anclajes en el concreto segun 318

7/21/2019 Anclajes en El Concreto Segun 318

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ANCLAJES AL CONCRETO POR EL ACI 318-05Seminario Invitado, Instituto de Ingeniería, UNAM

México, DF, MÉXICO Marzo 2007Prof. Richard E. Klingner, Universidad de Texas en Austin

1

1

ANCLAJES AL CONCRETO ( ACI 318 ANCLAJES AL CONCRETO ( ACI 318--05 AP05 APÉÉNDICE D SOBRE DISENDICE D SOBRE DISEÑÑO YO Y ACI 355.2 ACI 355.2--04 SOBRE CALIFICACI04 SOBRE CALIFICACIÓÓNN

DE PRODUCTOS )DE PRODUCTOS )

FergusonStructural EngineeringLaboratory - The University of Texas at Austin

Prof Prof . Richard E . Klingner . Richard E . Klingner Universidad de Texas en AustinUniversidad de Texas en Austin

Seminario InvitadoSeminario InvitadoInstituto de Ingenier Instituto de Ingenier í í a , UNAM a , UNAM M M é é xico , DF , M xico , DF , M É É XICO XICO Marzo 2007 Marzo 2007

2

MATERIALES DEL SEMINARIOMATERIALES DEL SEMINARIO

Apuntes sobre diapositivas Apuntes sobre diapositivas Ejemplos de diseEjemplos de diseññoo

3

OBJETIVOS Y RESUMENOBJETIVOS Y RESUMEN

definiciones bdefiniciones bá á sicas sobre anclajesicas sobre anclaje

historia , alcances y organizaci historia , alcances y organizaci óón del ACI n del ACI 318 318 - - 05 Ap05 Apé é ndice D ( disendice D ( diseñño de anclajeso de anclajesmec mec á á nicos )nicos )

relaci relaci óón entre el ACI 318 n entre el ACI 318 - - 05 Ap05 Apé é ndice D y ndice D y el ACI 355.2 el ACI 355.2 - - 04 ( calificaci 04 ( calificaci óón de conectoresn de conectoresmec mec á á nicos de instalaci nicos de instalaci óón posterior n posterior ) )

provisiones del ACI 318 provisiones del ACI 318 - - 05 Ap05 Apé é ndice Dndice D

ejemplos de diseejemplos de diseññoo

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AGRADECIMIENTOS AGRADECIMIENTOS

las diapositivas se basan en material las diapositivas se basan en material desarrollado en mayor parte por Rondesarrollado en mayor parte por Ron Cook Cook ( Universidad de la Florida ) y Richard ( Universidad de la Florida ) y Richard Klingner ( Universidad de Texas en Austin )Klingner ( Universidad de Texas en Austin ) para un seminario sobre anclaje para un seminario sobre anclaje

los ejemplos de diselos ejemplos de diseñño se toman deo se toman dematerial tipo borrador en desarrollo por el material tipo borrador en desarrollo por el Comit Comit é é ACI 355 ( Anclaje al Concreto ) ACI 355 ( Anclaje al Concreto )

5

DEFINICIONESDEFINICIONES

Embebida

Pieza SujetadaConector ,

Perno

6

HISTORIA DEL ACI 318 APHISTORIA DEL ACI 318 APÉÉNDICE DNDICE D

antes del 2002 antes del 2002 •• viejos c viejos c óódigos modelos tales como el UBC ,digos modelos tales como el UBC ,

provisiones del provisiones del ACI 349 ( Estructuras Nucleares ) , ACI 349 ( Estructuras Nucleares ) ,o gu o gu í í as industriales tales como el as industriales tales como el PCI PCI Handbook Handbook

•• conectores mec conectores mec á á nicas colocados en sitionicas colocados en sitio

•• rotura del acero , desprendimiento del concreto ,rotura del acero , desprendimiento del concreto ,y rotura del concreto con base en un cono dey rotura del concreto con base en un cono de45 grados45 grados

2002 : llega el ACI 318 2002 : llega el ACI 318 - - 02 Ap02 Apé é ndice Dndice D•• conectores mec conectores mec á á nicas vaciados en sitio y denicas vaciados en sitio y de

instalaci instalaci óón posterior n posterior

•• M M é é todo CC ( pir todo CC ( pir á á mide de 35 grados )mide de 35 grados )

•• concreto agrietadoconcreto agrietado





2

7

Tipos de ConectoresTipos de Conectores

Undercut Expansion

vaciadosvaciadosen sitioen sitio Adhesive Grouted

Gobernados por el ACI Gobernados por el ACI 318 318 - - 05 Ap05 Apé é ndice Dndice D

de instalaci de instalaci óónn posterior posterior

Conectores Mec Conectores Mec á á nicosnicos Conectores AdheridosConectores Adheridos8

Embebida Efectiva para ConectoresEmbebida Efectiva para ConectoresMecMecáánicos Vaciados en Sitionicos Vaciados en Sitio

hhef ef == embebidaembebida efectivaefectiva

hef

9

Embebida Efectiva para ConectoresEmbebida Efectiva para ConectoresMecMecáánicos de Instalacinicos de Instalacióón Posterior n Posterior

hhef ef = embebida efectiva= embebida efectiva

hef

10

Tipos de Conectores deTipos de Conectores deInstalaciInstalacióón Posterior n Posterior . . .. . .

Pre-Drilled

Undercut

Con e Anc ho r S le ev e

Tensile

Force

conectores acampanados

11

. . . Tipos de Conectores de. . . Tipos de Conectores deInstalaciInstalacióón Posterior : Conectoresn Posterior : Conectores

Expansivos , Controlados por Tors iExpansivos , Controlados por Torsi óónn Aplicada Aplicada

(1) Heavy Duty (2) Wedge Fastener (3) Sleeve Fastener

Sleeve Fastener

manga pesada cuña manga

12

. . . Tipos de Conectores de. . . Tipos de Conectores deInstalaciInstalacióón Posterior : Conectoresn Posterior : Conectores

Expansivos , Controlados por Expansivos , Controlados por DeformaciDeformacióón Aplicadan Aplicada

(1) Drop-In Fastener (2) Self-Drilling (3) Stud Fastener

Fastener

martillado auto - taladrante tacón





3

13

mec mec á á nica denica de fractura ( fractura ( “ “ efecto de tamaefecto de tamañño )o )

á á ngulo de falla dengulo de falla de 35 35 0 0 en lugar de 45 en lugar de 45 0 0

distribuci distribuci óón non no - - uniforme de esfuerzosuniforme de esfuerzosalrededor de un conector cerca de un bordealrededor de un conector cerca de un borde

distribuci distribuci óón no pareja de carga entren no pareja de carga entreconectores en un grupo ( excentricidad )conectores en un grupo ( excentricidad )

caso omiso es concreto agrietado , en lugar caso omiso es concreto agrietado , en lugar de no agrietadode no agrietado

Diferencias BDiferencias Báásicas entre el Msicas entre el MéétodotodoCCD y el MCCD y el Méétodo del Cono de 45todo del Cono de 45oo

14

DIFERENCIAS ENTRE MODELOSDIFERENCIAS ENTRE MODELOS

CCDCCD

Ángulo de Fallade 45 o ( mecánica de fractura )

Cono de 45 Cono de 45 0 0

1 5' .c c ef N k f h=

' 2c c ef N k f h=

Ángulo de Fallade 35 o

15

¿¿PorquPorquéé cambiar el exponente decambiar el exponente delala hhef ef ??

ecuaci ecuaci óón del cono de 45 n del cono de 45 0 0

modificaci modificaci óón por n por “ “ efecto de tamaefecto de tamaññoo” ” Resultado :Resultado :

' 2

0.5 C c ef b

ef

k f hN

h=

1 5' . CCDb c c ef N k f h=

16

Á Ángulo dengulo deFallaFalla

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300 400 500

Embebida (Embebida ( mmmm ))

Á n g u l o

d e

f a l l a

( g r a d o s )

n = 11n = 9 n = 6

hef

hef

Áng ulo de fall a

17

El MEl Méétodotodo CCD Predice la Rotura delCCD Predice la Rotura delConcreto Mejor que el MConcreto Mejor que el Méétodo deltodo del

Cono deCono de 4545oo . . .. . .

