Formas y opciones generales de anclaje
Cómo modelar la unión acero-hormigón
La primera opción es modelar el anclaje utilizando nuestro asistente de unión, que ofrece opciones de unión a momento y cortante, cimentaciones con o sin arriostramiento.
El segundo enfoque para modelar una cimentación es mediante la operación Placa base. Este enfoque está específicamente destinado a escenarios en los que la placa base es perpendicular al elemento anclado. Al utilizar esta operación, los anclajes se generan automáticamente. Además, la forma de la placa base puede personalizarse en el Editor, permitiendo modificaciones como crear placas base con bordes redondeados para adaptarse a necesidades de diseño específicas y especificar agujeros ranurados para los anclajes.
Para situaciones en las que la placa base no es perpendicular al elemento anclado, el proceso de modelado requiere un enfoque diferente. En estos casos, debe utilizar la operación Placa rigidizadora para modelar la placa base y la operación Cuadrícula de elementos de fijación o Contacto para definir los anclajes. La placa rigidizadora se posiciona en el ángulo y la ubicación requeridos, y la cuadrícula de elementos de fijación debe ajustarse al tipo Anclaje. A continuación, el número de elementos conectados se cambia a uno y la placa rigidizadora se define como el elemento seleccionado.
En los casos en que la unión ya está modelada en software CAD, puede importar el diseño de anclaje utilizando enlaces BIM.
Ejemplo de anclaje general utilizando la placa rigidizadora
Vea la grabación para aprender a diseñar una placa base vertical personalizada de barandilla de balcón en una losa de hormigón.
Bloque de hormigón
La cimentación de hormigón está limitada a una forma rectangular, pero sus dimensiones pueden ajustarse mediante valores de desplazamiento para cada borde. Introducir un único valor crea un desplazamiento uniforme alrededor del contorno de la sección transversal anclada. Introducir dos valores aplica desplazamientos simétricos en dos direcciones. Proporcionar cuatro valores aplica desplazamientos a cada borde individualmente para lograr fácilmente un anclaje asimétrico.
El parámetro de desplazamiento le permite crear un bloque de hormigón rectangular, una zapata corrida, un muro de hormigón, una viga, un pilar, un forjado o un elemento inclinado.
También puede crear una placa base parcialmente apoyada introduciendo valores de desplazamiento negativos (-). Por ejemplo, introducir un valor negativo para el desplazamiento de un borde le permite crear una placa base extendida sobre un bloque de hormigón o modelar una viga de acero apoyada sobre un bloque de hormigón con solo parte de su ala en contacto.
Vea el modelado de varias variantes de bloque de hormigón y configuraciones de anclaje.
Tipos de anclaje
En IDEA StatiCa se pueden diseñar varios tipos de pernos de anclaje. Puede seleccionar entre anclajes rectos, anclajes con cabeza (placas de arandela circulares o rectangulares) y pernos de anclaje con gancho. La longitud, el diámetro y el material de los elementos de fijación pueden modificarse.
Los anclajes rectos se asumen automáticamente como anclajes postinstalados, y los anclajes con placas de arandela y ganchos se consideran hormigonados in situ, lo que diferencia las verificaciones normativas requeridas.
Para diseñar anclajes del hardware de Hilti puede utilizar el plugin Hilti PROFIS en Checkbot. Esto permite la transferencia de datos desde software FEA y CAD de terceros compatibles a Hilti PROFIS Engineering Suite mediante el uso gratuito de Checkbot. Aprenda cómo utilizar el plugin Hilti PROFIS Engineering Suite.
Transferencia de cortante
Existen tres opciones para transferir el cortante del elemento anclado al bloque de cimentación: fricción, llave de corte o anclajes. La transferencia de cortante siempre se transmite exclusivamente a través de una de las opciones, no pueden combinarse.
La opción predeterminada es transferir el cortante mediante fricción entre la placa base y la capa de mortero representada por el coeficiente de fricción, que puede modificarse según el tipo de mortero en la configuración del proyecto. El coeficiente afecta a la resistencia de fricción de cálculo.
Otra opción de transferencia de cortante es mediante llave de corte. Este elemento consiste en un elemento de acero general soldado a la parte inferior de la placa base. La llave de corte se define mediante su longitud, el empotramiento de acero puede posicionarse excéntricamente y también girarse. La verificación normativa de la llave de corte se realiza mediante la resistencia del acero de la llave de corte y la resistencia a compresión del hormigón.
Otra opción para transferir el cortante en IDEA StatiCa Connection es mediante anclajes.
La última opción es Deslizamiento, que representa una rótula deslizante (rodillo) implementada únicamente para el análisis en IDEA StatiCa Member. Para el modelado únicamente en Connection, esta opción no debe utilizarse.
Separación
Existen 3 formas de modelar la unión de una placa base con un bloque de cimentación. La primera y también opción predeterminada es directa, sin espacio entre los dos elementos. Otra opción es una junta de mortero (lechada) con espesor ajustable. En estos casos, hay que tener cuidado de configurar el valor real del coeficiente de fricción entre la placa base, el mortero y la cimentación de hormigón en la configuración del proyecto. El valor predeterminado es 0,25. La última opción es una separación para evitar el contacto directo entre la placa base y el bloque de hormigón y prevenir la corrosión.
Las fuerzas se determinan mediante análisis por el Método de los Elementos Finitos. El momento flector de los anclajes con separación depende de la relación de rigidez de los anclajes y la placa base.
Anclaje a múltiples superficies del bloque de hormigón
IDEA StatiCa Connection admite el anclaje a múltiples superficies del bloque de hormigón, ampliando significativamente las capacidades de modelado para configuraciones complejas de placas base. Los diseñadores pueden ahora definir anclajes en dos planos de un único bloque de hormigón, permitiendo una representación precisa de detalles de unión reales, como elementos anclados tanto en caras horizontales como verticales.
