Resistencia al arrancamiento de los anclajes por tracción

En la Figura RD.4.1(a)(ii) se ilustra un esquema del modo de falla por arrancamiento de un anclaje por tracción. La resistencia

al arrancamiento de los anclajes hormigonados in situ se relaciona con la superficie de apoyo en el extremo empotrado, Abrg, y

con las propiedades de los ganchos empotrados (eh y do) para los anclajes en forma de J y los anclajes en forma de L.

Obviamente, si un anclaje no tiene cabeza ni gancho, éste será arrancado del hormigón y no será capaz de desarrollar la

resistencia al desprendimiento del hormigón en forma de cono (D.5.2). La Ecuación (D-12) indica el requisito general para la resistencia al arrancamiento de un anclaje por tracción, mientras que las Ecuaciones (D-13) y (D-14) indican los requisitos específicos para anclajes con cabeza y con gancho, respectivamente.

En el caso de los anclajes con cabeza, la superficie de apoyo de la cabeza empotrada (Abrg) es el área bruta de la cabeza menos el área bruta del vástago del anclaje (es decir, no es el área de la cabeza empotrada). Para aumentar la superficie de apoyo, Abrg, se pueden utilizar arandelas o placas cuya área sea mayor que la de la cabeza del anclaje; de este modo también aumentará la resistencia al arrancamiento del anclaje por tracción (ver D.5.2.7). En las regiones de peligrosidad sísmica moderada o elevada, o en las estructuras para las cuales se requiere un nivel de comportamiento o diseño sismorresistente intermedio o elevado, cuando un bulón con cabeza se diseña como un elemento de acero dúctil de acuerdo con D.3.3.4, puede ser necesario utilizar un bulón con una cabeza más grande o bien una arandela para aumentar la resistencia al arrancamiento de diseño, φNpn, y asegurar que el acero falle antes que falle la porción empotrada del anclaje. La Tabla 34-2 contiene valores de Abrg correspondientes a los bulones con cabeza, las tuercas y las arandelas más habituales. Las Tablas 34-5A, B y C se pueden utilizar para determinar rápidamente situaciones en las cuales un anclaje no proveerá una resistencia al arrancamiento adecuada, en cuyo caso se deberá

aumentar el tamaño del anclaje. 

Para los anclajes en J o en L, la longitud mínima del gancho medida desde la superficie interna del vástago del anclaje es 3do, mientras que la longitud máxima para calcular la resistencia al arrancamiento del anclaje mediante la Ecuación (D-14) es 4,5do.

Excepto para los hormigones de alta resistencia, es difícil lograr para los anclajes con gancho una resistencia al arrancamiento de diseño que sea mayor o igual que la resistencia a la tracción de diseño del acero. Por ejemplo, un bulón con gancho de 1/2 in. de diámetro con la longitud máxima de gancho (4,5do) permitida para evaluar la resistencia al arrancamiento mediante la Ecuación (D-14) requiere una f'c como mínimo igual a 8700 psi para desarrollar la resistencia a la tracción de diseño de un anclaje ASTM A 307, Grado C, o ASTM F 1554, Grado 36 (fut = 58 ksi). Esto básicamente excluye el uso de anclajes con gancho en numerosas aplicaciones en las cuales hay cargas de tracción de origen sísmico, debido a las limitaciones de D.3.3.4 que establecen que la resistencia de una conexión debe ser controlada por la resistencia de los elementos de acero dúctil. 

Para los anclajes incorporados al hormigón endurecido, el valor de la resistencia al arrancamiento de un anclaje por tracción, Np, se debe determinar a partir de los resultados de los ensayos de evaluación de productos de ACI 355.2. Ver Tabla 34-3.