0

1

2

3

4

5

0 50 100 150 200

Embebida Efectiva ( mm )

O b s e r v a d a

/ P r e d i c h a

O b s e r v a d a

/ P r e d i c h a

Promedio = 0.994CDE = 0.196

Método CCD

18

. . . El M. . . El Méétodotodo CCD Predice la RoturaCCD Predice la Roturadel Concreto Mejor que el Mdel Concreto Mejor que el Méétodo deltodo del

Cono deCono de 4545oo

0

1

2

3

4

5

0 50 100 150 200

Embebida Effectiva ( mm )

O b s e r v a d a /

P r e d i c h a

Promedio = 1.642CDE = 0.338

Método delcono de 450





4

19

El MEl Méétodotodo CCD Encara elCCD Encara el Agrietamiento Agrietamiento

El concreto sEl concreto sí í se agrietase agrieta

•• cargas aplicadascargas aplicadas

•• retracci retracci óónn restringida y movimiento t restringida y movimiento t é é rmicormico

El ACI 318 ApEl ACI 318 Apé é nndice D y el ACI 355.2 dice D y el ACI 355.2 alientan el uso de conectores mec alientan el uso de conectores mec á á nicosnicosque se comportan bien en grietas mque se comportan bien en grietas má á s os omenos tan anchas como el espesor de unamenos tan anchas como el espesor de unau u ññaa

20

Efectos del AgrietamientoEfectos del Agrietamiento

F F concretoconcretono agrietadono agrietado

concreto agrietadoconcreto agrietado

plano de grieta plano de grieta

F F

compresi compresi óónn

tracci tracci óónn

el agrietamientoel agrietamientoreduce lareduce la

capacidad por capacidad por rotura del rotura del concretoconcreto

21

Todo Conector Se Afecta por Todo Conector Se Afecta por GrietasGrietas

Tacones conTacones conCabezaCabeza

Curvas en concretoCurvas en concretono agrietado y no agrietado y agrietadoagrietado

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Unos Se Afectan Dr Unos Se Afectan Dr áásticamentesticamente

Conectores Martillados

Curvas para conectoresCurvas para conectorescompletamente y completamente y parcialmente expandidos , parcialmente expandidos ,en concreto no agrietadoen concreto no agrietado

y agrietadoy agrietado

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EL ACI 318EL ACI 318--05 , EL ACI 31805 , EL ACI 318--0505 APENDIX D , Y EL ACI 355.2 APENDIX D , Y EL ACI 355.2

El ACI 318 El ACI 318 - - 05 , Secci 05 , Secci óónn 8.1.3 ( An8.1.3 ( Aná á lisis y lisis y DiseDiseññoo - - Consideraciones Generales ) hace el Consideraciones Generales ) hace el Ap Apé é ndice D obligatorio para el disendice D obligatorio para el diseñño deo deconectores al concretoconectores al concreto

El ACI 318 El ACI 318 - - 05 , Secci 05 , Secci óónn 3.8.6 ( Materiales )3.8.6 ( Materiales )hace el ACI 355.2 hace el ACI 355.2 - - 04 obligatorio para04 obligatorio paraconectores mec conectores mec á á nicos de instalaci nicos de instalaci óónn posterior , dise posterior , diseññados por el Apados por el Apé é ndice Dndice D

24

¿¿ PORQUPORQUÉÉ NECESITAMOS ALNECESITAMOS AL ACI ACI355.2 PARA CONECTORES355.2 PARA CONECTORES

MECMEC Á ÁNICOS DE INSTALACINICOS DE INSTALACIÓÓNNPOSTERIORPOSTERIOR ??

comportamiento cargacomportamiento carga - - desplazamientodesplazamientovariable , en especial en concreto agrietadovariable , en especial en concreto agrietado

comportamiento sensible a instalaci comportamiento sensible a instalaci óónn determinar comportamiento bdeterminar comportamiento bá á sico y sico y

confiabilidad mediante ensayos est confiabilidad mediante ensayos est á á ndar ndar ( referencia , confiabilidad , servicio )( referencia , confiabilidad , servicio )

con base en esta confiabilidad , asignar con base en esta confiabilidad , asignar categor categor í í a de desempea de desempeñño y factor deo y factor dereducci reducci óón de capacidad n de capacidad φ





5

25

D.2.1D.2.1 -- ALCANCE ALCANCE

conectores usados para transmitir conectores usados para transmitir tracci tracci óón , corte , o combinaciones den , corte , o combinaciones deellosellos

niveles de seguridad ( factores de carganiveles de seguridad ( factores de cargay y φ ) para condiciones de servicio ) para condiciones de servicio

no se aplica a solicitaciones de manejono se aplica a solicitaciones de manejoa corto plazo o de construcci a corto plazo o de construcci óónn

26

D.2.2D.2.2 -- ALCANCE . . . ALCANCE . . .

se incluyen :se incluyen :

•• conectores mec conectores mec á á nicos vaciados en sitionicos vaciados en sitio•• conectores mec conectores mec á á nicos de instalaci nicos de instalaci óón posterior n posterior

no se incluyen :no se incluyen :

•• injertos especialesinjertos especiales

•• pasadores pasadores

•• conectores mconectores mú ú ltiples conectados a una sola placaltiples conectados a una sola placaen el extremo embebido de los conectoresen el extremo embebido de los conectores

•• conectores adheridosconectores adheridos

•• conectores instalados por pistolaconectores instalados por pistola

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. . . D.2.3. . . D.2.3 -- ALCANCE ALCANCE

requisitos geomrequisitos geomé é tricos para pernos y tricos para pernos y tacones para prevenir el desprendimientotacones para prevenir el desprendimiento

capacidad por desprendimiento en concretocapacidad por desprendimiento en concretono agrietadono agrietado ≥ 1.41.4 N N p p por la por la Ec Ec . ( D. ( D - - 15 )15 )

pernos y tacones con cabeza est pernos y tacones con cabeza est á á ndar ndar cumplen ( ver cumplen ( ver tablas a la final de lostablas a la final de losejemplos de diseejemplos de diseñño )o )

se requieren ensayos si el perno o tac se requieren ensayos si el perno o tac óónntiene cabeza menor que lo est tiene cabeza menor que lo est á á ndar ndar

28

. . . D.2.3. . . D.2.3 -- ALCANCE ALCANCE

requisitos geomrequisitos geomé é tricos para pernos J y Ltricos para pernos J y L( sin depender de la fricci ( sin depender de la fricci óón ) para prevenir n ) para prevenir el desprendimientoel desprendimiento

capacidad por desprendimiento en concretocapacidad por desprendimiento en concretono agrietadono agrietado ≥ 1.41.4 N N p p por la por la Ec Ec . ( D. ( D - - 16 )16 )

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. . . D.2.3. . . D.2.3 -- 4 : ALCANCE4 : ALCANCE

los conectores de instalaci los conectores de instalaci óón posterior non posterior notienen capacidades predecibles detienen capacidades predecibles dedesprendimientodesprendimiento

los conectores de instalaci los conectores de instalaci óón posterior n posterior tienen que calificarse por el tienen que calificarse por el AC AC I 355.2 I 355.2

no se consideran la fatiga a altono se consideran la fatiga a alto ciclajeciclaje ni ni el impactoel impacto

efectos sefectos sí í smicos se cubren en lasmicos se cubren en la D.3.3D.3.3

30

D.3.1 & .2D.3.1 & .2 -- REQUISITOS GENERALESREQUISITOS GENERALES

cargascargas mayoradasmayoradas de ande aná á lisis el lisis el á á sticostico

se permite el anse permite el aná á lisis pl lisis pl á á stico si losstico si loselementos de acero son d elementos de acero son d ú ú ctiles , y si sectiles , y si seconsidera la compatibilidad deconsidera la compatibilidad dedeformaciones ( a continuaci deformaciones ( a continuaci óónn ) )

combinaciones de carga por la 9.2 y loscombinaciones de carga por la 9.2 y los φ

por la D.4.4 por la D.4.4

combinaciones de carga por el C.2 y loscombinaciones de carga por el C.2 y los φ

por la D.4.5 por la D.4.5





6

31

D.3.3.1D.3.3.1--55 -- REQUISITOS GENERALESREQUISITOS GENERALES

Zonas de Riesgo S Zonas de Riesgo S í í smicosmico Intermedio o AltoIntermedio o Alto( Categor ( Categor í í as de Diseas de Diseñño S o S í í smico C o Dsmico C o D ) )•• se excluyen conectores en r se excluyen conectores en r óótulas pl tulas pl á á sticassticas

•• conectores de instalaci conectores de instalaci óón posterior tienen quen posterior tienen queaprobar los Ensayos S aprobar los Ensayos S í í smicos Simulados del smicos Simulados del

ACI 355.2 ACI 355.2

•• capacidad de disecapacidad de diseñño :o : 0.75 0.75 φ N N nn y y 0.75 0.75 φ V V nn•• disediseñño del conector gobernado por la resistenciao del conector gobernado por la resistencia

del elemento d del elemento d ú ú ctil de aceroctil de acero , o, o

•• la pieza sujetada tiene que fluir de manerala pieza sujetada tiene que fluir de manerad d ú ú ctil en una cargactil en una carga ≤ 75 % de la m75 % de la mí í nimanimacapacidad de disecapacidad de diseñño del conector o del conector

32

D.3.5D.3.5 -- REQUISITOS GENERALESREQUISITOS GENERALES

Las ecuaciones de la ACI 318 ApLas ecuaciones de la ACI 318 Apé é ndice Dndice Dson v son v á á lidas paralidas para ::

•• f f c c ′ ≤ 10,000 10,000 psi psi para conectores vaciados en para conectores vaciados ensitiositio

•• f f c c ′ ≤ 8000 8000 psi psi para conectores de instalaci para conectores de instalaci óónn posterior posterior

Los conectores de instalaci Los conectores de instalaci óón posterior enn posterior enconcreto conconcreto con f f c c ′ > 8000 > 8000 psi psi tienen quetienen queensayarseensayarse

