Falla del cono de hormigón

El cono de hormigón es uno de los modos de falla de los anclajes en hormigón , sometidos a una fuerza de tracción . La falla está determinada por el crecimiento de grietas en el hormigón, que forman una forma típica de cono que tiene como eje de revolución el eje del anclaje .

Bajo carga de tracción, la superficie de falla del cono de hormigón tiene una inclinación de 45°. Se supone entonces una distribución constante de las tensiones de tracción. La carga de falla del cono de hormigón de un solo anclaje en hormigón no fisurado no afectado por influencias de los bordes o conos superpuestos de anclajes vecinos se da por: ^[2]${\estilo de visualización N_{0}}$

${\displaystyle N_{0}=f_{ct}{A_{N}}[N]}$

Dónde:

$Estilo de visualización f_ {ct}}$- resistencia a la tracción del hormigón

$Estilo de visualización A_N$- Área proyectada del cono

Bajo carga de tensión, la capacidad de hormigón de un solo anclaje se calcula suponiendo una inclinación entre la superficie de falla y la superficie del elemento de hormigón de aproximadamente 35°. La carga de falla del cono de hormigón de un solo anclaje en hormigón no fisurado no afectado por influencias de borde o conos superpuestos de anclajes vecinos se da por: ^[2]${\estilo de visualización N_{0}}$

${\displaystyle N_{0}=k{\sqrt {f_{cc}}}{h_{ef}}^{1.5}[N]}$,

Dónde:

${\estilo de visualización k}$- 13,5 para sujetadores postinstalados, 15,5 para sujetadores colados en el lugar

$Estilo de visualización f_ {cc}$- Resistencia a la compresión del hormigón medida en cubos [MPa]

$Estilo de visualización {h_ {ef}}}$- Profundidad de empotramiento del anclaje [mm]

El modelo se basa en la teoría de la mecánica de fracturas y tiene en cuenta el efecto del tamaño , en particular el factor que lo diferencia del esperado en el primer modelo. En el caso de una falla por tracción del hormigón con un aumento del tamaño del elemento, la carga de falla aumenta menos que la superficie de falla disponible; eso significa que la tensión nominal en la falla (carga máxima dividida por el área de falla) disminuye. ^[3]${\displaystyle {h_{ef}}^{1.5}}$${\displaystyle {h_{ef}}^{2}}$

Los códigos actuales toman en cuenta una reducción de la capacidad teórica del cono de hormigón considerando: (i) la presencia de aristas; (ii) los conos superpuestos debido al efecto de grupo; (iii) la presencia de una excentricidad de la carga de tracción. ^[4]${\estilo de visualización N_{0}}$

Las cargas de falla por tensión predichas por el método CCD se ajustan a los resultados experimentales en un amplio rango de profundidades de empotramiento (por ejemplo, 100 a 600 mm). ^[2] La capacidad de carga de anclaje proporcionada por ACI 349 no considera el efecto del tamaño , por lo que se obtiene un valor subestimado para la capacidad de carga para grandes profundidades de empotramiento. ^[2]

En el caso de cabezas de gran tamaño, la presión de apoyo en la zona de apoyo disminuye, por lo que se observa un aumento de la capacidad de carga del anclaje. En la literatura técnica se han propuesto diferentes factores de modificación. ^{[5] [6]}

Los anclajes, experimentalmente, muestran una menor capacidad de carga cuando se instalan en un elemento de hormigón fisurado. La reducción es de hasta un 40% con respecto a la condición no fisurada, dependiendo del ancho de la fisura . ^[7] La ​​reducción se debe a la imposibilidad de transferir tensiones normales y tangenciales en el plano de la fisura.

• Mecánica de fracturas
• Análisis de fracturas de hormigón
• Efecto del tamaño
• Cono de anclaje