Bulón individual con cabeza próximo a un borde - II

3. Calcular Vu controlada por la resistencia al desprendimiento del hormigón por corte, para el caso de un esfuerzo de corte que actúa en dirección a un borde libre.

donde:

Bulón individual con cabeza próximo a un borde - I

Determinar la capacidad de corte de servicio para resistir las acciones reversibles del viento para un anclaje individual con cabeza de 1/2 in. de diámetro que tiene una longitud de empotramiento de 7 in. El eje del anclaje está ubicado a 1-3/4 in. del borde de una fundación de hormigón.

Nota: Este es el requisito de anclaje mínimo en la fundación que exige la Sección 2308.6 del IBC 2000 para las construcciones de madera convencionales. La distancia al borde de 1-3/4 in. representa una unión típica en la base de los tabiques de madera donde se utilizan elementos 2 x 4.

Cálculos y discusión

1. En este problema se conoce el diámetro del anclaje, la longitud de empotramiento y las propiedades del material; se debe calcular la máxima capacidad de carga de corte de servicio para resistir las acciones reversibles del viento. En este caso es mejor primero determinar la carga de corte mayorada determinante, Vu,

en base a la menor de las resistencias, ya sea la del acero o la del anclaje, y luego, como paso final, determinar la máxima carga de servicio. En el Paso 6 de este ejemplo se convierte la carga de corte mayorada determinante, Vu, a una carga de servicio debida al viento.

2. Calcular Vu controlada por la resistencia del acero del anclaje. D.6.1

Grupo de pernos con cabeza próximos a un borde solicitados a tracción excéntrica - III

4. Determinar la resistencia de diseño al arrancamiento controlada por los dos anclajes con la carga de tracción más elevada ( φNpn ).

5. Evaluar el descascaramiento del recubrimiento lateral del hormigón.

6. Distancias a los bordes, separaciones y espesores requeridos para impedir la falla por hendimiento.

Como los anclajes con cabeza soldados no se someten a torque, se aplican los requisitos de recubrimiento mínimo de la sección 7.7.

7. Resumen:

Grupo de pernos con cabeza próximos a un borde solicitados a tracción excéntrica - I

Determinar la capacidad de carga de tracción mayorada (Nu) para un grupo de cuatro pernos AWS D1.1 Tipo B de 1/2 in. × 4 in., los cuales tienen una separación de 6 in. entre centros en cada dirección y están soldados a una placa de fijación de 1/2 in. de espesor. La carga de tracción está aplicada con una excentricidad de 2 in. El grupo de sujetadores se va a instalar en el fondo de una losa de 8 in. de altura, estando el centro de la conexión a 6 in. de un borde libre de la losa.

Nota: Esta configuración se eligió como una de las soluciones posibles para el Ejemplo 34.2, caso de una carga de tracción mayorada de 14.000 lb actuando de forma centrada. La única diferencia es la excentricidad con que se aplica la carga de tracción. Del ejemplo 34.2, la separación de los anclajes determina que deben ser tratados como un grupo de anclajes

Cálculos y discusión

1. Determinar cómo se distribuyen las cargas a los anclajes.

Ejemplo: Grupo de pernos con cabeza próximos a un borde solicitados a tracción - IV

Reemplazando:

5. Evaluar el descascaramiento del recubrimiento lateral de hormigón de los anclajes.

6. Distancias a los bordes, separaciones y espesores requeridos para impedir la falla por hendimiento

7. Resumen:

Ejemplo: Grupo de pernos con cabeza próximos a un borde solicitados a tracción - III

4. Determinar si el tamaño de la cabeza de los pernos soldados es adecuada para el arrancamiento del anclaje. D.5.3

Ejemplo: Grupo de pernos con cabeza próximos a un borde solicitados a tracción - II

3. Determinar la longitud de empotramiento (hef) requerida en base al desprendimiento del hormigón del anclaje.

Nota: Los pernos soldados habitualmente se consiguen en ciertas longitudes fijas. Para determinar cuáles son las longitudes disponibles se deberán consultar los catálogos de cada fabricante. Por ejemplo, la página web de Nelson Stud (www.nelsonstud.com) especifica un empotramiento efectivo de 4 in, para sus pernos de anclaje en hormigón de 1/2 in. de diámetro

Ejemplo: Grupo de pernos con cabeza próximos a un borde solicitados a tracción - I

Diseñar un grupo de cuatro pernos con cabeza soldados, separados entre centros 6 in. en cada dirección, solicitados a una carga permanente de servicio concéntrica de 10.000 lb. El grupo de anclajes se va a instalar en el fondo de una losa de 8 in. de altura, con el eje de la conexión a 6 in. de un borde libre de la losa.

Cálculos y discusión

donde:

Diseño alternativo usando la Tabla 34-5B

Nota: Los números de los pasos son iguales a los utilizados en el ejemplo principal anterior, a los cuales se les ha antepuesto el prefijo "A".

Resumen:

Usar un bulón de 5/8 in. de diámetro, con cabeza, de acero ASTM F 1554 Grado 36, con una longitud de empotramiento de 4 in.