33

D.4.1D.4.1 -- MODOS DE FALLA EN TRACCIMODOS DE FALLA EN TRACCIÓÓNN

cedenciacedencia y rotura del aceroy rotura del acero

rotura del concreto ( concreterotura del concreto ( concrete breakout breakout ) )

desprendimiento ( desprendimiento ( pullout pullout ) )

rotura de la cara lateral del concretorotura de la cara lateral del concreto( concrete( concrete sideside - - faceface blowout blowout ) )

rajamientorajamiento

el mel má á s d s d é é bil gobiernabil gobierna

34

D.4.1D.4.1 -- MODOS DE FALLA EN CORTEMODOS DE FALLA EN CORTE

cedenciacedencia y rotura del aceroy rotura del acero

rotura del concreto ( concreterotura del concreto ( concrete breakout breakout ) )

rotura posterior del concreto ( concreterotura posterior del concreto ( concrete pryout pryout ) )

hay que evitar falla por hay que evitar falla por rajamientorajamiento ( D.8 )( D.8 )

el mel má á s d s d é é bil gobiernabil gobierna

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D.1D.1 -- DEFINICIONESDEFINICIONES

RefuerzoRefuerzo suplementariosuplementario

•• refuerzorefuerzo disediseññoo para para amarrar amarrar unun prisma prisma potencial potencial dede roturarotura al al miembromiembro dede concretoconcreto

Ver Ver D.8 , D.11 , y D.12 ( ACI 318 D.8 , D.11 , y D.12 ( ACI 318 - - 05 )05 )

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REFUERZO SUPLEMENTARIOREFUERZO SUPLEMENTARIOPARA TRACCIPARA TRACCIÓÓNN

Notar Notar :: RefuerzoRefuerzo perpendicular a la perpendicular a la direcci direcci óónndede cargacarga nono eses efectivoefectivo por por cortecorte - - fricci fricci óónn





7

37

REFUERZO SUPLEMENTARIOREFUERZO SUPLEMENTARIOPARA CORTEPARA CORTE

38

Refuerzo SuplementarioRefuerzo Suplementario

la definici la definici óón se clarifican se clarifica un tipo de refuerzo suplementarioun tipo de refuerzo suplementario

permite un permite un φ mayor mayor

otro tipo ( RD.4.2.1 ) realmente no esotro tipo ( RD.4.2.1 ) realmente no es“ “ suplementariosuplementario” ” , y lleva al usuario, y lleva al usuariofuera del Apfuera del Apé é ndicendice D al ACI 318 D al ACI 318 - - 05 ,05 ,CapCapí í tulo 12 tulo 12

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RD.4.2.1RD.4.2.1 -- REFUERZOREFUERZOSUPLEMENTARIO . . .SUPLEMENTARIO . . .

“ “ . . . refuerzo orientado en la direcci . . . refuerzo orientado en la direcci óón den dela carga , y disela carga , y diseññado a resistir toda laado a resistir toda lacarga dentro del prisma de rotura del carga dentro del prisma de rotura del concreto , y completamente desarrolladoconcreto , y completamente desarrolladoen los dos lados de los planos deen los dos lados de los planos derotura , puede proveerse en lugar derotura , puede proveerse en lugar decalcular la capacidad por roturacalcular la capacidad por rotura” ”

40

Refuerzo Suplementario talRefuerzo Suplementario talcomo se Nota en la RD.4.2.1como se Nota en la RD.4.2.1

Capítulo 12

Capacidad por rotura del Capacidad por rotura del concreto ( Apconcreto ( Apé é ndice D ) esndice D ) esinsuficienteinsuficiente -- -- va a haber va a haber roturarotura

Aumentar el Aumentar el φ por rotura por roturano ayudano ayuda

Usar las provisiones del Usar las provisiones del ACI 318 ACI 318 - - 05 , Cap05 , Capí í tulo 12 , y tulo 12 , y empalmar los conectoresempalmar los conectoresal refuerzo para resistir lasal refuerzo para resistir lasacciones de diseacciones de diseññoo

41

D4.1D4.1 -- CAPACIDAD DE CONECTORESCAPACIDAD DE CONECTORES

φ N N nn ≥ N N uaua ( D( D - - 1 )1 )

φ V V nn ≥ V V uaua ( D( D - - 2 )2 )

usar la menor usar la menor φ N N nn y y φ V V nn de losde losmodos de falla aplicablesmodos de falla aplicables

usar interacci usar interacci óón para combinaciones den para combinaciones deN N uaua y y V V uaua

42

D.4.2D.4.2 -- CAPACIDAD NOMINALCAPACIDAD NOMINAL

modelos de disemodelos de diseñño tienen que estar deo tienen que estar deacuerdo sustancial con resultados deacuerdo sustancial con resultados deensayosensayos

la capacidad nominal se basa en el 5 %la capacidad nominal se basa en el 5 %fractil fractil inferior de las capacidadesinferior de las capacidadesindividuales de conectoresindividuales de conectores

•• una confianza del 90% que el 95 % de lasuna confianza del 90% que el 95 % de lascapacidades medidas superan a la capacidad capacidades medidas superan a la capacidad nominal nominal





8

43

D.4.2.2D.4.2.2 – – LIMITACILIMITACIÓÓN PARA LAN PARA LAROTURA DEL CONCRETOROTURA DEL CONCRETO

Las provisiones para la rotura del Las provisiones para la rotura del concreto de la D.5.2 para tracci concreto de la D.5.2 para tracci óónn y lay laD.6.2 para corte se limitan actualmenteD.6.2 para corte se limitan actualmentea di a di á á metros de conector metros de conector ≤ 2 in. y 2 in. y embebidas ( embebidas ( hhef ef ) ) ≤ 25 in.25 in.

Esta limitaci Esta limitaci óón no se aplica a otrosn no se aplica a otrosmodos de fallamodos de falla

44

D.4.4D.4.4 -- LOSLOS φ PARA USO CON LASPARA USO CON LASCOMBINACIONES DE CARGA DE LACOMBINACIONES DE CARGA DE LA

SECCISECCIÓÓNN 9.29.2

Gobierna la Capacidad del AceroGobierna la Capacidad del Acero

(a) Elemento D(a) Elemento Dú ú ctil de Aceroctil de Acero

•• Tracci Tracci óónn φ = 0.75 = 0.75

•• CorteCorte φ = 0.65 = 0.65

(b) Elemento Fr (b) Elemento Fr á á gil de Acerogil de Acero

•• Tracci Tracci óónn φ = 0.65 = 0.65

•• CorteCorte φ = 0.60 = 0.60

45

D.1D.1 -- DEFINITIONSDEFINITIONS

Elementos Fr Elementos Fr á á giles de Acerogiles de Acero

•• alargamiento < 14% y alargamiento < 14% y

•• reducci reducci óón enn en á á rearea < 30%< 30%

Elementos DElementos Dú ú ctiles de Aceroctiles de Acero

•• alargamientoalargamiento ≥ 14% y 14% y

•• reducci reducci óón enn en á á rearea ≥ 30%30%

Notar Notar : El ASTM A 307 se considera d : El ASTM A 307 se considera d ú ú ctil ctil

46

Capacidad Gobernada por ConcretoCapacidad Gobernada por Concreto

Condici Condici óónn A : A : refuerzo suplementariorefuerzo suplementarioatraviesa la superficie potencial de fallaatraviesa la superficie potencial de falla( rotura de concreto solamente )( rotura de concreto solamente )

Condici Condici óónn B :B : no hay refuerzono hay refuerzosuplementario , desprendimiento , roturasuplementario , desprendimiento , rotura posterior , rotura de la cara lateral ) posterior , rotura de la cara lateral )


SECCISECCIÓÓN 9.2N 9.2

47

Condición A Condición B

Corte0.75 0.70 Tracción

Pernos en Sitio- con cabeza o

ganchoInstalación Post - Categoría 1- Categoría 2 - Categoría 3

0.75

0.75 0.65 0.55

0.70

0.65 0.55 0.45

(c) Capacidad Gobernada por Concreto


SECCISECCIÓÓN 9.2N 9.2

48

D.5D.5 -- DISEDISEÑÑO POR TRACCIO POR TRACCIÓÓNN

D.5.1D.5.1 – – Capacidad de AceroCapacidad de Acero

D.5.2 D.5.2 – – Capacidad por Rotura del ConcretoCapacidad por Rotura del Concreto

D.5.3D.5.3 – – Capacidad por DesprendimientoCapacidad por Desprendimiento D.5.4D.5.4 – – Capacidad por Rotura de la CaraCapacidad por Rotura de la Cara

Lateral del Concreto ( Conectores conLateral del Concreto ( Conectores conCabeza solamente )Cabeza solamente )





9

49

D.5.1D.5.1 -- FALLA POR ACEROFALLA POR ACERO( TRACCI( TRACCIÓÓN )N )

N n

50

D.5.1D.5.1 -- CAPACIDAD DEL ACEROCAPACIDAD DEL ACERO( TRACCI( TRACCIÓÓN )N )

N N sasa = n A= n Asese f f utauta ( D( D - - 3 )3 )

dondedonde f f utauta ≤ 1.91.9 f f yaya

≤ 125,000 125,000 psi psi

para A para Asese ver tablas a la final de los ejemplosver tablas a la final de los ejemplosde disede diseññoo

51

D.5.2D.5.2 -- ROTURA DEL CONCRETOROTURA DEL CONCRETO( TRACCI( TRACCIÓÓN )N )

