Las fallas en los anclajes de concreto rara vez se deben a un solo perno defectuoso. Más a menudo, el problema es una cadena débil: suposición de carga incorrecta, perforación deficiente del orificio, empotramiento poco profundo, concreto débil o falta de control de instalación.
Para compradores e ingenieros, la pregunta práctica no es sólo "¿Qué ancla deberíamos comprar?" La pregunta es "¿Puede este sistema de anclaje soportar la carga real en este concreto, con este método de instalación?"
Por qué fallan los anclajes de hormigón
Modos de falla comunes
| Modo de falla | Causa típica | Resultado del campo |
|---|---|---|
| falla del acero | Grado de anclaje demasiado bajo o sobrecargado | Roturas de varillas o pernos |
| Fallo del cono de hormigón | Incrustación demasiado superficial o distancia al borde demasiado pequeña | El hormigón se rompe alrededor del ancla. |
| Fallo de extracción | Mala expansión o unión débil | El ancla se sale |
| Explosión lateral | Ancla colocada cerca del borde | El hormigón se agrieta hacia afuera |
| fracaso del bono | Agujero polvoriento o uso incorrecto del adhesivo | El anclaje químico pierde agarre |
| Fallo del hilo | Tuerca incorrecta, acoplamiento deficiente, rosca dañada | La tuerca se tira o se afloja |
Para la planificación de productos ancla estándar, los compradores pueden revisar sujetadores de anclaje antes de limitar la especificación.
Problemas de carga
Tensión, corte y carga combinada
Los anclajes no se cargan de una forma sencilla en la mayoría de los proyectos. Una placa base puede aplicar tensión por vuelco, corte por fuerza lateral y vibración por el funcionamiento del equipo. Si el comprador sólo comprueba la carga vertical, es posible que el anclaje no esté especificado.
Los factores de carga clave incluyen:
- Carga de tensión estática.
- Carga de corte.
- Combinación de tensión y corte.
- Choque o vibración.
- Demanda sísmica.
- Fatiga o ciclismo repetido.
- Par de instalación o precarga.
En proyectos de EE. UU., el diseño de anclajes puede hacer referencia a ACI 318, ACI 355.2 para anclajes mecánicos, ACI 355.4 para anclajes adhesivos, informes de evaluación ICC-ES o documentos de ingeniería específicos del proyecto.
Para ensambles de mayor carga, compare el requisito de anclaje con sujetadores de alta resistencia antes de aprobar cambios de materiales o calificaciones.
Problemas de agujeros
El agujero es parte del sistema de anclaje.
Un buen ancla puede fallar en un mal agujero. Esto es especialmente cierto para los anclajes de cuña, anclajes de manga, anclajes de inserción y anclajes químicos.
| Problema con el agujero | Riesgo |
|---|---|
| Agujero de gran tamaño | anclaje de expansión no puede agarrar correctamente |
| Agujero de tamaño insuficiente | Daños en el anclaje durante la instalación. |
| El agujero no es lo suficientemente profundo | Se reduce el empotramiento |
| Queda polvo en el agujero | Caídas de la fuerza de unión del adhesivo |
| Golpe de barra de refuerzo durante la perforación | La ubicación del anclaje cambia o el concreto se debilita |
| Tipo de taladro incorrecto | Es posible que el perfil del orificio no coincida con la aprobación del anclaje |
| agujero mojado | El rendimiento del adhesivo puede cambiar |
Para los anclajes químicos, la limpieza del orificio no es un paso menor. Se debe seguir la limpieza con cepillo-soplado o el método requerido por el fabricante del adhesivo. Saltarlo puede reducir drásticamente la fuerza de la unión.
Problemas de incrustación
El empotramiento poco profundo reduce la capacidad
La profundidad de empotramiento controla la cantidad de concreto que participa en la resistencia a la carga. Si el anclaje es demasiado poco profundo, el cono de hormigón se vuelve pequeño y débil. Si el anclaje está demasiado cerca de un borde, el concreto puede partirse antes de que el acero alcance su resistencia nominal.
| Factor de incrustación | Qué confirmar |
|---|---|
| Profundidad de empotramiento efectiva | Basado en datos de anclaje aprobados |
| Espesor del hormigón | Debe soportar el empotramiento requerido. |
| Distancia al borde | Previene roturas o fallas laterales |
| Espaciado de anclajes | Evita la superposición de conos de hormigón. |
| Altura de proyección | Permite el acoplamiento de tuerca y arandela. |
| Grosor de la placa base | Afecta la flexión y la transferencia de carga. |
Para pernos de anclaje fundidos, ASTM F1554 Grados 36, 55 y 105 son comunes en cimientos de estructuras de acero. Para longitudes especiales, ganchos, plantillas o dibujos de proyectos, utilice sujetadores personalizados no estándar en lugar de modificar anclajes en el campo.
Preocupaciones sobre materiales y revestimientos
La corrosión puede debilitar la conexión
Los anclajes industriales y para exteriores pueden exponerse a la humedad, a productos químicos, a la sal de la carretera o a la exposición costera. La corrosión puede reducir la sección de acero, dañar las roscas y dificultar la inspección.
Las opciones comunes incluyen acero al carbono simple para empotramiento protegido, anclajes zincado para trabajos livianos en interiores, anclajes galvanizados en caliente para estructuras exteriores y acero inoxidable para ambientes corrosivos.
Para la selección de acabados, compare varios sujetadores recubiertos antes de emitir la orden de compra.
Inspección y Prevención
Lo que los compradores deberían exigir
La calidad del anclaje para concreto depende tanto del suministro del producto como de la instalación en el sitio. Una orden de compra debe definir más que el diámetro y la longitud.
Requerir:
- Tipo de anclaje y norma homologada.
- Diámetro, longitud, rosca y profundidad de empotramiento.
- Grado de material y revestimiento.
- Requisitos de tuercas y arandelas.
- Supuesto de resistencia del hormigón.
- Par de instalación, si corresponde.
- Diámetro del agujero y procedimiento de limpieza.
- Certificado, informe de inspección y trazabilidad de lotes.
- Requisito de prueba de extracción o prueba de prueba cuando se especifique.
Los equipos de obra también deben registrar el método de perforación, el nombre del instalador, la fecha de instalación, los valores de torsión y cualquier orificio rechazado.
Consejo final
El anclaje al hormigón es un sistema. El anclaje, el hormigón, el orificio, el empotramiento, la distancia al borde, la dirección de la carga, el revestimiento y el método de instalación afectan el rendimiento.
La mayoría de las fallas se pueden prevenir antes del envío o antes de que comience la perforación. Confirme la carga de diseño, utilice el tipo de anclaje correcto, controle el orificio, verifique el empotramiento y documente la instalación. Esa disciplina cuesta mucho menos que reparar una placa base defectuosa después de que ya se haya instalado el equipo o el acero.
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