Consideración de capas no estructurales

Entre la pieza adicional o la placa de anclaje de acero y el soporte de anclaje, como por ejemplo el hormigón armado, pueden encontrarse otros materiales. Así, con frecuencia se encuentran revoques o, por ejemplo, un termostop. Los termostops son placas delgadas, generalmente de plástico, que se colocan entre las placas de anclaje, por ejemplo de una consola, y el soporte de anclaje para minimizar la transferencia de calor entre la placa de anclaje y el soporte de anclaje. También se utilizan con frecuencia bases de madera (de coníferas o maderas duras) y bases sueltas de chapas de acero. En casos extremos, puede tratarse incluso de una capa aislante o de aire. En muros de doble hoja, generalmente se debe anclar en la hoja trasera, llamada hoja portante, y no en la hoja exterior expuesta a la intemperie. Esta suele ser relativamente delgada y, por lo tanto, no puede soportar cargas o solo cargas muy pequeñas. Para ello, se debe perforar y anclar a través de la hoja exterior, así como de una capa de aire y posiblemente una capa aislante, para lograr una fijación segura. Todas las capas que se encuentran delante de la hoja portante se consideran no estructurales. También la fijación a través de un contrapiso flotante con aislamiento se realiza a través de las capas intermedias no estructurales, hasta que el anclaje o taco se inserta en el hormigón portante.

Para determinar la longitud correcta del taco, estas capas no estructurales deben sumarse al espesor de la pieza adicional real, para asegurar que los anclajes se inserten con suficiente profundidad y con la profundidad de anclaje requerida en el soporte de anclaje.

Desde el punto de vista del cálculo, estas capas deben considerarse como no estructurales cuando se evalúa la capacidad portante de tacos o anclajes.

Cargas de tracción

En cuanto a las cargas de tracción que se presentan, estas capas no estructurales tienen poca influencia, a menos que los tacos, como por ejemplo anclajes de perno, deban pretensarse mediante un par de apriete con una llave dinamométrica. En ese caso, al aplicar el par de apriete se genera una fuerza de compresión entre la pieza adicional y el soporte de anclaje. Esta fuerza de compresión también debe poder transmitirse a través de las capas no estructurales para que el anclaje se tense y se active su plena capacidad portante. Si esto no ocurre, se puede solucionar utilizando una camisa tubular que se coloque sobre el taco, la cual transmite la fuerza de compresión generada desde la placa de anclaje directamente, por ejemplo, al hormigón a través del tubo. En cuanto al dimensionamiento, esta capa intermedia no tiene más influencia en la capacidad portante a tracción del anclaje.

Cargas laterales

Sin embargo, en el caso de cargas laterales, estas capas intermedias no estructurales suelen tener una influencia considerable y desafortunadamente negativa en la capacidad portante del anclaje. Cuanto más gruesa sea la capa intermedia no estructural, mayor será la reducción de la capacidad portante del anclaje. En el Eurocódigo 2 parte 4 (DIN EN 1992-4;2019-04), en la sección 6.2.2.3, se describe con precisión cómo debe considerarse esta capa intermedia en el cálculo, es decir, cuándo la carga lateral actúa con brazo de palanca y cuándo no.

De manera análoga, esto se aplica a los anclajes en mampostería. Aquí, el Informe Técnico (Technical Report 054) regula los requisitos en la sección 3.2.

Si una pieza metálica adicional descansa directamente sobre el soporte de anclaje, una carga lateral aplicada se transmite directamente a través de la sección transversal del taco en la junta entre el metal y el hormigón. La capacidad portante es muy buena en este caso. Tan pronto como se genera una separación y, por lo tanto, un brazo de palanca calculado, el taco se somete a flexión y la capacidad portante disminuye rápidamente con el aumento de la distancia. En particular, las deformaciones aumentan considerablemente, por lo que la capacidad portante debe limitarse.

Para que un brazo de palanca pueda ser ignorado en el cálculo, la pieza adicional debe ser de metal y los tacos deben tocar la pieza adicional al menos en la mitad de su altura. Además, la pieza de hormigón debe descansar directamente sobre la superficie del hormigón sin una capa intermedia. Alternativamente, puede haber una capa de mortero nivelador entre la pieza adicional y la superficie rugosa del hormigón, pero esta capa debe tener un espesor máximo que corresponda a la mitad del diámetro del taco y, al mismo tiempo, la pieza adicional debe estar completamente apoyada y la capa de mortero debe tener una resistencia a la compresión al menos igual a la del hormigón subyacente y también de al menos 30 N/mm².

En todos los demás casos, la capa intermedia debe considerarse como no estructural; esto se aplica fundamentalmente a cualquier pieza adicional de madera o materiales derivados de la madera, así como a bases sueltas de chapas de acero. Si las chapas de acero pueden unirse firmemente a la pieza adicional (soldadas) y tienen el mismo diámetro de agujero que la pieza adicional y soportan completamente la pieza adicional, entonces se puede despreciar la consideración de la flexión en los tacos.

En piezas adicionales de madera que descansan directamente sobre el hormigón, se puede prescindir de considerar la flexión si se coloca en la junta entre el hormigón y la madera un taco unilateral especial (también denominado taco Geka, Appel, Bulldog, de inserción, de presión, de inserción/presión, de anillo o de disco) en la pieza de madera. Este permite transmitir la fuerza cortante directamente desde la pieza de madera a través del taco especial, el taco al hormigón y así al soporte de anclaje sin flexión de los anclajes.

En todos los demás casos, como ya se mencionó, la capa intermedia no estructural debe considerarse en el cálculo. Independientemente de si existe una capa o si se trata de un montaje con separación, en el que generalmente solo hay una capa aislante blanda o aire entre la pieza adicional y la placa de anclaje.

Consejos del experto

Es imprescindible aclarar con el ingeniero estructural o calculista responsable si se puede disponer una capa intermedia de este tipo o no. Si se dispone, debe considerarse necesariamente en el cálculo. Si el dimensionamiento se realizó sin capa intermedia, pero luego se ejecuta en obra, puede provocar una sobrecarga peligrosa y significativa hasta la falla del anclaje. Además, es muy probable que los tacos se hayan pedido con una longitud y longitud útil demasiado cortas y, por lo tanto, no se inserten suficientemente profundo en el soporte de anclaje.