N nN n

52


Capacidad de Rotura del ConcretoCapacidad de Rotura del Concreto

La capacidad correspondiente a laLa capacidad correspondiente a laseparaci separaci óón del miembro , de unn del miembro , de unvolumen de concreto alrededor del volumen de concreto alrededor del conector o grupo de conectoresconector o grupo de conectores

53


Á Árearea ProyectadaProyectada

El El á á rea en la superficie libre del rea en la superficie libre del miembro de concreto que se usa paramiembro de concreto que se usa pararepresentar la base de unarepresentar la base de una supuestasupuestasuperficie de fallasuperficie de falla rectilineal rectilineal

54

D.5.2.1D.5.2.1 -- CAPACIDAD POR ROTURACAPACIDAD POR ROTURADE CONCRETO DE UN SOLODE CONCRETO DE UN SOLO

CONECTOR ( TRACCICONECTOR ( TRACCIÓÓN )N )

, , , ( 4)Nc cb ed N c N cp N b

Nco

AN N D

Aψ ψ ψ= −

por por á á rea proyectada de superficie de falla rea proyectada de superficie de falla

Capacidad b Capacidad b á á sica de un conector sica de un conector

por conectores de instalaci por conectores de instalaci ó ón posterior n posterior

por agrietamiento por agrietamiento

por efectos de borde por efectos de borde





10

55

D.5.2.1D.5.2.1 -- CAPACIDAD POR ROTURACAPACIDAD POR ROTURADE CONCRETO DE UN GRUPO DEDE CONCRETO DE UN GRUPO DE

CONECTORES ( TRACCICONECTORES ( TRACCIÓÓN )N )

, , , , ( 5)Nc cbg ec N ed N c N cp N b

Nco

AN N D

Aψ ψ ψ ψ= −

por instalaci por instalaci ó ón posterior n posterior



por excentricidad por excentricidad

por por á á rea proyectada de la superficie de falla rea proyectada de la superficie de falla

Capacidad b Capacidad b á á sica de un solo sica de un solo conector conector

ssóólo se consideran conectores en tracci lo se consideran conectores en tracci óónn56

D.5.2.1D.5.2.1 -- Á ÁREA PROYECTADAREA PROYECTADA A ANcoNco

hef

1.5hef

1.5hef

1.5hef

Plan View Elevation

ANco = 9hef (D-6)

1.5hef

N n1.5hef 1.5hef

2

≈35 0

57

D.5.2.1D.5.2.1 -- Á ÁREA PROYECTADAREA PROYECTADA A ANcoNco

c 1 s1 1.5hef

1.5hef

c 2

s2

ef 1 h0 .3s ≤

ef 2 h5 .1c ≤

NcoNc nA A ≤

ef 2 h0 .3s ≤

ef 1 h5 .1c ≤

58

D.5.2.2D.5.2.2 -- ROTURA BROTURA B Á ÁSICA DESICA DECONCRETOCONCRETO . . .. . .

un solo conector en tracci un solo conector en tracci óón enn enconcreto agrietadoconcreto agrietado

( D( D - - 7 )7 )

- - k k c c = 24 para conectores en sitio= 24 para conectores en sitio

- - k k c c = 17 para conectores de= 17 para conectores deinstalaci instalaci óón posterior n posterior

( o mayor valor del ACI 355.2 )( o mayor valor del ACI 355.2 )

' 1.5b c c ef N k f h=

59

. . . D.5.2.2. . . D.5.2.2 -- ROTURA BROTURA B Á ÁSICA DESICA DECONCRETOCONCRETO

Alternativamente , para tacones o Alternativamente , para tacones o pernos con cabeza : pernos con cabeza :

11 in.11 in. ≤ hhef ef ≤ 25 in.25 in.

( D( D - - 8 )8 )' /

b c ef N f h= 5 316

60

D.5.2.3D.5.2.3 -- CONECTOR CERCACONECTOR CERCADE 3 O 4 BORDESDE 3 O 4 BORDES

Cuando 3 o mCuando 3 o má á s distancias de bordes distancias de borde ≤ 1.5 1.5 hhef ef

Æ Usar Usar hhef ef enen Ec Ec . ( D. ( D - - 4 ) a la ( D4 ) a la ( D - - 11 ) igual 11 ) igual al mayor de :al mayor de :

•• c c a,max a,max / 1.5 , y / 1.5 , y •• ( 1 / 3 ) espacio m( 1 / 3 ) espacio má á ximo entre conectores ximo entre conectores

dondedonde c c a,max a,max = m= má á xima xima distancia entre conector distancia entre conector y bordey borde





11

61

CCóómo determinar la embebidamo determinar la embebidaficticia ,ficticia , hhef ef ''

Ficticiamente mover la superficie real de rotura deFicticiamente mover la superficie real de rotura deconcreto hacia la superficie libre del concreto ,concreto hacia la superficie libre del concreto ,hasta que contacte por primera vez la superficiehasta que contacte por primera vez la superficielibrelibre

Considerar una zapata cuadrada :Considerar una zapata cuadrada :

hef

hef '

Superficie real de roturaSuperficie real de rotura

Superficie ficticia de rotura ,Superficie ficticia de rotura , por D.5.2.3 por D.5.2.3

62

¿¿ PorquPorquéé determinar ladeterminar laembebida ficticia ,embebida ficticia , hhef ef ' ?' ?

LaLa Ec Ec . ( D. ( D - - 6 ) para6 ) para A ANcoNco, aparece en el , aparece en el denominador de lasdenominador de las EcsEcs. ( D. ( D - - 4 ) y ( D4 ) y ( D - - 5 )5 ) para capacidad por rotura de concreto , y se para capacidad por rotura de concreto , y seaumenta en funci aumenta en funci óón den de hhef ef

2 2

La capacidad por rotura de un solo conector La capacidad por rotura de un solo conector de lade la Ec Ec . ( D. ( D - - 7 ) aparece en los7 ) aparece en losnumeradores de lasnumeradores de las EcsEcs. ( D. ( D - - 4 ) y ( D4 ) y ( D - - 5 ) , y 5 ) , y se aumenta en funci se aumenta en funci óón den de hhef ef

1.5 1.5

Si laSi la hhef ef ' ' no se determina seg no se determina seg ú ú n lan la D.5.2.3 ,D.5.2.3 ,el resultado es una predicci el resultado es una predicci óón demasiadan demasiadaconservadora para la capacidad por roturaconservadora para la capacidad por rotura

63

Assumed Failure Surface

4 in.

ExpectedFailure Surface

N n

9 in.

6 in.

5.5 in.

5 in.

Point A

ExpectedFailure Surface Assumed Failure Surface

5.5 in.

h ’ ef

h ’ e f Fictitious h ’ ef Larger of

c a,max /1.5 = 6/1.5 = 4 in.

s/3 = 9/3 = 3 in.

Embebida ficticiaEmbebida ficticia

64

D.5.2.4D.5.2.4 -- EFECTO DE EXCENTRICIDADEFECTO DE EXCENTRICIDAD

Para grupos de conectoresPara grupos de conectores

dondedonde ee' ' N N ≤ s/2 s/2

Excentricidad Biaxial Excentricidad Biaxial

ψec,N ec,N = ( = ( ψec ec , N , N ) ) x x ( ( ψec ec , N , N ) )y y

, '. ( )ec N

N

ef

Deh

ψ = ≤ −⎛ ⎞

+⎜ ⎟⎝ ⎠

11 0 9

21

3

65

T 1 T 2 T 3

e' N Resultant Tension Load ( T 1 + T 2 + T 3 )

Centroid of Anchors Loaded in Tension

N n

CCáálculo de Excentricidadlculo de Excentricidad . . .. . .

66

Resultant Tension Load ( T 1 + T 2 )

Centroid of Anchors Loaded in Tension

Only Anchors in Tension Considered to Determine e’ N

T 1 T 2

e' N

C

. . . C. . . Cáálculo de Excentricidadlculo de Excentricidad





12

67

D.5.2.5D.5.2.5 – – EFECTOEFECTODE BORDEDE BORDE

ef

a

N ed

ef a

N ed

ef a

h

c

DhcSi

DhcSi

5.13.07.0

)11(5.1

0.1

)10(5.1

min,

,

min,

,

min,

+=

−<

=

−≥

ψ

ψ

68

D.5.2.6D.5.2.6 – – EFECTO DE AGRIETAMIENTOEFECTO DE AGRIETAMIENTO

Concreto no Agrietado ( Concreto no Agrietado ( f f t t << f f r r bajo cargabajo cargade servicio )de servicio )•• conectores en sitio :conectores en sitio : ψc,N c,N = 1.25 = 1.25

•• conectores de instalaci conectores de instalaci óón posterior n posterior :: ψc,N c,N = 1.40 = 1.40 dondedonde k k c c = 17 en la= 17 en la Ec Ec . ( D. ( D - - 7 )7 )

•• cuando se conducen ensayos de conectorescuando se conducen ensayos de conectores para uso solamente en concreto no agrietado , y para uso solamente en concreto no agrietado , y cuando se determinacuando se determina k k c c con base en lacon base en la ACI ACI 355.2 ,355.2 , Æ ψc,N c,N = 1.00 = 1.00

