Anclajes de elevación para hormigón: capacidades de carga, selección y uso seguro en prefabricados

Un equipo en un patio de prefabricados está a punto de levantar un panel de pared de 6,4 t. Se han fundido cuatro anclajes de cabeza esférica en el panel, por lo que la aritmética parece fácil: 6,4 dividido por cuatro son 1,6 t por anclaje, y los anclajes de 2,5 t en el bastidor deberían ser más que suficientes. El panel se eleva 300 mm y un anclaje saca un cono de hormigón de la cara. El ancla en sí no está dañada. El hormigón a su alrededor no lo era.

Esa brecha entre el número impreso en el anclaje y la carga que realmente soporta el panel es donde residen la mayoría de los problemas de elevación. Un anclaje de montaje de 2,5 t pesa solo 2,5 t bajo un conjunto definido de condiciones: una resistencia mínima del hormigón en el momento del levantamiento, una distancia mínima al borde, un espaciamiento mínimo, una dirección de tracción definida y un embrague que se asienta correctamente en el cabezal. Cambie una condición y la capacidad real puede quedar muy por debajo de la etiqueta.

Lo que sigue es un recorrido práctico sobre cómo se eligen los anclajes de elevación para concreto, cómo se deben leer las tablas de carga, qué detalles se pasan por alto en el patio y qué incluir en una consulta al comprar anclajes, embragues y los accesorios magnéticos que los sujetan en el molde.

La respuesta corta: la capacidad es el menor de dos números

La capacidad de un ancla de elevación la decide la pieza que falle primero, el ancla de acero o el hormigón que la rodea.

• En hormigón fuerte, grueso y bien confinado, suele prevalecer el acero del anclaje. La cabeza aguanta o no.
• En el caso del hormigón joven, los paneles finos o los anclajes colocados cerca de un borde libre, prevalece el hormigón. El ancla sobrevive al levantamiento, pero sale con un cono del panel adjunto.

En la práctica, la carga utilizable de un anclaje de elevación fundido es siempre la menor entre la capacidad del acero y la capacidad de rotura del hormigón, evaluada según la resistencia del hormigón que existe cuando se aprieta el gancho de la grúa. Todo lo demás en un catálogo es una nota a pie de página de esa frase.

Tres preguntas deciden casi todas las selecciones y vale la pena responderlas por escrito antes de pedir un ancla:

1. ¿Cuánto pesa el elemento y con qué desigualdad compartirán ese peso los anclajes?
2. ¿Qué resistencia del hormigón tendrá el panel al momento del levantamiento y no a los 28 días?
3. ¿En qué dirección actuará la carga y cuánta amplificación dinámica se obtiene al tomar el relevo?

Un ancla dimensionada únicamente en función del peso del elemento responde sólo a la primera pregunta. Es por eso que dos plantas pueden comprar el mismo anclaje de 5 t y obtener resultados muy diferentes.

Lectura de la tabla de carga: los detalles que establecen la clase de carga real

La mayoría de las consultas comienzan con un peso y terminan en una clase de carga. Las diferencias entre proveedores se encuentran en los supuestos debajo de la cifra principal, y esos supuestos rara vez están impresos en una cotización. Un catálogo puede indicar una resistencia mínima del hormigón de 15 N/mm2 en la elevación, otro puede suponer 20 N/mm2. Uno puede suponer una tracción puramente axial, otro puede permitir un pequeño ángulo. Por lo tanto, comparar clases de carga desnuda entre dos marcas es un atajo poco confiable.

Detrás de esa mesa se encuentran cinco figuras más que deciden si la clase elegida se mantiene en la práctica. La resistencia mínima del hormigón en el levantamiento, la distancia mínima al borde, el espaciamiento mínimo de los anclajes, el factor de reducción para una tracción que no es axial y el factor dinámico aplicado al levantamiento. Solicite los cinco por escrito. Un proveedor que no puede presentarlos en un solo documento es un proveedor que te dejará el cálculo a ti.

Un hábito más que vale la pena adoptar: diseñe como si solo dos anclajes soportaran la carga, incluso cuando cuatro están fundidos. Los paneles prefabricados rara vez son perfectamente planos y un panel ligeramente curvado transfiere la mayor parte de la carga a dos anclajes mientras que los otros dos permanecen casi inactivos. Esta es una práctica estándar en muchos patios de prefabricados y es el seguro más barato disponible.

Anclajes de montaje, anclajes de dos orificios y embragues de elevación

Tres componentes forman un sistema de elevación integrado y cada uno resuelve una parte diferente del problema.

