPE-305 para evitar la adherencia. h. Uso de Tablas. Para determinar la tensin admisible de anclas tipo DU/DUP (A 36 y A 307) adyacentes a un solo borde de concreto, usar las tablas 4 y 5 (Anexo III) Para anclas HU/HUP, usar la tabla 6 del mismo anexo. En las tablas 4, 5 y 6 por "Tensin calificada" se entiende la mxima tensin que puede alcanzarse con anclas cuya distancia al borde y su espaciamiento son cuando menos iguales a los especificados en ellas. Esta tensin es el menor valor entre las capacidades a la compresin, a la extraccin y a la tensin del material. Su valor puede incrementarse con los procedimientos descritos en la seccin F.d de este documento. Por "Mxima Tensin absoluta" se entiende la mxima tensin que puede alcanzarse, su valor corresponde al menor valor de la capacidad a tensin la capacidad a la compresin. Este valor jams debe ser excedido.

-

-

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G. ANEXOS Anexo I. Anexo II. Tabla Tabla Tabla Anexo III Tabla Tabla Tabla Anexo IV Anexo V Tabla 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Capacidad Admisible al Cortante para todo Tipo de Anclas. Capacidad a la Tensin para Anclas Tipo AX y AXP (ASTM A 36) Capacidad a la Tensin para Anclas Tipo AX y AXP (ASTM A 307) Capacidad a la tensin para anclas Tipo DU y DUP (ASTM A 36) Capacidad a la tensin para anclas Tipo DU y DUP. (ASTM A 307) Capacidad a la tensin para anclas Tipo HU y HUP, (ASTM A 193 Gr B7) Area Neta y Nominal de Anclas. Cono de cortante en esquina de un dado. Cono de cortante para anillos y muros.

Figura A Figura B

Anexo VI Anexo VII

Ejemplos de determinacin de capacidad de anclas. Frmulas para determinar la pretensin requerida

Anexo VIII Anexo IX Anexo X

Recomendaciones para la seleccin de anclas Distancias mnimas recomendadas para anclas. Pesos de anclas

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PROCEDIMIENTO TECNICO 35.CPE-302 REV. 4 PAG. 1 DE 1 FECHA: MAYO 2000

ANEXO I

TABLA 1. CAPACIDAD ADMISIBLE AL CORTANTE PARA TODO TIPO DE ANCLAS (kg) Dimetro del Ancla (pulgadas)3

Concreto f c = 200 kg / cm 2 204 363 567 816 1111 1451 2268 3266 4445 5806 7349 9072 13064

Concreto f c = 250 kg / cm 2 255 453 709 1020 1389 1814 2835 4082 5557 7258 9186 11340 16330

Concreto f c = 300 kg / cm 2 306 544 850 1224 1667 2177 3402 4899 6668 8709 11023 13608 19596

/8

5

/8

7

/8 1

1 1 1 2 2 2 3

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ANEXO II

Tabla 2. CAPACIDAD A LA TENSION PARA ANCLAS TIPO AX. AXP (A 36) (kg) Dimetro del Ancla (pulgadas)3

Distancia al Borde (cm) AX 10 10 10 10 10 10 10 10 AXP 10 10 10 10 10 12 12 13

Concreto f c = 200 kg / cm 2 590 1085 1742 2613 3412 3981 5047 6220

Concreto Concreto f c = 250 kg / cm 2 f c = 300 kg / cm 2 590 1085 1742 2613 3618 4451 5643 6954 590 1085 1742 2613 3618 4757 6181 7618

/8

5

/8

7

/8

1 1 1

Tabla 3. CAPACIDAD A LA TENSION PARA ANCLAS TIPO AX Y AXP (A 307) (kg) Dimetro del Ancla (pulgadas)3

Distancia al Borde (cm) AX 10 10 10 10 10 10 10 10 AXP 10 10 10 10 10 12 12 13

Concreto f c = 200 kg / cm 2 590 1134 1820 2659 3412 3981 5047 6220

Concreto Concreto 2 f c = 250 kg / cm f c = 300 kg / cm 2 590 1134 1820 2659 3649 4451 5643 6954 590 1134 1820 2659 3649 4838 6181 7618