69


Concreto No Agrietado ( Concreto No Agrietado ( f f t t << f f r r bajobajocarga de servicio )carga de servicio )•• cuando se conducen ensayos de conectorescuando se conducen ensayos de conectores

para concreto tanto agrietado como no para concreto tanto agrietado como noagrietado ,agrietado , k k c c y y ψc,N c,N tienen que basarse entienen que basarse enla ACI 355.2 la ACI 355.2

70


Concreto Agrietado ( Concreto Agrietado ( f f t t ≥ f f r r bajo carga debajo carga deservicio )servicio )•• conectores en sitio :conectores en sitio : ψc,N c,N = 1.0 = 1.0

•• conectores de instalaci conectores de instalaci óón posterior medianten posterior medianteel el ACI 355.2 : ACI 355.2 : ψc,N c,N = 1.0 = 1.0

•• Proveerle refuerzo de control de grietas por laProveerle refuerzo de control de grietas por laSecci Secci óónn 10.6.4 del ACI 318 10.6.4 del ACI 318 - - 05 05

71

D.5.2.7D.5.2.7 – – CONECTORES DECONECTORES DEINSTALACIINSTALACIÓÓN POSTERIOR ENN POSTERIOR EN

CONCRETO NO AGRIETADO SINCONCRETO NO AGRIETADO SINREFUERZO SUPLEMENTARIOREFUERZO SUPLEMENTARIO

Si Si c c a,mina,min ≥ c c ac ac

ψcp,N cp,N

= 1.0 = 1.0 (D(D- - 12)12)

Si Si c c a,mina,min << c c ac ac

(D(D- - 13)13)

dondedonde c c ac ac se define en D.8.6 se define en D.8.6

,min,

.a ef cp N

ac ac

c h

c c = ≥

1 5

para conectores en sitio ψcp,N = 1.0 72

D.5.2.8D.5.2.8 – – PLACA O ARANDELAPLACA O ARANDELA

N n

t

t t

35º





13

73

D.5.3D.5.3 -- CAPACIDAD PORCAPACIDAD PORDESPRENDIMIENTODESPRENDIMIENTO

N pn

74


N N pn pn == ψc,P c,P N N p p (D(D- - 14)14)

tac tac óón o perno encabezadon o perno encabezado

N N p p = 8 = 8 A Abrg brg f f c c ' ' (D(D- - 15)15)

perno J o L perno J o L

N N p p = 0.9= 0.9 f f c c ' ' eehh d d oo (D(D- - 16)16)

donde 3 d donde 3 d 0 0 ≤ eehh ≤ 4.5 d 4.5 d 0 0

75

Á ÁREA DE APLASTAMIENTOREA DE APLASTAMIENTO A Abrgbrg

Abrg

76

DISTANCIA eDISTANCIA ehh PARA PERNOS L Y JPARA PERNOS L Y J

eh

77


para conectores mec para conectores mec á á nicosnicos de instalaci de instalaci óónn posterior , no se puede calcular posterior , no se puede calcular N N p pmediante f mediante f óórmulas genrmulas gené é ricasricas

Æ N N p p tiene que basarse en ensayostiene que basarse en ensayosconducidos y evaluados seg conducidos y evaluados seg ú ú n el n el ACI 355.2 ACI 355.2

78

D.5.3.6D.5.3.6 -- CAPACIDAD PORCAPACIDAD PORDESPRENDIMIENTODESPRENDIMIENTO

Concreto No Agrietado ( Concreto No Agrietado ( f f t t << f f r r bajo carga debajo carga deservicio )servicio ) ψc,pc,p = 1.4= 1.4

Concreto AgrietadoConcreto Agrietado ψc,pc,p = 1.0 = 1.0





14

79

D.5.4D.5.4 -- ROTURA DE LA CARAROTURA DE LA CARALATERALLATERAL

N n

80


Capacidad por Rotura de la CaraCapacidad por Rotura de la CaraLateral Lateral

La capacidad de conectores con mayor La capacidad de conectores con mayor embebida pero menor recubrimientoembebida pero menor recubrimientolateral , correspondiente alateral , correspondiente adesconchamientodesconchamiento del recubrimientodel recubrimientolateral por la cabeza embebida , sinlateral por la cabeza embebida , sinrotura mayor en la superficie superior rotura mayor en la superficie superior del concretodel concreto

81

D.5.4.1D.5.4.1 -- ROTURA DE LA CARA LATERALROTURA DE LA CARA LATERAL

Un solo conector con embebida profunda ,Un solo conector con embebida profunda ,cerca del borde ( c cerca del borde ( c a1a1 < 0.4h< 0.4hef ef ) )

Si la distancia al borde en direcci Si la distancia al borde en direcci óónn perpendicular c perpendicular c a2 a2 < 3 c < 3 c a1a1 , modificar , modificar N N sbsb por : por :

( 1 + c ( 1 + c a2 a2 / c / c a1a1 ) / 4 ) / 4

donde 1.0 donde 1.0 ≤ c c a2 a2 / c / c a1a1 ≤ 3.0 3.0

' (D-17)sb a brg c N c A f = 1160

82

D.5.4.2D.5.4.2 -- ROTURA DE LA CARAROTURA DE LA CARALATERALLATERAL

Para mPara mú ú ltiples conectores encabezados conltiples conectores encabezados conembebida profunda , cerca del bordeembebida profunda , cerca del borde( c ( c a1a1 < 0.4< 0.4 hhef ef ) y s < 6 c ) y s < 6 c a1a1

dondedonde

s = espaciamiento de conectores exterioress = espaciamiento de conectores exterioresa lo largo del bordea lo largo del borde

N N sbsb de lade la Ec Ec . ( D. ( D - - 17 ) sin modificaci 17 ) sin modificaci óón por n por la distancia del borde en direcci la distancia del borde en direcci óónn

perpendicular perpendicular

(D-18)sbg sba

sN N

c

⎛ ⎞= +⎜ ⎟

⎝ ⎠1

16

83

EJEMPLOS DE DISEEJEMPLOS DE DISEÑÑO CONO CONTRACCITRACCIÓÓN SOLAMENTEN SOLAMENTE

Ejemplos de DiseEjemplos de Diseññoo ACI 355 : ACI 355 :

Ejemplos 1 , 2 , 3 , y 4Ejemplos 1 , 2 , 3 , y 4

ver tablas detr ver tablas detr á á s de los ejemplos paras de los ejemplos para propiedades de conectores propiedades de conectores

84

D.6D.6 -- DISEDISEÑÑO PARA CORTEO PARA CORTE

D.6.1D.6.1 – – Capacidad por AceroCapacidad por Acero

D.6.2 D.6.2 – – Capacidad por Rotura del Capacidad por Rotura del ConcretoConcreto

D.6.3D.6.3 – – Capacidad por Rotura al Rev Capacidad por Rotura al Rev é é ssdel Concretodel Concreto





15

85

D.6.1D.6.1 -- FALLA DEL ACERO ( CORTE )FALLA DEL ACERO ( CORTE )

V n

86

D.6.1.2D.6.1.2 -- CAPACIDAD POR ACEROCAPACIDAD POR ACERO( CORTE )( CORTE )

(a) Tacones Encabezados en Sitio(a) Tacones Encabezados en SitioV V sasa = n A= n Asese f f utauta ( D( D - - 19 )19 )


≤ 125,000 125,000 psi psi

- - Con colchones cementantes , usar 0.8 Con colchones cementantes , usar 0.8 V V sasa

87


(b) Pernos Encabezados y Enganchados ,(b) Pernos Encabezados y Enganchados ,y Conectores de Instalaci y Conectores de Instalaci óón Posterior n Posterior sin Manga Atravesando el Plano desin Manga Atravesando el Plano deCorteCorte

V V sasa = n A= n Asese ( 0.6 ( 0.6 f f utauta ) ( D ) ( D - - 20 )20 )


≤ 125,000 125,000 psi psi


88


(c) Conectores de Instalaci (c) Conectores de Instalaci óón Posterior n Posterior con Manga Atravesando el Plano decon Manga Atravesando el Plano deCorte ,Corte , V V sasa con base en :con base en :

•• ACI 355.2 , o ACI 355.2 , o

•• Ec Ec . ( D. ( D - - 20 )20 )


89

D.6.2D.6.2 -- ROTURA DEL CONCRETOROTURA DEL CONCRETO( CORTE )( CORTE )

V n

90

D.6.2.1(a)D.6.2.1(a) -- CAPACIDAD DE UN SOLOCAPACIDAD DE UN SOLOCONECTOR POR ROTURA DELCONECTOR POR ROTURA DEL

CONCRETO ( CORTE )CONCRETO ( CORTE )

Capacidad bCapacidad bá á sica de un conector sica de un conector



por por á á rea proyectada de la superficie de fallarea proyectada de la superficie de falla

, , ( 21)Vc

cb ed V c V bVco

A

V V D A ψ ψ= −





16

91

D.6.2.1(b)D.6.2.1(b) -- CAPACIDAD DE UNCAPACIDAD DE UNGRUPO DE CONECTORES PORGRUPO DE CONECTORES POR

ROTURA DEL CONCRETO ( CORTE )ROTURA DEL CONCRETO ( CORTE )

Capacidad bCapacidad bá á sica de un conector sica de un conector



por excentricidad por excentricidad

por por á á rea proyectada de la superficie de fallarea proyectada de la superficie de falla

, , , ( 22)Vc cbg ec V ed V c V b

Vco

AV V D

Aψ ψ ψ= −

92

Front view

V n

Edge of concrete

Plan view

V n

hef

Side section

c a1

35 o

1.5c a1 1.5c a1

1.5c a1

1.5c a1

1.5c a1 AVco

AVco = 2 (1.5c a1 )(1.5c a1 )

= 4.5(c a1 )2 (D-23)

Á Área proyectada por rotura delrea proyectada por rotura delconcreto ( corte ) .concreto ( corte ) . . .. .