Anclajes de montaje de cabeza esférica para picos verticales rectos

Se coloca un anclaje de montaje de cabeza esférica en el elemento con su cabeza redonda asentada en un hueco poco profundo en la superficie del concreto. Un embrague de anillo cae sobre la cabeza, se acopla mecánicamente y tira a lo largo del eje del anclaje. Esta es la elección más rápida y predecible en una planta de prefabricados, por lo que es la opción predeterminada para paneles de pared, columnas y vigas que se levantan verticalmente fuera de la cama.

Ancla de erección El anclaje de montaje es una herramienta especializada diseñada para levantar y asegurar elementos prefabricados de hormigón durante el transporte, la instalación y el montaje. Producido por... Ver producto →

Anclajes de dos agujeros para inclinar, girar y eslingar.

Un anclaje de dos orificios es una placa de acero plana con dos aberturas, fundida al ras o ligeramente empotrada. Una eslinga de cable o grillete pasa a través de la placa, lo que permite que el elemento gire 90 grados sin forzar la carga hacia un cabezal que fue diseñado para una tracción axial. Cuando es necesario inclinar un panel de plano a vertical, o darle la vuelta para terminarlo, un anclaje de dos orificios brinda la flexibilidad que un anclaje de cabeza esférica no puede. También distribuye la carga sobre una placa soldada o forjada más larga, lo que se adapta a elementos más gruesos y pesados.

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Embragues de elevación: la mitad reutilizable que se desgasta

Los anclajes permanecen en el hormigón. Los embragues permanecen en el patio y vuelven a funcionar cientos de veces. Eso hace que el embrague sea la pieza móvil del sistema y las piezas móviles se desgasten. La profundidad de encaje, la fuerza del resorte, la condición del pasador y cualquier deformación en el radio de carga cambian la trayectoria de carga entre el gancho de la grúa y el concreto. Un embrague que se activa sólo parcialmente concentra la carga en una pequeña área de la cabeza, y la falla que produce parece un defecto del ancla, aunque el ancla nunca se cargó como se diseñó.

Resistencia del hormigón en el momento del levantamiento: la nota a pie de página detrás de la mayoría de las fallas

Aquí está la comparación que cambia la forma en que la mayoría de la gente lee una tabla de carga. La capacidad de rotura del hormigón aumenta aproximadamente con la raíz cuadrada de la resistencia a la compresión, la relación utilizada en el diseño de rotura del hormigón. Si se deja caer el hormigón de 30 N/mm2 a 15 N/mm2 en el momento del levantamiento, la capacidad controlada del hormigón no se reduce a la mitad, pero sí cae a aproximadamente el 71 por ciento del valor de la tabla (la raíz cuadrada de 0,5). Sobre un anclaje de 2,5 t nominales que deja aproximadamente 1,77 t de capacidad real, para el mismo anclaje, en el mismo panel, con la misma grúa.

Las plantas prefabricadas se levantan temprano, a veces entre 10 y 14 horas después de la fundición, y eso es normal y aceptable siempre que se cumplan las condiciones de resistencia de la tabla de carga. El problema es que un único régimen de curado no produce una única concentración. Un panel curado al vapor en medio de un molde en batería puede alcanzar de 25 a 35 N/mm2 durante la noche, mientras que un panel moldeado al mismo tiempo en un rincón frío del patio puede alcanzar de 8 a 12 N/mm2. Misma combinación, mismo turno, capacidad de elevación muy diferente.

Los cubos o cilindros curados junto al elemento son la única medida honesta y deben probarse en el momento del levantamiento y no a los 28 días. Un hábito de trabajo útil es marcar la fuerza de elevación requerida en el molde y sujetar la grúa hasta que la muestra pase por él, sin importar cómo se desarrolle el turno. Levantar un panel una hora antes es la ruta más común hacia la falla de un cono de concreto y deja un anclaje que parece nuevo junto a un cráter en la cara del elemento.

Distancia al borde, espaciado y espesor del panel

Cada tabla de anclaje publica tres números de diseño, y la distancia al borde es la que se discute, generalmente porque el anclaje se ve más ordenado más cerca de la esquina.

Para un anclaje de clase 5 t, las distancias al borde mínimas típicas publicadas se encuentran en el rango de 150 a 250 mm y crecen con la clase de carga porque el cono de concreto que resiste la tracción necesita espacio para desarrollarse. Un tirón que actúa paralelo a un borde libre es la peor orientación de todo el sistema, y ​​los catálogos normalmente aplican una gran reducción o rechazan la disposición por completo. Si la geometría del elemento no permite la distancia mínima al borde, la disposición de elevación tiene que cambiar: más anclajes de clase inferior, una posición de anclaje diferente o un marco de elevación que mantenga la carga axial.