/8

5

/8

7

/8

1 1 1

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ANEXO III

TABLA 4. CAPACIDAD A LA TENSION PARA ANCLAS EN ESQUINA TIPO DU Y DUP (ASTM A 36) Dimetro de anclas (pulgadas) 5

Distancia al borde (cm ) 12.5 15.0 15.0 15.0 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 20.0 20.0 22.5 22.5 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0

Separacin entre anclas (cm ) 12.5 15.0 15.0 15.0 16.5 19.0 20.0 25.0 23.0 25.0 30.0 25.0 30.0 28.0 35.0 30.5 35.0 40.0 35.5 40.0 45.0 50.0

TENSION CALIFICADA (kg ) MAXIMA TENSION ABSOLUTA f c = 200 f c = 250 f c = 300 (kg ) 2 2 2 ( kg / cm ) ( kg / cm ) ( kg / cm ) 1085 1742 2613 3618 4757 7692 11189 11189 15048 15048 15048 19886 19886 26103 26103 32160 32160 32160 42119 44838 47859 48588 1085 1742 2613 3618 4757 7692 11189 11189 15048 15048 15048 19886 19886 26103 26103 32160 32160 32160 47091 48588 48588 48588 1085 1742 2613 3618 4757 7692 11189 11189 15048 15048 15048 19886 19886 26103 26103 32160 32160 32160 48588 48588 48588 48588 1085 1742 2613 3618 4757 7692 11189 11189 15048 15048 15048 19886 19886 26103 26103 32160 32160 32160 48588 48588 48588 48588

/8 /8

7

1 1 1

1

2 2

2

3

Notas: 1. Los valores para tensin calificada pueden emplearse sin condiciones especiales, en tanto se respeten las distancias al borde y la separacin entre anclas sea igual o mayor a las indicadas. 2. Los valores de mximo absoluto podrn alcanzarse aplicando lo indicado en el procedimiento 3. En general no se requiere usar separaciones entre anclas menores que las sealadas. 4. Se considera que en un lado se desarrolla la proyeccin completa del con de cortante (C=L+W/2)

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ANEXO III

TABLA 5. CAPACIDAD A LA TENSION PARA ANCLAS EN ESQUINAS TIPO DU Y DUP (ASTM A 307) Dimetro de anclas (pulgadas) 5

Distancia al borde (cm ) 12.5 15.0 15.0 15.0 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 20.0 20.0 22.5 22.5 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0

Separacin entre anclas (cm ) 12.5 15.0 15.0 15.0 16.5 19.0 20.0 25.0 23.0 25.0 30.0 25.0 30.0 28.0 35.0 30.5 35.0 40.0 35.5 40.0 45.0 50.0

TENSION CALIFICADA (kg ) MAXIMA TENSION ABSOLUTA f c = 200 f c = 250 f c = 300 (kg ) 2 2 2 ( kg / cm ) ( kg / cm ) ( kg / cm ) 1134 1820 2730 3780 4970 8036 11690 11690 15722 15722 15722 20776 20766 27272 27272 33600 33600 33600 42118 44838 47859 50764 1134 1820 2730 3780 4970 8036 11690 11690 15722 15722 15722 20776 20766 27272 27272 33600 33600 33600 47091 50130 50764 50764 1134 1820 2730 3780 4970 8036 11690 11690 15722 15722 15722 20776 20766 27272 27272 33600 33600 33600 50764 50764 50764 50764 1134 1820 2730 3780 4970 8036 11690 11690 15722 15722 15722 20776 20766 27272 27272 33600 33600 33600 50764 50764 50764 50764

/8 /8

7

1 1 1

1

2 2

2

3

Notas: 1. Los valores para tensin calificada pueden emplearse sin condiciones especiales, en tanto se respeten las distancias al borde y la separacin entre anclas sea igual o mayor a las indicadas. 2. Los valores de mximo absoluto podrn alcanzarse aplicando lo indicado en el procedimiento 3. En general no se requiere usar separaciones entre anclas menores que las sealadas. 4. Se considera que en un lado se desarrolla la proyeccin completa del con de cortante (B=L+W/2)

