Anclajes estructurales. PARTE 4
5. MÉTODO DE DISEÑO
El método de cálculo y diseño de los anclajes está especificado en los anexos de la ETAG (Guía de homologaciones técnicas europeas): ETAG 001 Anclajes metálicos o químicos en hormigón. Anexo C: Método de diseño y ETAG 020 Anclajes plásticos en hormigón o mampostería.
Anexo C: Método de diseño. Dentro del anexo C, se distinguen los métodos de cálculo A, B y C. El cálculo según el método A es el más idóneo y completo, se contemplan todos los modos de fallo posibles así como la distancia entre anclajes y al borde del soporte. Los métodos B y C son menos exhaustivos.
Siguiendo el método de diseño del anexo C, el método de cálculo A evalúa cada uno de los modos de rotura, obteniendo un valor ßN por cada uno de ellos, siendo ß la relación entre carga de cálculo y resistencia de cálculo, ßN para las cargas a tracción y ßV para cargas a cortadura. Si ß<1, la carga de cálculo no supera la resistencia. Para cargas a tracción, ßN debe ser inferior a 1 en todos sus modos de rotura: ßN ≤ 1.
Para cargas a cortadura, ßV debe ser inferior a 1 en todos sus modos de rotura: ßV ≤ 1.
En cargas combinadas, se tomará entre todos los modos de rotura el mayor valor ßN y ßV. Su suma debe ser inferior a 1,2: ßN + ßV ≤ 1,2.
Modos de fallo de los anclajes
En este apartado se describen los distintos modos de fallo: a tracción y a cortante.
a. Modos de fallo a tracción
Pueden ser:
a.1. Rotura del acero a tracción:
La rotura en el acero contempla la rotura del eje del perno, de la parte roscada del perno o del casquillo del anclaje. La rotura del acero generalmente se produce cuando se da gran profundidad de inserción y en hormigón de alta resistencia.
a.2.Rotura por cono de hormigón:
El cono de rotura del hormigón se produce al aplicar fuerzas de tracción centradas en el anclaje en soportes de poca resistencia.
a.3. Rotura por arrancamiento:
Se produce cuando la resistencia generada por la fricción entre los elementos expansibles del anclaje y los laterales del agujero taladrado es inferior a la carga de tracción ejercida. El anclaje es literalmente arrancado del agujero con todos sus componentes.
a.4. Rotura por extracción por deslizamiento: Al verse superada la resistencia, un anclaje de expansión puede fallar al deslizar el perno a través del casquillo de expansión, permaneciendo el casquillo dentro del agujero.
a.5. Rotura por fisura del soporte: cuando el soporte es un cuerpo esbelto la carga aplicada puede producir la fisura del mismo y permitir el deslizamiento sobre este.
b. Modos de fallo a cortante
Pueden ser de tres tipos:
b.1. Rotura del acero a cortante: la rotura del acero se produce con carga cortante en los anclajes alejados de los bordes.
b.2. Rotura en el borde del hormigón: Cuando un anclaje está ubicado cerca de borde de un componente de la edificación o en una esquina, y recibe una carga en la dirección del borde, puede producirse una rotura en el borde de hormigón.
b.3. Rotura por efecto palanca:
Este modo de fallo se produce en las fijaciones que tienen una profundidad de inserción reducida y que se encuentran alejadas de los bordes.
Capacidad de carga del anclaje
La capacidad de carga siempre está condicionada por variables tales como tipo de material de soporte, dimensionado del dispositivo de anclaje y tipo de instalación. Ver tabla 3.

La ficha técnica o DITE del anclaje indica la capacidad de carga diferenciando los tipos de carga.
• Capacidad de carga a tracción N
• Capacidad de carga a cortadura V
• Momento flector permisible
• Capacidad de carga tras ensayo de fuego (si tiene ensayo)
Todos los datos de capacidad de carga están condicionados por el dimensionado y tipo de instalación. Características de instalación muy importantes son las distancias entre anclajes y las distancias entre anclajes y bordes del material base.
Según los resultados experimentales, el cono de rotura del hormigón forma un ángulo aproximado de 35° con la superficie del hormigón. El diámetro del cono de la rotura es, por tanto, aproximadamente tres veces la profundidad de inserción. El espaciado crítico obtenido entre anclajes estructurales es de s=3hef, más allá del cual los conos de rotura de los anclajes próximos no se cruzan y los anclajes no se afectan entre sí. Si el espaciado de las fijaciones es menor que esta cantidad, los conos de hormigón de las fijaciones próximas pueden cruzarse. Cuando el espaciado es de s> 3hef, no se incrementa la carga de rotura.
La distancia al borde es aquella distancia entre el eje del anclaje estructural al borde del material de soporte más próximo.
Cuando un anclaje estructural está ubicado cerca del borde del material base, a una distancia menor que la distancia crítica del borde C=1,5 hef, la carga de rotura del anclaje se reduce. El tamaño del cono de rotura de hormigón es decreciente en comparación con el de los anclajes ubicados lejos de los bordes. Para aquellos diseños del dispositivo de anclaje que no se adapten a las indicaciones de instalación de la ficha técnica o DITE del anclaje, existen programas de cálculo de anclajes desarrollados por los fabricantes.
Habitualmente se realiza el cálculo según ETAG001 Anexo C método A y se elabora un detallado informe de cálculo. También proporcionan información adicional referente a los casos de aplicación, los productos, así como información técnica general referente a la evaluación, el cálculo y la planificación desde la perspectiva de la ingeniería.
6. RECOMENDACIONES FINALES
Siempre que sea posible se deben utilizarse anclajes certificados con DITE. El técnico que diseñe la instalación debe considerar los datos técnicos del producto y seguir las recomendaciones del fabricante. La instalación de los anclajes debería ser supervisada en obra por un profesional competente.
Fuente: INSHT