Bulón individual con cabeza, alejado de los bordes, solicitado a tracción - III

5. Evaluar el descascaramiento del recubrimiento lateral del hormigón del anclaje.

6. Distancias a los bordes, separaciones y espesores requeridos para impedir la falla por hendimiento. D.8

Como se trata de un anclaje hormigonado in situ alejado de los bordes libres del hormigón, el único requisito es que se deben satisfacer los requisitos de recubrimiento mínimo establecidos en la sección 7.7. Suponiendo

que se trata de una losa interior, los requisitos de la sección 7.7 se satisfarán con la longitud de empotramiento de 4 in. más el espesor de la cabeza. El espesor de las tuercas y de las cabezas cuadradas, hexagonales y hexagonales pesadas son como máximo iguales al diámetro del anclaje (ANSI B.18.2.1 y ANSI B.18.2.2

contienen las dimensiones exactas). Esto da por resultado un recubrimiento de hormigón de ~ 1-3/8 in. entre la parte superior de la cabeza del anclaje y la parte superior de la losa.

7. Resumen:

Usar un anclaje de 5/8 in. de diámetro, con cabeza, de acero ASTM F 1554 Grado 36, con una longitud de empotramiento de 4 in.

Bulón individual con cabeza, alejado de los bordes, solicitado a tracción - II

3. Determinar la longitud de empotramiento (hef) requerida en base al desprendimiento del hormigón del anclaje. D.5
El requisito básico para un anclaje individual es:

Para diseñar un anclaje individual alejado de los bordes la Ecuación (D-1) se puede combinar con las
Ecuaciones (D-4) y (D-7) de la siguiente manera:

4. Determinar el tamaño de cabeza requerido para el anclaje.

El requisito básico para la resistencia al arrancamiento de un anclaje (es decir, la resistencia del anclaje que se relaciona con la superficie de apoyo en el extremo empotrado de los anclajes, de modo que el anclaje sea arrancado del hormigón sin que se produzca una falla por desprendimiento del hormigón del anclaje) es:

Reemplazando:

Bulón individual con cabeza, alejado de los bordes, solicitado a tracción - I

Diseñar un bulón individual con cabeza instalado en el fondo de una losa de 6 in. que soportará una carga permanente de servicio de 5000 lb.

Cálculos y discusión

1. Determinar la carga de diseño mayorada (solamente actúa la carga permanente).

Tabla 34-6C. Resistencias de diseño para anclajes individuales hormigonados in situ solicitados a cargas de corte (fc = 6000 psi)1,2'3'5 - II

Tabla 34-6C. Resistencias de diseño para anclajes individuales hormigonados in situ solicitados a cargas de corte (fc = 6000 psi)1,2'3'5 - I

Tabla 34-6B. Resistencias de diseño para anclajes individuales hormigonados in situ solicitados a cargas de corte (fc = 4000 psi)1,2,3,5 (Las Notas referidas a esta tabla se encuentran en la página 34-16) - II

Tabla 34-6B. Resistencias de diseño para anclajes individuales hormigonados in situ solicitados a cargas de corte (fc = 4000 psi)1,2,3,5 (Las Notas referidas a esta tabla se encuentran en la página 34-16) - I

Tabla 34-6A. Resistencias de diseño para anclajes individuales hormigonados in situ solicitados a cargas de corte (fc = 2500 psi)1,2,3,5 (Las Notas referidas a esta tabla se encuentran en la página 34-16) - II

Tabla 34-6A. Resistencias de diseño para anclajes individuales hormigonados in situ solicitados a cargas de corte (fc = 2500 psi)1,2,3,5 (Las Notas referidas a esta tabla se encuentran en la página 34-16) - I

Tabla 34-5C. Resistencias de diseño para anclajes individuales hormigonados in situ solicitados a cargas de tracción (fc = 6000 psi)1,2,4 (Las Notas referidas a esta tabla se encuentran en la página 34-15) - II

Grupo de pernos con cabeza próximos a un borde solicitados a tracción excéntrica - II

2. Determinar la resistencia de diseño del acero controlada por los dos anclajes solicitados por la carga de tracción más elevada (φNs).

3. Determinar la resistencia de diseño al desprendimiento del hormigón ( φNcbg ). D.5.2

Reemplazando:

Tabla 34-5C. Resistencias de diseño para anclajes individuales hormigonados in situ solicitados a cargas de tracción (fc = 6000 psi)1,2,4 (Las Notas referidas a esta tabla se encuentran en la página 34-15) - I

Tabla 34-5B. Resistencias de diseño para anclajes individuales hormigonados in situ solicitados a cargas de tracción (f'c = 4000 psi)1,2,4 (Las Notas referidas a esta tabla se encuentran en la página 34-15) - II

Tabla 34-5B. Resistencias de diseño para anclajes individuales hormigonados in situ solicitados a cargas de tracción (f'c = 4000 psi)1,2,4 (Las Notas referidas a esta tabla se encuentran en la página 34-15) - I

Tabla 34-5A. Resistencias de diseño para anclajes individuales hormigonados insitu solicitados a cargasde tracción (f'c = 2500 psi)1,2,4 (Las Notas referidas a esta tabla se encuentran en la página 34-15) Part 2