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ANEXO III

TABLA 6 CAPACIDAD A LA TENSION PARA ANCLAS TIPO HU, HUP (ASTM 193 Gr.B7)Dimetro del Ancla (pulgadas) Distancia al Borde Separacin Entre Anclas

(cm )18.0 18.0 18.0 18.0

(cm )16.5 19.0 20.0 25.0 25.0 30.0 25.0 30.0 28.0 35.0 30.5 35.0 40.0 35.5 40.0 45.0 50.0

Tensin Mxima Tensin (kg ) Calificada Absoluta (kg ) f c = 250 f c = 300 f c = 250 f c = 300

( kg / cm 2 ) ( kg / cm 2 ) ( kg / cm 2 )8195 15006 17955 21979 22848 25018 28384 30932 33256 37020 45303 48249 51523 47091 50130 53508 56886 9983 16844 21546 24077 25028 27406 31093 33884 36430 40553 49626 52854 56441 51585 54915 58615 58615 8195 15006 17955 25848 28096 33681 33451 40141 43269 54086 48176 55284 63181 71370 80417 90469 98867

( kg / cm 2 )9983 16844 21546 31018 33715 35909 40141 48085 51929 62033 57811 66340 75818 85644 96500 98867 98967

1 1 1

1

18.0 18.0

2

20.0 20.0 22.5 22.5 25.0

2

2

25.0 25.0 25.0

3

25.0 25.0 25.0

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DISEO DE ANCLAS



ANEXO IV

TABLA 7 AREA EN LA RAIZ Y NOMINAL DE ANCLAS (cm2) DIAMETRO3

NOMINAL (Todos los Aceros) 0.71 1.27 1.98 2.85 3.88 5.06 7.91 11.40 15.51 20.27 25.85 31.67 45.60

EN LA RAIZ (1) A 36 y A 307 0.44 0.81 1.30 1.95 2.70 3.55 5.74 8.35 11.23 14.84 19.48 24.00 36.26

EN LA RAIZ (2) A 193 Gr.B7 0.44 0.81 1.30 1.95 2.70 3.55 5.99 9.06 12.77 17.10 22.06 27.68 40.77

/8 /8 /8

5

7

1 1 1 1 /85

1 2 2 3 Notas: 1. De la Tabla 8.

Basic Dimensions For Coarse Thread Series (UNC / UNRC) ASME B I.I (REVISION OF ANSI B I.I)

2. De la Tabla 13.Basic Dimensions For 8 Thread Series (8-UN / 8-UNR) ASME B I.I (REVISION OF ANSI B I.I) Observaciones: 1. Pueden existir variaciones contra tablas publicadas por alguna otra asociacin, pero los valores anotados en la tabla se consideran mandatorios

40.DOR-011-03

DISEO DE ANCLAS



ANEXO V

Se

L+W/2

TOPE DE CONCRETO

Se N-S

Se E-W

Sb E-W

Sb/2

Sb N-S

L

A2 AREA EFECTIVA DEL CONO DE CORTANTE, Ac

PLANTAAc = ( ( A + B ) ( C + D ) W 2 ) 2

ELEVACION

A = MIN ( Se N S L + W / 2)

B = MIN (

Sb N S L + W / 2) 2

C =M IN ( Se E W L + W / 2)

D = MIN (

Sb E W L + W / 2) 2N SE W

N S = DireccinE W = D ireccin

A2 = (2 E ) 2 E =M IN ( A, B, C D )

CONO DE CORTANTE EN LA ESQUINA DE UN DADO

40.DOR-011-03

DISEO DE ANCLAS



ANEXO VSb AREA EFECTIVA DEL CONO DE CORTANTE, Ac

B

PLANTATOPE DE CONCRETO TOPE DE CONCRETOL+W/2 SeI SeO 2L+W Sb

L

A

A2

L

SeI

SeO

A2

SECCION

A2

SECCION) 2

B

Ac = ( C ( A + B ) W

A2 = ( 2 E )

2

A = MIN ( Se O L +W / 2) B = MIN ( Se i L +W / 2) C = MIN ( Se 2 L +W )

