Anclajes bajo la influencia de terremotos

Los anclajes que están aprobados para cargas sísmicas o de terremotos deben pasar por una prueba adicional. Los criterios para esto están descritos en el respectivo EAD (Documento Europeo de Evaluación) de la EOTA (Organización Europea para la Evaluacion Técnica).

En principio, un terremoto provoca un aumento del riesgo de aparición de grietas en elementos de concreto. Cuando estas grietas aparecen en los lugares donde se colocaron los anclajes, el orificio de perforación se ensancha y el anclaje generalmente solo conserva una capacidad portante algo reducida. Además, un terremoto genera en poco tiempo una carga variable debido a la aceleración vertical y, sobre todo, horizontal y alternante del terreno. Por ello, es ventajoso que las juntas anulares entre los anclajes y los elementos adheridos estén rellenas con mortero de inyección, ya que se espera un desplazamiento menor de los elementos adheridos.

En Europa existen dos categorías de rendimiento sísmico (C1 y C2) que establecen los requisitos para los anclajes. La categoría C1 formula requisitos algo menores, en la cual se deben realizar pruebas para anclajes en una grieta con un ancho de w = 0,5 mm. Para la categoría C2, el ancho de grieta a investigar es w = 0,8 mm. Se deben evitar anchos de grieta mayores o anclajes en tales zonas denominadas "plásticas".

Sólo los anclajes y conexiones de armadura posteriores que estén aprobados para anclajes en concreto agrietado como elementos de fijación individuales pueden ser probados y aprobados también bajo carga sísmica (estado: septiembre 2020). Hasta ahora no están regulados los anclajes en mampostería ni los anclajes para fijación múltiple de sistemas redundantes no estructurales en concreto agrietado.

Hasta ahora, los anclajes se evaluaban según la "Guía Europea de Aprobación Técnica" ETAG 001 Anexo E (abril 2013) y se dimensionaban según el "Informe Técnico" de la EOTA TR 045 (febrero 2013).

Con la publicación del Eurocódigo 2 parte 4, la dimensionamiento de los anclajes puede realizarse ahora según la parte 4 del EC 2 (DIN EN 1992-4:2019-04) y el anexo nacional correspondiente del Eurocódigo 2 parte 4. Para Alemania, esta DIN EN 1992-4 aún no ha sido introducida como reglamento técnico de construcción a través de la Ordenanza Modelo de Administración Técnica de Construcción MVV TB o la respectiva ordenanza administrativa de los estados federales (VV TB), pero se espera su introducción en un futuro próximo. La norma ya representa el estado actual de la técnica. Antes de su aplicación, se debe coordinar con el ingeniero revisor responsable.

Según TR 045, hasta ahora la altura de la acción sísmica, basada en la aceleración básica ag y el factor del terreno S, así como la categoría de importancia del edificio, eran los únicos factores decisivos para determinar qué categoría de rendimiento sísmico del anclaje es necesaria. En la todavía vigente MVV TB para Alemania, según el Anexo A 1.2.9/1, 2b, se establece que en las zonas sísmicas de Alemania se pueden usar todos los anclajes con aprobación general de construcción que hagan referencia para el dimensionamiento de las fijaciones al Anexo C del ETAG 001. Por lo tanto, no existen requisitos especiales para la idoneidad o clasificación bajo carga sísmica. Sin embargo, desde hace tiempo no se emiten aprobaciones que hagan referencia al Anexo C de la ETA.

En el EC 2 parte 4, junto con el anexo nacional del EC 2 parte 4, se establecen ahora requisitos adicionales también para Alemania. Ya no es suficiente que los anclajes tengan cualquier aprobación para ser usados en las zonas sísmicas de Alemania. Pero también se ha ajustado el requisito para la calificación de los anclajes bajo carga sísmica: ahora no es la aceleración del suelo, el factor del terreno ni la categoría de importancia del edificio lo que determina la selección y dimensionamiento de los anclajes, sino — y esto es mucho más razonable desde el punto de vista del anclaje — el ancho de grieta esperado que puede presentarse en el elemento de concreto bajo carga sísmica. El ancho de grieta tiene una influencia decisiva en la capacidad portante de los anclajes.

