Diseño de anclajes seguro y preciso
El diseño de uniones acero-hormigón es una tarea clave y crítica para la seguridad en muchos proyectos de construcción. Según la investigación de Hilti publicada en la revista New Civil Engineer, que exploró la experiencia de más de 100 ingenieros civiles en ejercicio, el 79% afirma dedicar hasta 4 horas al diseño de una unión acero-hormigón típica y a la elaboración del informe correspondiente.
Según la experiencia en ingeniería, con la selección adecuada de herramientas de software, el tiempo de diseño de una unión individual se reduce en un promedio del 50%. Según nuestra propia investigación sobre más de 600 ingenieros estructurales que introdujeron datos en nuestra Calculadora de Eficiencia, las reducciones de tiempo en uniones muy complejas pueden alcanzar incluso el 80%.
Todo según la normativa, ¿pero cuál?
Cuando se desarrolló por primera vez el Eurocódigo, el diseño de anclajes no estaba suficientemente establecido como para justificar su inclusión en las normas de diseño EN. En su mayor parte, estaban cubiertos por la ETAG 001 desarrollada por EOTA (Organización Europea para la Evaluación Técnica), incluyendo 2 anexos clave: C y E.
Para beneficio del ingeniero de diseño, todas estas directrices de diseño están ahora unificadas en el nuevo documento de diseño EN 1992-4, que es actualmente una norma de diseño de obligado cumplimiento en los países bajo el paraguas EN, con una adopción casi completa. Sin embargo, el núcleo de la EN 1992-4 mantiene muchas de las disposiciones de diseño de la ETAG 001: Anexo C, TR 029 y TR 045 y, como tal, las diferencias son limitadas.
Pero EN no es la única norma cubierta por IDEA StatiCa. Consulte el cuadro a continuación con todos los códigos incluidos en IDEA StatiCa para anclajes.
Normativas compatibles para anclajes en IDEA StatiCa
| EN | EN 1992-4 |
| AISC | AISC 360-16-J9 ACI 318-14-Capítulo 17 |
| CISC | CSA a23.3-14 |
| AUS | AS 5216:2018 |
Las demás normativas compatibles con IDEA StatiCa (China, Hong Kong, Rusia, India) no tienen una prescripción directa para el diseño de anclajes. La verificación del hormigón a compresión está cubierta para todas las normativas.
Cómo IDEA StatiCa satisface AISC/ACI, Eurocódigo y otros
El método CBFEM impulsa los dos software más potentes para el diseño de anclajes, IDEA StatiCa y PROFIS Engineering Suite de Hilti. CBFEM es conveniente para simplificar el bloque de hormigón como elementos de contacto 2D. A continuación se presentan algunos principios sobre cómo IDEA StatiCa trata los modelos acero-hormigón:
- La unión entre el hormigón y la placa base resiste únicamente a compresión.
- La compresión se transfiere a través del modelo de subsuelo de Winkler-Pasternak, que representa las deformaciones del bloque de hormigón.
- La fuerza de tracción entre la placa base y el bloque de hormigón es absorbida por los pernos de anclaje.
- La fuerza cortante se transfiere por fricción entre la placa base y el bloque de hormigón, mediante tetón de cortante o por cortante de los pernos de anclaje.
- La resistencia de los anclajes a cortante se evalúa analíticamente.
- La fricción se modela como una restricción completa de punto único en el plano del contacto placa base-hormigón.
- El tetón de cortante se modela mediante elementos de lámina y se restringe en el centro de la profundidad de empotramiento en el bloque de hormigón, excluyendo la lechada, lo que corresponde a la hipótesis de tensión de apoyo uniforme del tetón de cortante sobre el hormigón.
Si desea conocer más sobre los principios y procedimientos más importantes utilizados en CBFEM, le recomendamos encarecidamente consultar nuestros fundamentos teóricos generales.
En nuestros fundamentos teóricos, también puede encontrar cómo IDEA StatiCa trata las uniones acero-hormigón desde el punto de vista de los requisitos específicos de cada normativa.
AISC
Eurocódigo
Para otras normas nacionales, consulte nuestro Centro de soporte.