E =M IN ( A, B C / 2)I = INTERIO R

O = EXTERIORW = ANC O H

(OUTSIDE )D LA PLACA E

40.DOR-011-03

DISEO DE ANCLAS

grupo bufete industrialANEXO VI


Ejemplos de determinacin de capacidad de anclas 1. Capacidad de un ancla HUP con un solo borde. DATOS: Ancla Tipo HUP Dimetro Nominal Espesor de placa Distancia al borde Distancia entre anclas = 2 1/2" = 6.4 cm = 40 cm = 50 cm Segn norma W = 25 cm H = 87 cm L = 73 cm Area de la camisa = 181.45 cm

Acero Ft = 2812 kg/cm2 Concreto f c = 500 kg/cm2 A = min (L + W/2 o distancia al borde) B = L + W/2 (se considera que la distancia entre anclas es mayor que L + W/2) C =min (L + W/2 o la separacin entre anclas) L + W/2 = 73 + 25 / 2 = 85.5 cm As A = 40 cm, B = 85.5 cm y C = 50 cm Ac =

2 ( C (A+B ) W2 ) =

2 ( 50 (40 + 85.5) - 25.02) = 7990.31 cm2 (rea del cono)

La resistencia a la extraccin ser:T 1 = 0.5 3 F c A = 0.5 x c 3 5 00 x 79 0 .3 =9 69 9 1 4 4 K g

A1 = Area de placa - Area de camisaA1 = ( 25 x 25 ) - 181.45 = 443.55 cm2

E=A2 =

Mnimo (A, B, o C/2) = 25 cm ( 2E )2 = 6400 cm2A2 / A1 =3.7 9 >2.0 9

A2 / A1 =1 .4 9 , 4 2

ANEXO VI As la resistencia por compresin ser:40.DOR-011-03

DISEO DE ANCLAS

grupo bufete industrialT 2 =0.3 f c A1


A2 A1 =0.3 x 5 0 x 4 3 .5 x 2 = 3 0 5 0 4 5 136

K g

Resistencia por capacidad del materialT 3 = A neta x Ft = 27 .68 x 2812 = 77836 Kg

En consecuencia, La capacidad de esta ancla ser el menor de los tres valores calculados, o sea 77836 kg. 2. Aumento de longitud de una ancla para alcanzar la tensin mxima absoluta Considerando ancla DU A 307, dimetro nominal 3" se pide encontrar la longitud requerida, siendo distancia al borde de 25 cm. y distancia entre anclas de 35.5 cm De la tabla 5, mxima tensin absoluta = 50764 kg Segn frmula:

L=

1333 .6 W2 xT + Se 0.5 W Sb f c Sb= Separacin entre anclas = 35.5 cm

Siendo Sb

Se = Distancia al borde =25 cm W = Lado de la placa embebida = 30.0 cm

L=

1333 .6 30 .0 2 x 50 .764 + 25 15 =119 .95 cm 35 .5 200 35 .5

De donde:

H = 119.95 + 16.5 = 136.45 Por lo que,H requerida = 137 cm3. Aumento de la capacidad de una ancla mediante acero de refuerzo. Considerando la misma ancla, se pide encontrar el refuerzo en varilla requerido para que su resistencia pase de 36929 kg a 49499kgs. Segn frmula siguiente:

S1 = L Sr + w / 2 5

ANEXO VI

Sr = Distancia de Ancla al refuerzoSupongamos Sr = 15.00 + 2.5 = 17.50 cm

S1 = 84.2 - 17.50 + 15.00 - 5 =76.7 cm40.DOR-011-03

DISEO DE ANCLAS

grupo bufete industrialCantidad de varillas requeridas ser:


N =

318 .3 D T 0.63 F c S1D

DT = 49.499 - 36.929 = 12.57 ton.D = Dimetro de varilla a utilizarND = 318 .3 x 12 .57 = 5.855 0.63 200 x 76 .7

Si elegimos varillas del # 4 ( D = 1.27 cm)

N =5.855 / 1.27 = 4.61, sern 5 varillas del # 44. Combinacin de incremento de longitud de un ancla con acero de refuerzo para aumentar la resistencia de una ancla. Considerando la misma ancla DU, se pide aumentar su capacidad de 36929 kg a 49499 kg. Supongamos que la longitud embebida slo puede aumentarse hasta 90 cm. Aplicando la frmula usada en ejemplo 2, obtendremos la capacidad que tendr con 90 cm de longitud embebida.

