FALLAS DE LOS ANCLAJES

COMPORTAMIENTO Y MODALIDADES DE FALLA DE LOS ANCLAJES

    Los anclajes en el concreto pueden presentar distintas modalidades de fallas dependiendo de varios factores: la resistencia del concreto; la profundidad de colocación, la distancia al borde del concreto y la distancia entre los anclajes; el tipo y la dirección de la solicitación. 

    La figura a continuación ilustra las modalidades de fallas tipificadas en la Sección 17.3.1 del Reglamento ACI 318-14. La figura (b) corresponde a la modalidad de falla por adherencia cuando el anclaje individual o en grupo está cargado en tracción, modalidad de falla incorporada desde la edición 2011 del Reglamento ACI 318, al incluirse en el alcance los anclajes adhesivos.

    Tipificación de las modalidades de falla de los anclajes en el concreto según el Reglamento ACI 318-14.

a) Modalidades de falla de los anclajes en el concreto.

b) Modalidad de falla por adherencia en anclajes individuales (single) o en grupo (group) incorporado desde el ACI 318-11.

La falla por cedencia y rotura en anclajes mecánicos o adhesivos (Figura (a)i) se produce cuando la resistencia de agotamiento del anclaje, en tracción o en corte, es excedida por la carga aplicada. Ocurre también con una profundidad de colocación insuficiente o con diámetros pequeños, por lo que la solución es usar anclajes con material de mayor resistencia o de mayor diámetro. También cuando se usan anclajes con cabeza, porque la superficie de apoyo es suficientemente grande como para descartar el deslizamiento del anclaje.

En el deslizamiento de anclajes adhesivos solicitados a tracción (pullout), Figura (a),ii), se presenta una ruptura cónica de poca profundidad en la interfaz de adherencia entre el material base y el adhesivo. El cono de ruptura del concreto no es el mecanismo de falla, lo diferencia de la rotura del concreto (breakout, Figura (a),iii) que se observa en los anclajes en los anclajes mecánicos a tracción. La solución es aumentar la fuerza de expansión con un mayor tamaño o diámetro del anclaje.

La ruptura cónica del concreto (concrete breakout, Figura (a),iii) caracteriza a los sistemas de anclajes mecánicos o adhesivos solicitados a tracción, instalados a poca profundidad, o cuando se instalan en grupos con separaciones inferiores a la separación crítica. Se soluciona al incrementar la fuerza de expansión con un mayor tamaño de los anclajes.

El hendimiento del concreto (concrete splitting, Figura (a),v) con anclajes mecánicos o adhesivos se presenta en concreto de poco espesor o dimensiones, por lo que se recomienda usar una mayor distancia entre los anclajes y los bordes y una mayor profundidad de colocación.

Rotura del borde de concreto (concrete breakout, Figura (a), iv y (b), iii) se observa en anclajes mecánicos o adhesivos solicitados en tracción o en corte instalados a una distancia del borde inferior a la distancia crítica o las cargas se aplican en dirección al borde que obliga a un factor de reducción. Se recomienda entonces mayor distancia al borde y separación entre anclajes. También el uso de anclajes adhesivos que no producen fuerza de expansión.

La falla por adherencia mostrada en la figura (b) se presenta generalmente en concretos de baja resistencia debido al desmoronamiento del concreto antes de que se desarrolle la resistencia de agotamiento del acero. También por una perforación sobredimensionada, o en anclajes cementados (grouted) o químicos cuya profundidad de empotramiento es insuficiente.