93

AVc c a1

1.5c a1 1.5c a1s1

V n

ha

AVc = (2 x 1.5c a1 + s1 )ha

If ha < 1.5c a1 and s1 < 3c a1

. . .. . . Á Área proyectada por rotura delrea proyectada por rotura delconcreto ( corte )concreto ( corte )

94

c a1ha

Avc

If ha < 1.5c a1

AVc = (2 x 1.5c a1 ) x ha

V n /2

V n /2

1.5c a1 1.5c a1


95

c a1 AVc

1.5c a1 1.5c a1

V n

h

a

If ha < 1.5c a1

AVc = (2 x 1.5c a1 )ha


96

D.6.2.1(c)D.6.2.1(c)--(d)(d) – – CORTE PARALELOCORTE PARALELO AL BORDE AL BORDE

V n perp

2V n perp

Real Calcular

Calcular capacidad cortante perpendicular al borde , V n perp

Con base en ensayos , capacidad cortante paralela al borde = 2 V n perp





17

97

D.6.2.1(c)D.6.2.1(c)--(d)(d) -- CAPACIDAD PORCAPACIDAD PORROTURA DEL CONCRETO ( CORTE )ROTURA DEL CONCRETO ( CORTE )

Para corte paralelo al borde ( Para corte paralelo al borde ( ψed,V ed,V = 1 )= 1 )

•• V V cbcb = 2 [ = 2 [ V V cbcb por por Ec Ec . (D. (D- - 21)] 21)]

•• V V cbg cbg = 2 [ = 2 [ V V cbg cbg por por Ec Ec . (D. (D- - 22)] 22)]

En una esquina , usar la menor de :En una esquina , usar la menor de :

•• capacidad cortante perpendicular al bordecapacidad cortante perpendicular al borde

•• capacidad cortante paralela al bordecapacidad cortante paralela al borde

98

D.6.2.2D.6.2.2 -- CAPACIDAD BCAPACIDAD B Á ÁSICA PORSICA PORROTURA DEL CONCRETO ( CORTE )ROTURA DEL CONCRETO ( CORTE )

Un solo conector en concreto agrietadoUn solo conector en concreto agrietado

lee == hhef ef para conectores con rigidez para conectores con rigidez uniforme a lo largo deuniforme a lo largo de hhef ef

lee ≤ 8 d 8 d oo

lee = 2 d = 2 d oo para conectores expansivos , para conectores expansivos ,controlados por torsi controlados por torsi óón , con una mangan , con una mangade espaciamiento separada de la mangade espaciamiento separada de la mangade expansi de expansi óónn

( ).

.' (D-24)eb o c a

o

V d f c d

⎛ ⎞= ⎜ ⎟

⎝ ⎠

0 21 5

17l

manga de expansión

manga de espaciamiento

99


Si los conectores est Si los conectores est á á n soldadasn soldadasr r í í gidamente a la pieza sujetada , y gidamente a la pieza sujetada , y

El espesor mEl espesor mí í nimo de la pieza sujetadanimo de la pieza sujetadano es menor queno es menor que (a) 3/8 in. , o (b) el (a) 3/8 in. , o (b) el di di á á metro del conector metro del conector / 2 / 2

lee como se define en la D.6.2.2 como se define en la D.6.2.2

( ).

.' (D-25)eb o c a

o

V d f c d

⎛ ⎞= ⎜ ⎟

⎝ ⎠

0 21 5

18l

100


Para un grupo de conectores soldados a laPara un grupo de conectores soldados a la pieza sujetada , la capacidad se basa en c pieza sujetada , la capacidad se basa en c a1a1

para la fila m para la fila má á s lejos del bordes lejos del borde

Espacio centroEspacio centro - - aa - - centro entre conectorescentro entre conectores≥ 2.5 in.2.5 in.

If If c c a2 a2 ≤ 1.5 1.5 hhef ef , proveerle refuerzo, proveerle refuerzosuplementario en las esquinassuplementario en las esquinas

101

D.6.2.4D.6.2.4 – – CONECTORES CERCA DE 3CONECTORES CERCA DE 3O 4 BORDESO 4 BORDES

Cuando 3 o mCuando 3 o má á s bordess bordes ≤ 1.5 c 1.5 c a1a1 Æ la c la c a1a1

efectiva en lasefectiva en las EcsEcs. ( D. ( D - - 23 ) a la ( D23 ) a la ( D - - 28 )28 )no debe exceder al mayor de :no debe exceder al mayor de :

•• c c a2 a2 / 1.5 / 1.5 •• hhaa / 1.5 / 1.5

•• ( 1 / 3 ) m( 1 / 3 ) má á ximo espacio entre conectores ximo espacio entre conectores

102

D.6.2.4D.6.2.4 – – CONECTORES CERCACONECTORES CERCADE 3 O 4 BORDESDE 3 O 4 BORDES

c ’ a1

9 in. 8 in.

V n

Point A

5 in. 7 in.

AssumedFailureSurfacefor Limiting c a1

c a1 = 12 in.

Expected FailureSurface





19

109

D.6.3D.6.3 -- ROTURA AL REVROTURA AL REVÉÉS DES DECONCRETOCONCRETO

V n

110


Capacidad por Rotura al Rev Capacidad por Rotura al Rev é é s del s del ConcretoConcreto

La capacidad correspondiente a laLa capacidad correspondiente a laformaci formaci óón de unn de un desconchamientodesconchamiento dedeconcreto detr concreto detr á á s de un conector corto y s de un conector corto y r r í í gido , con una base embebida , quegido , con una base embebida , quese desplaza en direcci se desplaza en direcci óón opuesta a lan opuesta a ladel corte aplicadodel corte aplicado

111

D.6.3D.6.3 -- ROTURA AL REVROTURA AL REVÉÉS DES DECONCRETOCONCRETO

Un Conector Un Conector V V cpcp == k k cpcp N N cbcb ( D( D - - 29 )29 )

Grupo de ConectoresGrupo de Conectores

V V cpg cpg == k k cpcp N N cbg cbg ( D( D - - 30 )30 )

dondedonde

k k cpcp = 1.0 para= 1.0 para hhef ef < 2.5 in.< 2.5 in.

k k cpcp = 2.0 para= 2.0 para hhef ef ≥ 2.5 in.2.5 in.

N N cbcb calculada de lacalculada de la Ec Ec . ( D. ( D - - 4 )4 )

N N cbg cbg calculada de lacalculada de la Ec Ec . ( D. ( D - - 5 )5 )112

EJEMPLOS DE DISEEJEMPLOS DE DISEÑÑO CONO CONCORTE SOLAMENTECORTE SOLAMENTE

Ejemplos de DiseEjemplos de Diseñño 355 o 355 ::

Ejemplo 5 Ejemplo 5

113

D.7D.7 -- INTERACCIINTERACCIÓÓN TRACCIN TRACCIÓÓN /N /CORTECORTE

0.13

5

3

5

=⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

n

ua

n

ua

V

V

N

N

φ φ

N u

φ N n

0.2 φ N n

0.2 φ V n φ V n

V u

2.1=⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

n

ua

n

ua

V

V

N

N

φ φ

114

D.8D.8 -- EVITAR FALLA POREVITAR FALLA PORRAJAMIENTORAJAMIENTO

N nN n

N nN n





20

115

D.8D.8 -- EVITAR FALLA POREVITAR FALLA PORRAJAMIENTORAJAMIENTO

En la etapa de diseEn la etapa de diseñño , no se habr o , no se habr á á nnidentificado productos espec identificado productos espec í í ficosficos

En la ausencia de refuerzo suplementarioEn la ausencia de refuerzo suplementario por control de agrietamiento , la Secci por control de agrietamiento , la Secci óónnDD.8 impone requisitos m.8 impone requisitos mí í nimos paranimos pararecubrimiento , espaciamiento , y espesor recubrimiento , espaciamiento , y espesor del miembrodel miembro

Se permiten valores menores mediante el Se permiten valores menores mediante el ACI 355.2 ACI 355.2

116

D.8.1D.8.1 – – ESPACIO ENTREESPACIO ENTRECONECTORESCONECTORES

CentroCentro - - aa - - CentroCentro

Sin Torsi Sin Torsi óónn

•• en Sitioen Sitio ≥ ≥ 4 d 4 d 0 0

Con Torsi Con Torsi óónn

•• en Sitioen Sitio ≥ ≥ 6 d 6 d 0 0

•• de Instalaci de Instalaci óón Posterior n Posterior ≥ ≥ 6 d 6 d 0 0

117

D.8.2D.8.2 – – DISTANCIA DE BORDEDISTANCIA DE BORDE

Conectores Encabezados en SitioConectores Encabezados en Sitio

Sin Torsi Sin Torsi óón :n : ≥ ≥ recubrimiento por larecubrimiento por laSecci Secci óónn 7.7 7.7