Esto elimina la necesidad de soluciones alternativas que consumen tiempo, como el uso de placas rigidizadoras, cortes manuales o simulaciones de múltiples bloques, y garantiza un comportamiento de anclaje coherente y trazable según los códigos de diseño.
Definir la placa base en una superficie determinada
En la operación Placa base, puede elegir entre crear un nuevo bloque o seleccionar uno existente. En el caso de un bloque existente, hay una nueva opción para especificar la superficie. Las superficies se numeran de la misma manera que en la aplicación Detail.
Para la operación Cuadrícula de elementos de fijación o Contacto, se ha implementado una nueva lógica. Cuando la placa referenciada está ubicada en la cara del bloque de hormigón y la operación está configurada como Anclajes, la superficie se reconoce automáticamente y se utiliza para la creación del modelo de subsuelo.
Cuando se selecciona un bloque existente, las propiedades del anclaje (Desplazamiento, Profundidad, Transferencia de fuerza cortante, Separación) se reutilizan automáticamente.
Ubicar la placa rigidizadora en la superficie
También existe una nueva opción para la placa rigidizadora: su Origen puede ahora definirse en el Bloque existente de hormigón. Cuando se selecciona, la placa rigidizadora se coloca automáticamente en el bloque de hormigón seleccionado y su superficie. La ubicación es en el centro de la superficie.
Por defecto, las verificaciones normativas de los anclajes se marcan como fallidas debido a la interacción de las placas base, que no se verifica en la aplicación Connection.
Puede cambiar este estado en la Configuración del proyecto y modificar la Resistencia al arrancamiento del hormigón a Ninguna. En este caso, se asume armadura tanto a tracción como a cortante en el bloque de hormigón, y las verificaciones del hormigón no se realizan.
Las verificaciones normativas del acero siguen siendo válidas, y los usuarios pueden exportar el modelo a Detail para una verificación avanzada del hormigón. El software redistribuye automáticamente las fuerzas según la rigidez de los anclajes, la rigidez del subsuelo a compresión y las rutas de carga, permitiendo a los ingenieros investigar y validar manualmente las condiciones críticas de transferencia de carga.
Rigidizadores
Para proporcionar resistencia adicional, se pueden añadir rigidizadores al elemento conectado. Esto puede lograrse utilizando la operación Nervio, que es adecuada para los casos en que los rigidizadores se aplican a una única placa (alma/ala). Alternativamente, la operación Ensanchador permite asignar rigidizadores a múltiples partes de la sección transversal.
Verificación normativa de anclajes
A continuación se pueden encontrar más detalles sobre la verificación normativa de los anclajes:
- Verificación normativa de anclajes - Eurocódigo
- Verificación normativa de anclajes - AISC
- Verificación normativa de anclajes - Normas australianas
- Verificación normativa de anclajes - Normas canadienses
No todas las verificaciones normativas de los anclajes se realizan en la aplicación IDEA StatiCa Connection debido a las limitaciones derivadas de la configuración de los anclajes.
Verificación normativa de bloques de hormigón
A continuación se pueden encontrar más detalles sobre la verificación normativa del bloque de hormigón:
- Verificación normativa de bloques de hormigón - Eurocódigo
- Verificación normativa de bloques de hormigón - AISC
- Verificación normativa de bloques de hormigón - Normas australianas
- Verificación normativa de bloques de hormigón - Normas canadienses
Verificación normativa de hormigón fisurado o no fisurado
En la Configuración de código, puede cambiar la configuración del hormigón a no fisurado, lo que aumenta la capacidad para las verificaciones normativas de los anclajes. Para las normas EN, esto afecta a la resistencia al desgarramiento lateral del hormigón como parámetro k5 y a la resistencia al cono de hormigón como parámetro k1. Para las normas AISC, influye en la resistencia al arrancamiento del hormigón y el parámetro Ψc,N. Por defecto, el hormigón está configurado como fisurado, pero puede cambiarse a no fisurado en la Configuración del proyecto.
Desactivar la verificación del cono de arrancamiento del hormigón (extracción)
Los casos especiales de anclaje de vigas o pilares de acero a bloques de hormigón esbeltos, como los situados cerca de los bordes de muros de hormigón, presentan desafíos principalmente en la evaluación del arrancamiento del cono de hormigón. En estos escenarios, el cono de hormigón es insuficiente, lo que requiere emplear un enfoque alternativo.
En IDEA StatiCa Connection, puede desactivar la verificación de la resistencia al arrancamiento del hormigón en la Configuración de código y elegir entre las siguientes opciones:
- Ambas - Tanto las fuerzas de tracción como las de cortante se consideran en la verificación normativa.
- Tracción - Solo se consideran las fuerzas de tracción, asumiendo que las fuerzas de cortante son absorbidas por la armadura.
- Cortante - Solo se consideran las fuerzas de cortante, asumiendo que las fuerzas de tracción son absorbidas por la armadura.
- Ninguna - Se asume que todas las fuerzas son absorbidas por la armadura.
Para todas las opciones excepto Ambas, el informe especifica explícitamente las fuerzas que debe absorber la armadura del bloque de hormigón para lograr un diseño satisfactorio.
Verificación del hormigón - método avanzado
Según la configuración anterior, las verificaciones del bloque de hormigón pueden ser insatisfactorias sin armadura. En tales casos, tiene la opción de exportar el anclaje completo a la aplicación Detail para un análisis adicional y ajustes de diseño. El módulo 3D permite un análisis preciso tanto de la armadura complementaria como del bloque de hormigón.
Puede encontrar información más general sobre Detail como solución para el anclaje en el artículo 3D Detail fuera de Beta.