Ejemplo 34.6 – Grupo de bulones en L próximos a dos bordes solicitados a tracción y corte - Cálculos y discusión Part 8

Ejemplo 34.6 – Grupo de bulones en L próximos a dos bordes solicitados a tracción y corte - Cálculos y discusión Part 7

Ejemplo 34.6 – Grupo de bulones en L próximos a dos bordes solicitados a tracción y corte - Cálculos y discusión Part 6

Ejemplo 34.6 – Grupo de bulones en L próximos a dos bordes solicitados a tracción y corte - Cálculos y discusión Part 5

Ejemplo 34.6 – Grupo de bulones en L próximos a dos bordes solicitados a tracción y corte - Cálculos y discusión Part 4

Ejemplo 34.6 – Grupo de bulones en L próximos a dos bordes solicitados a tracción y corte - Cálculos y discusión Part 3

Ejemplo 34.6 – Grupo de bulones en L próximos a dos bordes solicitados a tracción y corte - Cálculos y discusión Part 2

Ejemplo 34.6 – Grupo de bulones en L próximos a dos bordes solicitados a tracción y corte - Cálculos y discusión Part 1

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Ejemplo 34.6 – Grupo de bulones en L próximos a dos bordes solicitados a tracción y corte

Diseñar el grupo de cuatro bulones en L con las separaciones ilustradas. El grupo de bulones ha de soportar una carga de tracción mayorada de 10.000 lb y una carga de corte de servicio reversible debida al viento de 5000 lb. La conexión está ubicada en la base de una columna en una esquina de la fundación de la estructura.

Nota: Los requisitos de OSHA implementados el 18 de enero de 2001 requieren que para anclar esta columna se utilicen como mínimo 4 anclajes y que la conexión sea capaz de soportar una carga gravitatoria excéntrica mínima de 300 lb ubicada a 18 in. de la cara de la columna en cada dirección. Esta carga se debe aplicar en la parte superior de la columna. Se pretende representar una carga correspondiente a un obrero de la construcción colgado desde la parte superior de la columna, ubicado hacia un lado de la misma. 

Diseño alternativo usando las Tablas 34-5B y 34-6B

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".

Se seleccionaron las Tablas 34-5B y 34-6B porque éstas contienen valores de tracción y corte,

respectivamente, correspondientes a hormigón con f'c = 4000 psi. Las Notas 4 y 5, respectivamente, indican que los valores tabulados se basan en la Condición B (no hay armadura suplementaria). Ambas tablas suponen hormigón fisurado (Tabla 34-5, Notas 6 y 10; Tabla 34-6, Nota 6).

Ejemplo 34.5 – Bulón individual con cabeza próximo a un borde solicitado a tracción - Part 3

Ejemplo 34.5 – Bulón individual con cabeza próximo a un borde solicitado a tracción - Part 2

Ejemplo 34.5 – Bulón individual con cabeza próximo a un borde solicitado a tracción - Part 1

Determinar si un anclaje de 1/2 in. de diámetro con cabeza hexagonal, con una profundidad de empotramiento de 7 in., instalado con su eje a 1-3/4 in. del borde de una fundación de hormigón, es adecuado para una carga de tracción de servicio debida al viento de 1000 lb y una carga de corte de servicio reversible debida al viento de 400 lb.
Nota: Este ejemplo es una ampliación del Ejemplo 34.4 en el cual sobre el anclaje actúa tanto una carga de corte como una carga de tracción.

Cálculos y discusión

Diseño alternativo usando la Tabla 34-6B - Part 2

Diseño alternativo usando la Tabla 34-6B - Part 1

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".

Se seleccionó la Tabla 34-6B porque ésta contiene valores de resistencia al corte de diseño correspondientes a hormigón con f'c = 4000 psi. La Nota 5 de la tabla indica que los valores tabulados se basan en la Condición B (no hay armadura suplementaria), mientras que la Nota 6 indica que se supuso hormigón fisurado.

Observar que este valor es algo diferente del obtenido en el Paso 4 anterior. Los valores tabulados son más precisos, ya que en los cálculos manuales se introducen errores de redondeo

Bulón individual con cabeza próximo a un borde - V

Resumen:
La carga de corte mayorada (Vu = φVn) determinada en base a la resistencia del acero y en base a la
resistencia al desprendimiento y al arrancamiento del hormigón se puede resumir de la siguiente manera

La resistencia al para la mínima conexión a las fundaciones en una construcción de madera (bulón de 1/2 in. de diámetro con una longitud empotrada de 7 in.) – para resistir cargas de corte de servicio reversibles debidas al viento – de la Sección 2308.6 del IBC 2000 – es igual a 481 lb por bulón. También se debe evaluar la resistencia del elemento fijado por los anclajes.

Observar que esta resistencia sólo es válida si el anclaje se instala en un hormigón que tiene una resistencia especificada a la compresión de 4000 psi. En muchos casos el hormigón utilizado en este tipo de fundaciones tiene una resistencia especificada a la compresión de sólo 2500 psi, la mínima resistencia permitida por el código. Como la resistencia al desprendimiento del hormigón resultó ser el valor determinante, se puede determinar otra resistencia en base al uso de hormigón de 2500 psi en vez del hormigón de 4000 psi usado en el ejemplo:

Bulón individual con cabeza próximo a un borde - IV

Para determinar Vu para la resistencia al arrancamiento del hormigón la Ecuación (D-2) se puede combinar con la Ecuación (D-28) de la siguiente manera:

Distancias a los bordes, separaciones y espesores requeridos para impedir la falla por hendimiento. D.8 Como es poco probable que un anclaje individual con cabeza usado en una construcción de madera sea sometido a un torque significativo, se aplican los requisitos de recubrimiento mínimo de la sección 7.7.

De acuerdo con 7.7, para una barra de 1/2 in. el mínimo recubrimiento libre es de 1-1/2 in. si la barra está en contacto con el suelo o al aire libre. El recubrimiento libre provisto para el bulón es exactamente de 1-1/2 in.

(1-3/4 in. hasta el centro del bulón menos la mitad del diámetro del bulón). Observar que el recubrimiento sobre la cabeza del bulón será ligeramente menor (1-3/16 in. si la cabeza es hexagonal), pero digamos que VERIFICA. (Este valor está comprendido dentro de la tolerancia de –3/8 in. permitida para el recubrimiento).

Bulón individual con cabeza próximo a un borde - III

4. Determinar Vu controlada por la resistencia al arrancamiento del hormigón. D.6.3

Nota: El modo de falla por arrancamiento del hormigón generalmente sólo se debe considerar en el caso de anclajes rígidos y con poca longitud de empotramiento. Como este ejemplo cubre tanto el caso de corte que actúa en dirección al borde libre como el caso de corte actuando alejándose del borde libre, procederemos a evaluar la resistencia al arrancamiento del hormigón.

Evaluar los términos de la Ecuación (D-4) para este problema:
AN es el área proyectada de la superficie de falla por tracción, la cual se aproxima mediante un rectángulo con sus lados ubicados a una distancia igual a 1,5hef (1,5 × 7 = 10,5 in.) del centro del anclaje, con las limitaciones impuestas por los bordes libres del hormigón