Con Torsi Con Torsi óónn :: ≥ ≥ 6 d 6 d oo

118


Conectores de Instalaci Conectores de Instalaci óón Posterior n Posterior

Distancia de borde tiene que exceder al Distancia de borde tiene que exceder al mayor de :mayor de :

Recubrimiento por la Secci Recubrimiento por la Secci óón 7.7 n 7.7

Distancia de borde mDistancia de borde mí í nima para el nima para el producto por el producto por el ACI 355.2 ACI 355.2

El doble del tamaEl doble del tamañño mo má á ximo del ximo del agregado gruesoagregado grueso

119



sin informaci sin informaci óón espec n espec í í fica sobre el fica sobre el producto del producto del ACI 355.2 : ACI 355.2 :

- - conectores acampanadosconectores acampanados ≥ ≥ 6d 6d oo

- - conectores controlados por torsi conectores controlados por torsi óónn ≥ ≥ 8 d 8 d oo

- - conectores controlados por desplazamientoconectores controlados por desplazamiento ≥ ≥ 10 10 d d oo

120



Si la distancia de borde o el Si la distancia de borde o el espaciamiento es menor que loespaciamiento es menor que lorequerido por las Secciones D.8.1 a larequerido por las Secciones D.8.1 a laD.8.3 , y si los conectores se quedar D.8.3 , y si los conectores se quedar á á nnsin torsi sin torsi óón :n :

•• calcular un di calcular un di á á metro ficticiometro ficticio d d oo′ para parasatisfacer a las Secciones D.8.1 y D.8.3satisfacer a las Secciones D.8.1 y D.8.3

•• limitar las fuerzaslimitar las fuerzas mayoradasmayoradas de disede diseñño ao ala capacidad de disela capacidad de diseñño de un conector cono de un conector conaquel di aquel di á á metro ficticiometro ficticio





22

127

FLEXIBILIDAD DE LA PLACA DEFLEXIBILIDAD DE LA PLACA DEBASEBASE

Secciones planas no se quedan planasSecciones planas no se quedan planas -- -- lala

teor teor í í a de vigas no es ciertaa de vigas no es cierta

Para disePara diseñño , bordear la soluci o , bordear la soluci óónn

•• Para disePara diseññar los conectores por tracci ar los conectores por tracci óón , suponer n , suponer una placa de base flexible . Esto produce el una placa de base flexible . Esto produce el menor brazo palanca interno , y las mayoresmenor brazo palanca interno , y las mayoresfuerzas de disefuerzas de diseñño en los conectoreso en los conectores ..

•• Para disePara diseññar la placa de base , suponer una placaar la placa de base , suponer una placar r í í gida . Esto produce la mayor distancia entre lagida . Esto produce la mayor distancia entre laubicaci ubicaci óón supuesta de la reacci n supuesta de la reacci óón compresiva , al n compresiva , al

punto cr punto cr í í tico en la placa .tico en la placa .

128

PLACA DE BASE FLEXIBLE . . .PLACA DE BASE FLEXIBLE . . .

x = 0 ( conservadora para tracci x = 0 ( conservadora para tracci óón en conectores )n en conectores ) x = espesor de la placa ( suposici x = espesor de la placa ( suposici óón razonable )n razonable ) x = x = M M p p / C ( realidad para una placa flexible ) / C ( realidad para una placa flexible )

C

x

M

T

V

μC

129

. . . PLACA DE BASE R. . . PLACA DE BASE RÍÍGIDAGIDA

M

T C μC

V

Esta suposici Esta suposici óón es conservadora para calcular el n es conservadora para calcular el momento de disemomento de diseñño en la placa de base , pueso en la placa de base , pues

ubica la reacci ubica la reacci óón compresiva en la punta de lan compresiva en la punta de la placa placa130

EFECTO DE FRICCIEFECTO DE FRICCIÓÓN EN LASN EN LASFUERZAS CORTANTES DE DISEFUERZAS CORTANTES DE DISEÑÑOO

EN CONECTORESEN CONECTORES Sea cual sea la flexibilidad de la placa deSea cual sea la flexibilidad de la placa de

base ,base , la resistencia cortante viene mayormentela resistencia cortante viene mayormentede fricci de fricci óónn

El ACI 318 El ACI 318 - - 05 desprecia la fricci 05 desprecia la fricci óón ( segura )n ( segura )

Si se desprecia la fricci Si se desprecia la fricci óón , el corte se suponen , el corte se suponetransferirse por los conectores mtransferirse por los conectores má á s cercanoss cercanosal borde libre mal borde libre má á s cercas cerca

Si se admite la fricci Si se admite la fricci óón , usar n , usar μ = 0.4 y = 0.4 y suponerse que el corte se transfiere a lossuponerse que el corte se transfiere a los

conectores mconectores má á s cerca de resultantes cerca de resultantecompresivocompresivo

131

MMÚÚLTIPLE FILAS DE CONECTORESLTIPLE FILAS DE CONECTORES

Distribuci Distribuci óón de Cargasn de Cargas ::

Las cargas en los conectoresLas cargas en los conectoresse distribuyen seg se distribuyen seg ú ú n la rigidez n la rigidez ( dise( diseñño el o el á á stico ) o lastico ) o laresistencia ( diseresistencia ( diseñño pl o pl á á stico )stico )

CinemCinemá á ticatica ::

Las deformaciones de cadaLas deformaciones de cadaconector tienen que ser conector tienen que ser consistentes con lasconsistentes con lasdeformaciones de la piezadeformaciones de la piezasujetadasujetada

Embebida

T1T2 C = T1 + T2

μC

V1 V2 V3

V = V1 + V2 + V3 + μC

Pieza Sujetada Conector

132

CCÓÓMO CALCULAR LAS FUERZAS DEMO CALCULAR LAS FUERZAS DEDISEDISEÑÑO EN LOS CONECTORESO EN LOS CONECTORES

Enfoque el Enfoque el á á stico : las tracciones en losstico : las tracciones en losconectores var conectores var í í an linealmente con distanciaan linealmente con distanciadel eje de rotaci del eje de rotaci óón ; la capacidad sen ; la capacidad segobierna por el conector cr gobierna por el conector cr í í ticotico

Enfoque pl Enfoque pl á á stico : las tracciones en losstico : las tracciones en losconectores se limitan por la capacidad deconectores se limitan por la capacidad deé é stos ; la redistribuci stos ; la redistribuci óón es posible si losn es posible si losconectores son d conectores son d ú ú ctiles ; se requierectiles ; se requieresuficiente embebida para desarrollar lasuficiente embebida para desarrollar lacapacidad de los conectorescapacidad de los conectores





23

133

EJEMPLOS DE DISEEJEMPLOS DE DISEÑÑO CONO CONCONEXIONES CON CORTECONEXIONES CON CORTE

EXCEXC

ÉÉ

NTRICONTRICO

Ejemplos de DiseEjemplos de Diseñño del o del ACI 355 : ACI 355 :

Ejemplos 10 y 12 Ejemplos 10 y 12

134

EL ACI 355.2 :EL ACI 355.2 :CALIFICACICALIFICACIÓÓN DE CONECTORES DEN DE CONECTORES DE

INSTALACIINSTALACIÓÓN POSTERIOR ENN POSTERIOR ENCONCRETOCONCRETO

135

HISTORIA DEL ACI 355.2HISTORIA DEL ACI 355.2

se inici se inici óó en el 1en el 1993 como una norma de993 como una norma de pre pre - - calificaci calificaci óón en el Subcomit n en el Subcomit é é E 06.13 deE 06.13 dela ASTM la ASTM

se adquiri se adquiri óó en el en el 1997 como una norma1997 como una norma provisional por el Comit provisional por el Comit é é 355 del 355 del ACI ACI

se vot se vot óó muchas veces en el ACI 355 muchas veces en el ACI 355

se public se public óó en febrero del en febrero del 2001 como una2001 como unanorma provisional del ACI norma provisional del ACI

se public se public óó en enero del en enero del 2002 como una2002 como una

norma del ACI norma del ACI 136

ALCANCE DEL ACI 355.2 ALCANCE DEL ACI 355.2

conectores mec conectores mec á á nicos de instalaci nicos de instalaci óónn posterior solamente posterior solamente

•• conectores acampanadosconectores acampanados

•• conectores expansivos controlados por torsi conectores expansivos controlados por torsi óónn

•• conectores expansivos controlados por conectores expansivos controlados por desplazamientodesplazamiento

conectores convencionales en sitio ( pernos ,conectores convencionales en sitio ( pernos ,barras enroscadas con tuercas , tacones ) nobarras enroscadas con tuercas , tacones ) norequieren calificaci requieren calificaci óónn

di di á á metro mmetro mí í nimo denimo de ¼ ¼ pulg. pulg.

di di á á metro mmetro má á ximo de ximo de 2 pulg. y embebida2 pulg. y embebidammá á xima de 25 pulg. xima de 25 pulg.