L=

1333 .6 W2 W T+ Se Sb 2 f c Sb

90 =

1333 .6 30 .0 2 x T + 25 15 35 .5 200 x 35 .5

Despejando T y calculando tenemos:

T = 39.401 ton.

DT = 49.499 - 39.401 = 10.098 ton.

ANEXO VI ND = 318 .3 x 10 .098 0.63 200 x S1

S1 = 90 - 17.50 + 15.00 - 5 = 82.5ND = 4.373Usando varillas del # 4

N =3.52 por lo tanto se usarn 4 varillas del # 440.DOR-011-03

DISEO DE ANCLAS



Longitud total del ancla = 90 + 16.5 = 106.5 cm Con H = 107 cm y 4 varillas del # 4 se obtiene la capacidad solicitada.

40.DOR-011-03

DISEO DE ANCLAS



ANEXO VII Frmulas para Determinar la Pretensin Requerida 1. Pretensin con Monoflexin

T =

6 MX P d

P = 1

12 Mx bd 2

2. Pretensin con flexin biaxial

T =6

MX MY + P d b

12 Mx MY + 2 b bd 12 Mx P2 = bd 2 12 My P3 = bd 2 P = 1b =Lado menor de la placa - Base rectangulard = Lado mayor de la placa - Base rectangular

T = Pretensin total a aplicar si hay "n" Anclas, cada una ser pretensionada con T/NMX, MY: Momento en torno a eje paralelo a lado menor y en torno a eje lado mayor respectivamente.

P = Carga Axial (> 0 s es compresin, < 0 s es tensin)P =Esfuerzo en esquina superior derecha 1 P2 =Esfuerzo en esquina superior izquierdaP3 =Esfuerzo en esquina inferior derechaNOTAS: 1. Usar unidades compatibles 2. La combinacin P, MX, MY debe corresponder a la mxima accidental. 3. P y P2 estn en las esquinas que forman el lado menor de la placa base rectangular. 1 4. P es el esfuerzo mayor. 1

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DISEO DE ANCLAS



ANEXO VIII Uso de Diferentes Tipos de Anclas. 1. A continuacin se describen los diferentes tipos de anclas a ser usados en cimentaciones, columnas y dados. Se recomienda para dimetros de 1 pulgada y menores el uso de anclas tipo AX o AXP, para dimetros de 1 1/14 pulgadas y mayores, se recomienda el uso de anclas tipo DU y DUP. Adicionalmente debe tomarse en consideracin lo indicado a continuacin en la seleccin del ancla ms adecuada. TIPO DE ANCLA DU y AX ( < 1 USO RECOMENDADO Cimentaciones para: Recipientes verticales sobre patas. Recipientes horizontales con no ms de 6 anclas por silleta. Cambiadores de calor. Hornos con no ms de 6 anclas por columna de apoyo Racks y soportes de tuberas. Cimentaciones miscelneas donde no se requiera el uso de anclas con camisa.

DZ

Cuando las placas de anclas tipo "DU" interfieren entre s, se usarn anclas tipos "DU" y "DZ" alternadamente.(la dimensin "L" de las anclas tipo "DZ" ser al menos 3 dimetros mayor que la del ancla tipo "DU").Cuando la longitud de un ancla tipo "DU" no es suficiente para trasmitir la carga actuante. Cuando anclas tipo "DU" o "DZ" no pueden ser usadas. Cimentaciones para: Recipientes verticales con faldones. Recipientes horizontales con mas de 6 anclas por silleta. Bombas. Compresores Hornos con ms de 6 anclas por columna de apoyo.

