Anclajes de armadura en hormigón armado

Anclajes de armadura en el hormigón armado. Cálculo de estructuras online

Función y características de los anclajes de armadura en hormigón armado.

En este artículo explicaremos por qué es necesario prolongar las barras de acero para realizar los anclajes de armadura en hormigón armado, y qué condiciones les afectan.

Hormigón y acero

Como veíamos en artículos anteriores, el hormigón armado es un material estructural heterogéneo. La ventaja principal es que se aprovecha la resistencia a compresión del hormigón y la de tracción del acero. La convivencia de estos materiales permite la ejecución de estructuras más económicas y duraderas que las formadas estrictamente por acero. Por otro lado, las características del hormigón lo hacen poco versátil como material estructural en masa.

La combinación acero-hormigón pone en contacto un material muy resistente con otro de menores prestaciones mecánicas. Para garantizar la compatibilidad entre ambos, es necesario disipar la fuerza del acero en la masa de hormigón.

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Si la tensión en la barra se concentra en un perímetro pequeño de hormigón, éste será incapaz de asumirla. Es necesario disipar ésta a través de las fuerzas tangenciales de adherencia acero-hormigón.

¿Cómo disipar la fuerza de la barra en la masa de hormigón?

La solución es incrementar la longitud de las barras de acero hasta asegurar una transmisión que no rompa el material.

Supongamos una armadura, con un diámetro F y que transmite una fuerza F. La longitud del perímetro del redondo por lb es el área de contacto. En el esquema, la longitud de anclaje lb ha de ser tal que garantice la transmisión de F. En el equilibrio, la fuerza ha de ser igual al área de contacto por la fuerza tangencial unitaria.

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Esta fuerza tangencial ha de ser menor que la tensión última de adherencia del hormigón, tbu

El valor depende del diámetro de la barra de acero y el tipo de hormigón, de forma que:

  1. A mayor resistencia del acero y menor del hormigón —–> mayor longitud de anclaje.
  2. A menor resistencia del acero y mayor del hormigón —–> menor longitud de anclaje.

¿De qué depende la longitud de los anclajes de armadura en hormigón armado?

lb depende de tres factores, y ha de cumplir tres condiciones respecto de ellos:

  • 1. Diámetro de la barra:

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  • 2. Tipo de acero:

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  • 3. Factor m, que viene determinado por el hormigón y el acero:

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La Norma española EHE-08 es la que regula el cálculo y la ejecución de las estructuras de hormigón, y en concreto los referente a los anclajes. A continuación la tabla 69.5.1.2.a de la EHE-08 con los valores de m en función de hormigón y acero.

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Por último, existe un coeficiente dependiendo de la situación de la barra. Su posición durante el hormigonado influye de modo que cerca de la cara superior el hormigón tiene peor adherencia. Con esta consideración, según la EHE-08, la armadura puede estar en dos posiciones dentro de la masa de hormigón:

  • Posición I. Adherencia buena. Coeficiente=1
  • Posición II. Adherencia deficiente. Coeficiente=1,4

 

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¿Qué tipos de anclajes existen?

En la norma EHE-08 se recogen cinco, aunque los mas frecuentes son:

Prolongación recta. Es el que recoge el primer esquema. La barra se prolonga en línea recta, y la fuerza se transmite por tensión tangencial.

Este tipo de anclaje sirve para fuerzas de compresión y de tracción. Solo cambia la dirección del vector de la tensión tangencial de adherencia.

Patilla. La barra se dobla en su extremo, con lo que se forma un bulbo alrededor de la patilla. Además de la tensión tangencial de la parte recta se añade una fuerza concentrada.

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La ventaja de este anclaje es que permite reducir longitudes de anclaje al final de las piezas estructurales. Estamos acostumbrados a ver patillas al final de las armaduras longitudinales en vigas.

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Este tipo de anclaje no puede utilizarse en compresión. Si existe un empuje produciría rotura por desfondamiento en el hormigón.

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Sin embargo, como se ha indicado, se suele armar con patillas en armaduras de compresión, por ejemplo en vigas. Estas patillas no tienen misión de anclaje. Éste se ha debido resolver en la zona recta, y la patilla es para el montaje de la estructura.

La correcta colocación y dimensiones de los anclajes de armadura en hormigón armado ha de asegurarse en la ejecución de la obra, pues son parte principal de la obra bien ejecutada. En la imagen revisión de armado previo al hormigonado.

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