137

EL ACI 355.2 REQUIERE CUATROEL ACI 355.2 REQUIERE CUATROTIPOS DE ENSAYOSTIPOS DE ENSAYOS

ensayos de identificaci ensayos de identificaci óónn

ensayos de referenciaensayos de referencia

ensayos de confiabilidad ensayos de confiabilidad ensayos de servicioensayos de servicio

138

REQUISITOS GENERALES DELREQUISITOS GENERALES DEL ACI 355.2 ACI 355.2

concretoconcreto•• concreto de baja resistencia : 2,500 concreto de baja resistencia : 2,500 - - 3,500 3,500 psi psi

•• concreto de alta resistencia : 6,500 concreto de alta resistencia : 6,500 - - 8,000 8,000 psi psi

•• no se permiten aditivosno se permiten aditivos

evaluaci evaluaci óón por una Agencia Independienten por una Agencia Independientede Ensayo y Evaluaci de Ensayo y Evaluaci óónn•• Todo ensayo de referencia y de confiabilidad Todo ensayo de referencia y de confiabilidad

tienen que hacerse por aquella Agenciatienen que hacerse por aquella Agencia

•• Hasta el 50 % de los ensayos de servicioHasta el 50 % de los ensayos de servicio pueden hacerse por el fabricante con tal de pueden hacerse por el fabricante con tal deverificarse independientemente y de ser verificarse independientemente y de ser estad estad í í sticamente equivalentesticamente equivalente





24

139

ACI 355.2 ENSAYOS DE ACI 355.2 ENSAYOS DEIDENTIFICACIIDENTIFICACIÓÓNN

Verificar caracter Verificar caracter í í sticas cr sticas cr í í ticasticas

Verificar conformidad con los dibujosVerificar conformidad con los dibujosmec mec á á nicosnicos

•• dimensionesdimensiones

•• materialesmateriales

•• recubrimientosrecubrimientos

•• marcas de identificaci marcas de identificaci óónn

•• requisitos de aseguramiento de calidad requisitos de aseguramiento de calidad

140

ACI 355.2 ENSAYOS DE REFERENCIA ACI 355.2 ENSAYOS DE REFERENCIA

Establecer el desempeEstablecer el desempeñño de referencia parao de referencia para

comparaci comparaci óón posterior con los ensayos den posterior con los ensayos deconfiabilidad y de servicioconfiabilidad y de servicio

Establecer los datos caracter Establecer los datos caracter í í sticossticos primarios sobre el conector primarios sobre el conector

Para Concreto No AgrietadoPara Concreto No Agrietado

•• ensayos en tracci ensayos en tracci óón en concreto de bajan en concreto de bajaresistencia y de alta resistenciaresistencia y de alta resistencia

Para Concreto Agrietado , agregar :Para Concreto Agrietado , agregar :

•• concreto de baja resistencia y de altaconcreto de baja resistencia y de altaresistencia , grietas de 0.012 resistencia , grietas de 0.012 pulg pulg

141

ARREGLO DE PRUEBA PARA ARREGLO DE PRUEBA PARAENSAYOS ESTENSAYOS EST Á ÁTICOS EN CONCRETOTICOS EN CONCRETO

AGRIETADO AGRIETADO

142

ACI 355.2 ENSAYOS DE ACI 355.2 ENSAYOS DECONFIABILIDAD . . .CONFIABILIDAD . . .

Verificar la habilidad del conector paraVerificar la habilidad del conector paradesempedesempeñño segura y eficaz bajoo segura y eficaz bajocondiciones adversascondiciones adversas ::

•• durante la instalaci durante la instalaci óónn

•• en servicioen servicio

Las condiciones de prueba var Las condiciones de prueba var í í an seg an seg ú ú n el n el tipo de conector y el mtipo de conector y el mé é todo de instalaci todo de instalaci óónn

143

. . . ACI 355.2 ENSAYOS DE. . . ACI 355.2 ENSAYOS DECONFIABILIDADCONFIABILIDAD

Concreto No AgrietadoConcreto No Agrietado

•• sensibilidad a un esfuerzo reducido desensibilidad a un esfuerzo reducido deinstalaci instalaci óón ( torsi n ( torsi óón o desplazamiento den o desplazamiento de

instalaci instalaci óón reducido )n reducido )•• sensibilidad al uso de una broca de di sensibilidad al uso de una broca de di á á metrometro

grande en concreto de baja resistenciagrande en concreto de baja resistencia

•• sensibilidad al uso de una broca de di sensibilidad al uso de una broca de di á á metrometro peque pequeñño en concreto de alta resistenciao en concreto de alta resistencia

•• sensibilidad a carga repetidasensibilidad a carga repetida - - 10,000 ciclos de10,000 ciclos decargacarga

144

. . . ACI 355.2 ENSAYOS DE. . . ACI 355.2 ENSAYOS DECONFIABILIDADCONFIABILIDAD

Concreto AgrietadoConcreto Agrietado

•• sensibilidad a esfuerzo reducido de instalaci sensibilidad a esfuerzo reducido de instalaci óónnen grietas de 0.012 en grietas de 0.012 pulg pulg

•• sensibilidad al uso de broca de di sensibilidad al uso de broca de di á á metro grandemetro grande

en concreto de baja resistencia con grietas deen concreto de baja resistencia con grietas de0.020 0.020 pulg pulg

•• sensibilidad al uso de broca de di sensibilidad al uso de broca de di á á metrometro peque pequeñño en concreto de alta resistencia cono en concreto de alta resistencia congrietas de 0.020 grietas de 0.020 pulg pulg

•• sensibilidad a grietas de anchura ciclada ( 1,000 sensibilidad a grietas de anchura ciclada ( 1,000 ciclos en una grieta cuya anchura se var ciclos en una grieta cuya anchura se var í í a dea de0.004 a 0.012 0.004 a 0.012 pulg pulg ) )





25

145

ARREGLO DE PRUEBA PARA ARREGLO DE PRUEBA PARAENSAYOS DE GRIETA DE ANCHURAENSAYOS DE GRIETA DE ANCHURA

CICLADACICLADA

146

ACI 355.2 CLASIFICACI ACI 355.2 CLASIFICACIÓÓNN

clasificar el conector con base en la raz clasificar el conector con base en la raz óónn

entre su desempeentre su desempeñño en los ensayos deo en los ensayos deconfiabilidad y de referenciaconfiabilidad y de referencia

% de Capacidad de Referencia% de Capacidad de Referencia

Categor Categor í í aa 11 80 o mayor 80 o mayor

Categor Categor í í aa 2 2 70 70 - - 7979

Categor Categor í í aa 33 60 60 - - 6969

( conector descalificado )( conector descalificado ) bajo 60 bajo 60

147

ACI 355.2 ENSAYOS DE SERVICIO ACI 355.2 ENSAYOS DE SERVICIO

determinar los datos bdeterminar los datos bá á sicos requeridossicos requeridos para predecir el desempe para predecir el desempeñño del conector o del conector bajo condiciones de serviciobajo condiciones de servicio

verificar que el desempeverificar que el desempeñño del conector o del conector sea consistente con los requisitos del sea consistente con los requisitos del ACI ACI 318 Ap318 Apé é ndicendice DD•• Verificar capacidad completa por concreto enVerificar capacidad completa por concreto en

una esquina con distancias de borde en 1.5 una esquina con distancias de borde en 1.5 hhef ef

•• Establecer los mEstablecer los mí í nimos espaciamientos y nimos espaciamientos y distancias de borde para evitar distancias de borde para evitar rajamientorajamiento por por instalaci instalaci óónn

•• Establecer la capacidad cortante por acero del Establecer la capacidad cortante por acero del conector ( puede calcularse )conector ( puede calcularse )148

ACI 355.2 INFORME DE EVALUACI ACI 355.2 INFORME DE EVALUACIÓÓNN

Agencia Independiente de Ensayo y Agencia Independiente de Ensayo y Evaluaci Evaluaci óónn

•• eval eval ú ú a los resultados de los ensayosa los resultados de los ensayos

•• emite un informe que clasifica el conector emite un informe que clasifica el conector para uso con el ACI 318 Ap para uso con el ACI 318 Apé é ndice Dndice D

149

Para mPara máás informacis informacióónn

ACI ACI International International

•• sitiositio webweb httphttp:// :// aci aci - - int.org int.org

•• Comit Comit é é 318 ( 318 ( Building Building CodeCode RequirementsRequirements for for Structural Structural Concrete )Concrete )

•• Comit Comit é é 349 ( Concrete Nuclear 349 ( Concrete Nuclear StructuresStructures ) )

•• Comit Comit é é 355 ( 355 ( Anchorage Anchorage toto Concrete )Concrete )

150

. . . OBJECTIVES. . . OBJECTIVES

definiciones bdefiniciones bá á sicas sobre anclajesicas sobre anclaje

historia , alcance y organizaci historia , alcance y organizaci óónndel del ACI 318 ACI 318 - - 05 Ap05 Apé é ndicendice DD

El ACI 318 El ACI 318 - - 05 Ap05 Apé é ndicendice D y el D y el ACI 355.2 ACI 355.2

provisiones del ACI 318 provisiones del ACI 318 - - 05 05 Ap Apé é ndicendice DD

ejemplos de diseejemplos de diseññoo

Preguntas y respuestasPreguntas y respuestas

anclajes en el concreto segun 318

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