3 formas de modelar una unión acero-hormigón
Bien, suficiente teoría, ¡manos a la obra! Cuando se trata de posibilidades de diseño, realmente no importa qué tipo de unión de anclaje necesite modelar y calcular. La flexibilidad de IDEA StatiCa le permite modelar bases de columnas, balaustradas, barandillas o anclajes de barras sin ningún límite en la topología.
Puede modelar su unión de tres formas diferentes.
El primer enfoque consiste en modelar la unión utilizando nuestro asistente de uniones. Aquí puede aprovechar cuatro topologías diferentes con la posibilidad de diseño de una unión a momento o a cortante.
No tiene que temer las limitaciones de diseño en el asistente. La posibilidad de elegir entre una gran cantidad de materiales y operaciones de fabricación le permite dar rienda suelta a su imaginación y arte del diseño.
En algunos casos, es necesario comenzar a diseñar su unión desde cero. Incluso en este caso, no tiene que temer procesos complicados. La mayoría de sus detalles de anclaje podrá diseñarlos en minutos.
Vea cómo diseñar una unión acero-hormigón en menos de 3 minutos.
Por último, pero no menos importante, puede importar su modelo de anclaje desde su software CAD utilizando nuestros enlaces BIM. Para los productos de Autodesk – Advance Steel y Revit, los bloques de hormigón se importan dentro del modelo. Para Tekla Structures, debe utilizar una solución alternativa para superar esta limitación.
También puede utilizar el enlace BIM desde software de MEF; en tal caso, solo tiene que estar preparado para modelar el bloque de hormigón directamente en IDEA StatiCa.
Verificación normativa de uniones acero-hormigón
IDEA StatiCa cubre todas las verificaciones necesarias de la placa base, la mayoría de las verificaciones de hormigón y anclajes. IDEA StatiCa no cubre todas las verificaciones de los anclajes postinstalados. La razón es la falta de información, por ejemplo, la resistencia al cortante del adhesivo de los anclajes adheridos o la fuerza de hendimiento de los elementos de fijación controlados por par. Para esto, debe utilizar software especializado. Aquí, la sugerencia es bastante simple: el único que utiliza CBFEM es PROFIS de Hilti. Lea más sobre el método CBFEM utilizado para PROFIS Engineering Suite.
Anclajes con placa arandela (hormigonados in situ):
- Acero a tracción
- Acero a cortante (con o sin brazo de palanca)
- Rotura del hormigón (cono) a tracción
- Arrancamiento
- Desprendimiento del hormigón a cortante
- Explosión del hormigón
- Fallo del hormigón en borde
- NO POSIBLE - Fisuración del hormigón - consulte información del fabricante
Anclajes rectos (anclajes postinstalados):
- Acero a tracción
- Acero a cortante (con o sin brazo de palanca)
- Rotura del hormigón (cono) a tracción
- Desprendimiento del hormigón a cortante
- Fallo del hormigón en borde
- NO POSIBLE - Arrancamiento – consulte información del fabricante
- NO POSIBLE - Arrancamiento combinado y fallo del hormigón - consulte información del fabricante
- NO POSIBLE - Fisuración del hormigón – consulte información del fabricante
En el pasado, nos encontramos muy a menudo con el requisito de verificaciones para placa base parcialmente apoyada con la que IDEA StatiCa no podía trabajar. Desde la versión 20, esta verificación pendiente está disponible.
¡Sea seguro, ahorre tiempo, optimice!
El diseño de uniones acero-hormigón puede ser un trabajo muy laborioso y exigente, pero el conjunto de herramientas adecuado puede reducir rápidamente la cantidad de trabajo. Por eso, el cálculo de uniones de cimentación de acero sobre un bloque de hormigón es una de las funciones más utilizadas y demandadas en IDEA StatiCa. Si desea comprobar cómo IDEA StatiCa puede ayudarle a diseñar anclajes de forma más rápida y eficiente, puede probarlo durante 14 días de forma gratuita.
El anclaje es también uno de los temas tratados con mayor frecuencia en nuestros webinars. Sus grabaciones están disponibles en nuestro Centro de soporte.