AX ( > 1") DUP AXP ( < 1)

ANEXO VIII40.DOR-011-03

DISEO DE ANCLAS

grupo bufete industrialHUP


Cimentaciones de recipientes verticales con faldn que requieran el uso de anclas de alta resistencia. Cuando las placas de anclas tipo "DUP" interfieren entre s, usar anclas tipo "DUP" y "DZP" alternadamente (la dimensin "L" de las anclas tipo "DZP" ser al menos 3 dimetros mayor que la del ancla tipo "DUP").Cuando la longitud de las anclas tipo "DUP" no es suficiente para transmitir la carga actuante. Cuando anclas tipo "DUP" o "DZP" no pueden ser usadas. Como anclas que atraviesen dados o columnas hasta de 90 cm de ancho para soporte de riostras y vigas por ambos lados. Para anchos mayores de 90 cm usar anclas Tipo "DU". Las anclas Tipo "EZ" no deben ser usadas como anclas verticales o para transmitir fuerzas de tensin. La mnima longitud de este tipo de anclas ser de 5 veces l dimetro del ancla.

DZP

AXP (> 1") EZ

FU

Para fijacin de postes de barandales tableros de control y anclaje de tuberas. Las anclas tipo "FU" no deben usarse como anclas de tensin.

2. En adicin a lo descrito anteriormente anclas con camisa (Tipo DUP, DZP, AXP, HUP y HZP) deben ser usadas cuando el equipo o estructura soportados es inflexible; de otra manera anclas sin camisa (Tipos -DU, DZ, AX, HU y HZ) deben ser usadas.

40.DOR-011-03

DISEO DE ANCLAS



ANEXO IX DISTANCIA MINIMA A BORDE Y SEPARACION MINIMA ENTRE ANCLASA

5

L C

RECUBRIMIENTO DEL ACERO DE REFUERZO

L C

ANCLAS

B

A

A

TIPO DU Y DZ

TIPO AX

TIPO AXP

TIPO DU

TIPO DUP

DISTANCIA MINIMA AL BORDE Y SEPARACION MINIMA ENTRE ANCLAS Dimetro del Ancla (cm) (pulg) 1.3 1.6 1.9 2.2 2.5 3.2 3.8 4.5 5.1 5.7 6.3 7.6 (1/2) (5/8) (3/4) (7/8) (1) (1 ) (1 ) (1 ) (2) (2 ) (2 ) (3) Distancia al borde A DU Y DZ 12.5 14 14 15 16 18 18 19 20 21 23 25 AX 10 10 10 10 10 10 10 11.5 13 AXP 10 10 10 10 11.5 11.5 13 13 14 Separacin B DU Y DUP 13 14 14 15 16.5 19 20.5 23 25.5 28 30.5 36

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DISEO DE ANCLAS



ANEXO X PESOS DE ANCLAS

Dimetro de anclas (proyeccin) (mm) 10 (P = 50) 13 (P = 65) 16 (P = 65) 19 (P = 75) 22 (P = 90) 25 (P = 90) 32 (P = 115) 38 (P = 130) 44 (P = 140) 51 (P = 155) 57 (P = 180) 64 (P = 190) 76 (P = 220) Notas:

PESOS DE ANCLAS (kg) AX 0.15 0.36 0.68 1.18 1.89 2.81 5.55 9.75 ---------------AXP ---0.99 1.64 2.22 3.11 5.84 9.17 15.91 ---------------DU ---0.79 1.49 1.83 2.78 3.94 6.51 12.16 17.25 27.06 38.03 51.90 83.98 DUP ---1.22 2.06 2.39 3.35 5.68 8.25 15.62 20.75 31.26 42.23 60.06 92.14 HU ---1.05 1.67 2.19 3.45 4.89 1.99 14.28 21.55 32.68 42.91 63.48 104.69 HUP ---1.47 2.24 2.76 4.02 6.63 9.73 17.74 25.05 36.88 47.14 71.64 112.85 FU 0.23 0.49 0.92 ------------------------------EZ 0.23 L=250 0.46 L=250 0.79 L=300 1.21 L=3000 1.79 L=300 2.77 L=400 4.76 L=400 8.73 L=550 12.42 L=550 18.58 L=650 24.86 L=650 36.45 L=850 56.05 L=850

1. Los pesos indicados incluyen el peso del vstago, camisas, placas, tuercas y rondanas. 2. Para las anclas tipo EZ la longitud del ancla esta dada en milmetros.

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Diseño Anclas

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