Ya sea por el espacio limitado para el anclaje, un diseño arquitectónico poco convencional, un anclaje cercano al borde, la necesidad de fijar acero a formas de hormigón irregulares, o la exigencia desde la obra de diseñar placas hormigonadas in situ, estos casos especiales requieren mucho más que soluciones típicas. Ahí es exactamente donde comienza el verdadero desafío de diseño.
¿Cómo abordan realmente los ingenieros estructurales estas situaciones?
Todo comienza con suposiciones y una gran cantidad de trabajo manual y cálculos. Se dedican horas a iterar diseños y a realizar verificaciones normativas. Con demasiada frecuencia, los diseños analizados llevan a zapatas y placas innecesariamente sobredimensionadas debido a los desprendimientos del hormigón:
- Fallo de borde del hormigón
- Fallo de cono de hormigón
- Combinación de fallos
Tomemos como ejemplo el anclaje cerca del borde. Sin armadura, es casi imposible pasar una verificación normativa de fallo de borde o de cono del hormigón. Cuando los anclajes están cerca unos de otros, de repente se enfrenta a conos que interactúan entre sí, algo que la mayoría de las normativas recomiendan evitar por completo. Pero, ¿qué se hace cuando el diseño simplemente no permite el espaciado recomendado?
Debe considerarse la armadura complementaria necesaria. Eurocode 1992-4 - Design of concrete structures - Part 4: Design of fastenings for use in concrete recomienda establecer un modelo de biela y tirante apropiado.
Pero, ¿qué ocurre si una forma atípica del bloque de hormigón complica las cosas?
Cómo abordar los desafíos de anclaje en geometrías no estándar de bloques de hormigón
Especialmente cuando se trata de geometrías irregulares o diseños únicos que van más allá de los casos estándar de los libros de texto, el proceso no solo consume mucho tiempo, sino que también deja demasiado margen para la incertidumbre. En tales casos, las formas generales pueden ser impredecibles, lo que hace crucial considerar cuidadosamente las distancias al borde en todos los lados. La profundidad de empotramiento puede variar debido a diferencias en el espesor del bloque o en la posición de los anclajes, y los propios anclajes pueden no estar en el mismo plano.
En la última versión de IDEA StatiCa, hemos añadido nuevas y potentes capacidades para ayudarle a diseñar y verificar según normativa el anclaje en condiciones del mundo real que no siguen los libros de texto.
Ahora puede diseñar y verificar según normativa casi cualquier forma de bloque de hormigón para anclaje. Ya sea un pedestal, bloques de anclaje no rectangulares, extensiones de zapatas corridas, cualquier forma de muro, o una geometría personalizada requerida por los arquitectos.
Diseño de placas hormigonadas in situ considerando la armadura
En la industria de la construcción, es habitual encontrar estructuras de soporte que incorporan tanto elementos de acero como de hormigón. Los componentes de hormigón suelen desempeñar un papel clave en proporcionar estabilidad lateral a la estructura de acero. Estos elementos normalmente se conectan mediante placas hormigonadas in situ. Las placas hormigonadas in situ ofrecen un anclaje fiable y, además, pueden fabricarse para minimizar la perforación en la obra. Las placas quedan enrasadas con la superficie del hormigón, lo que permite uniones limpias y planas. Las placas hormigonadas in situ son especialmente valoradas en aplicaciones como sistemas de soporte de fachadas, uniones de estructuras de acero en edificios híbridos de hormigón y acero, soportes de guías de ascensores, anclaje de equipos mecánicos, apoyos de puentes y uniones de paneles de hormigón prefabricado.
Pero aunque sus aplicaciones son amplias, el diseño puede volverse considerablemente más complejo. Las fuerzas axiales son resistidas por la armadura del hormigón, que se suelda a la placa de acero para transferir la carga mediante adherencia con el hormigón. Los pernos con cabeza, anclajes o llaves de corte resisten las fuerzas cortantes.
La resistencia de cálculo de los elementos embebidos depende en gran medida de la posición de la armadura del hormigón, especialmente si la placa hormigonada in situ está situada cerca del borde (soportando sistemas de fachada).
Detail (con CSFM 3D) tiene en cuenta automáticamente la armadura cercana a la placa hormigonada in situ, lo que puede aumentar significativamente la capacidad de carga. Esta solución permite realizar diseños sin simplificaciones excesivas y proporciona verificaciones basadas en el Estado Límite Último (ELU).
Llevando el diseño de anclajes al siguiente nivel
IDEA StatiCa ofrece a los ingenieros una solución integral para el diseño y la verificación normativa del anclaje. Los ingenieros ya no están limitados por ejemplos simplificados y conservadores de los libros de texto que se ajustan a las normativas de diseño, lo que provocaba el sobredimensionamiento de placas base y anclajes. Al tener en cuenta la armadura del bloque de hormigón, los ingenieros pueden lograr diseños seguros, precisos y rentables.
Es momento de ir más allá de los libros de texto y diseñar sistemas de anclaje que reflejen verdaderamente la complejidad y las exigencias de las aplicaciones estructurales modernas.
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