Si el ancho de grieta esperado wk ≤ 0,3 mm, no se exigen requisitos adicionales para la capacidad portante de los anclajes bajo carga sísmica y son suficientes anclajes que tengan una Evaluación Técnica Europea (ETA) / aprobación para concreto agrietado. La concesión de la aprobación para tales anclajes ya requiere pruebas en concreto agrietado con un ancho de grieta de 0,3 mm y, en casos especiales para cubrir la dispersión, también en anchos de grieta de 0,5 mm.

Si el ancho de grieta esperado wk ≤ 0,5 mm, en las zonas sísmicas alemanas deben usarse anclajes con calificación para la categoría de rendimiento sísmico C1. Si el ancho de grieta esperado wk ≤ 0,8 mm, en las zonas sísmicas alemanas deben usarse anclajes con calificación para la categoría de rendimiento sísmico C2.

Si el ancho de grieta esperado wk ≥ 0,8 mm, las fijaciones en tales zonas denominadas "plásticas" de los elementos de concreto no están cubiertas por la DIN EN 1992-4 (EC2-4).

En el Anexo Nacional del EC2-4 (DIN EN 1992-4/NA:2019-04) hay una ayuda para estimar el ancho de grieta esperado fuera de las zonas plásticas — este depende principalmente del coeficiente de comportamiento q con el que el diseñador estructural / ingeniero calculó la dimensión del elemento de concreto armado bajo carga sísmica: Para estructuras y elementos diseñados bajo la suposición de un coeficiente de comportamiento q = 1,0, se puede asumir que los anchos de grieta en la situación de cálculo con terremoto permanecen menores a 0,3 mm. Es decir, basta con un anclaje que esté probado y aprobado según ETA para concreto agrietado.

Para estructuras y elementos diseñados bajo la suposición de un coeficiente de comportamiento 1,0 < q="" ≤="" 1,5,="" se="" puede="" asumir="" que="" los="" anchos="" de="" grieta="" en="" la="" situación="" de="" cálculo="" con="" terremoto="" permanecen="" menores="" a="" 0,5="" mm.="" Es="" decir,="" se="" requieren="" anclajes="" con="" una="" categoría="" de="" rendimiento="" sísmico="" />

Para estructuras y elementos diseñados bajo la suposición de un coeficiente de comportamiento 1,5 < q="" ≤="" 3,="" se="" debe="" asumir="" que="" los="" anchos="" de="" grieta="" en="" la="" situación="" de="" cálculo="" con="" terremoto="" pueden="" ser="" mayores="" a="" 0,5="" mm.="" Sin="" embargo,="" se="" puede="" asumir="" que="" los="" anchos="" de="" grieta="" no="" serán="" mayores="" a="" 0,8="" mm.="" Para="" esto="" se="" necesitarían="" anclajes="" con="" una="" categoría="" de="" rendimiento="" sísmico="" />

Según la retroalimentación de algunos diseñadores estructurales e ingenieros revisores con experiencia en zonas sísmicas de Alemania, generalmente se asume o se calcula un coeficiente de comportamiento de q = 1,5. Con este coeficiente, el diseño estructural es claramente más sencillo que con coeficientes menores. Coeficientes mayores a 1,5 no se suelen usar en construcción de concreto armado. Por lo tanto, en las zonas sísmicas alemanas generalmente se asume un ancho de grieta en elementos de concreto armado de wk = 0,5 mm y se usa un anclaje con categoría de rendimiento sísmico C1.

Las zonas sísmicas relevantes en Alemania son:

La cuenca del Rin Inferior, la cuenca del Rin y la región del lago de Constanza, la Selva Negra, la Alb Suaba y el Vogtland.

Hasta ahora existen los siguientes tipos de anclajes aprobados para terremotos: anclajes de perno [p. ej. fischer FAZ II (C1; C2)], tornillos para concreto [p. ej. fischer Ultracut FBS II (C1; C2)], anclajes de manguito [p. ej. fischer anclaje de alto rendimiento FH II (C1; C2)], anclajes compuestos con diferentes barras de anclaje y geometrías de barras o varillas de refuerzo en combinación con diferentes morteros [p. ej. fischer barras de anclaje FIS A M / RG M o varilla de refuerzo B500 con mortero de inyección fischer FIS V (C1; C2), FIS EM Plus (C1; C2), FIS SB (C1; C2) o cartuchos de mortero de inyección p. ej. fischer RSB (C1)].