El espaciado funciona de la misma manera. Dos anclajes separados 300 mm no ofrecen el doble de capacidad que un anclaje, porque sus conos de hormigón se superponen y el mismo volumen de hormigón resiste ambas cargas. Las tablas típicas requieren un espacio mínimo expresado en milímetros por clase de carga o como un múltiplo de la longitud del anclaje, y el requisito se vuelve más estricto a medida que aumenta la clase de carga.

El espesor del panel se obtiene de la longitud del anclaje más la cubierta inferior, normalmente de 20 a 30 mm. Cortar un anclaje para que quepa en un panel más delgado elimina exactamente el empotramiento que proporciona la capacidad. Cuando es necesario levantar una pared de 120 mm, la respuesta es un anclaje corto diseñado para elementos delgados, no un anclaje estándar con un extremo de 60 mm.

Fijar el ancla en el molde sin moverlo

Un anclaje que se desplaza 15 mm durante la vibración es un anclaje diferente en lo que respecta al hormigón, porque la distancia al borde medida ya no es la que aparece en el dibujo. La fijación magnética soluciona este problema de forma limpia. Los imanes de inserción mantienen el vástago o la placa del ancla de elevación con fuerza contra la cara del molde, de modo que los vibradores internos pasen sobre ellos sin arrastrar el ancla fuera de su posición. La tolerancia posicional en la mayoría de los trabajos prefabricados se establece en más o menos 5 a 10 mm, y se verifica después de la fundición en lugar de asumirse.

Insertar imanes El imán de inserción se utiliza en las estructuras de producción de hormigón prefabricado para formar espacios libres en las piezas de trabajo para fijar las inserciones de hormigón. Los imanes de inserción se utilizan en... Ver producto →

La misma atención merece el hueco para la cabeza. Si la pasta de concreto entra en el hueco durante el vertido, el embrague no puede asentarse en toda su profundidad y la carga cae sobre una fracción de la cabeza. Verifique que el formador de huecos quede firme contra la cabeza, límpielo en cada ciclo y rechace cualquier anclaje cuyo hueco esté lleno de concreto endurecido en lugar de intentar descascararlo en la cama. Para ver más de cerca la mecánica, hay una explicación útil de Cómo los imanes insertados sujetan los elementos de elevación en moldes prefabricados que cubre posicionamiento, fuerza del imán y liberación.

Modos de falla y qué los desencadena

Observe que pocas de estas fallas son causadas por el propio acero del anclaje. La mayoría de ellos se encuentran en el concreto, en el diseño o en el hardware reutilizable, lo que significa que la mayoría de ellos se pueden prevenir con papeleo y una lista de verificación en lugar de con un anclaje más pesado.

Inspección, Reutilización y Almacenamiento

Los anclajes empotrados son artículos de un solo uso. Nada en un ancla incrustada está diseñado para un segundo vertido, y no se debe volver a confiar en un ancla que ha sido llevada al límite, incluso si parece sin cambios.

Los embragues, eslingas, pivotes y grilletes son reutilizables, razón por la cual necesitan una rutina de inspección escrita en lugar de un vistazo antes del turno. Verifique la profundidad de acoplamiento con la dimensión de la pieza nueva, busque un pasador doblado o atascado, un resorte cansado, grietas en el radio de carga y pintura lo suficientemente espesa como para ocultar la distorsión. Reemplace según un límite de desgaste fijo en lugar de después de una falla, y registre la fecha de reemplazo en la unidad.

El almacenamiento es un pequeño detalle con un gran efecto. Mantenga los anclajes secos y en sus grupos de clases de carga originales, porque una caja mixta es una de las formas más sencillas de colocar un anclaje de 2,5 t donde estaba previsto un anclaje de 5 t. El óxido superficial ligero en una cabeza no es automáticamente un rechazo, pero debe limpiarse y revisarse antes de accionar el embrague. Todo lo que esté doblado, agrietado o deformado va a la papelera, no a la rejilla.

Qué confirmar antes de realizar un pedido

Una consulta sobre anclajes de elevación que responde a los siguientes puntos suele devolver una clase de carga utilizable en la primera respuesta, en lugar de tres rondas de preguntas sobre el espesor del panel.

1. Peso del elemento, más el margen para compartir de manera desigual entre anclajes.
2. Resistencia del hormigón en el momento del levantamiento, tomada del cronograma de producción en lugar de la cifra de 28 días.
3. Distancia mínima al borde y espaciado disponible en el panel real, no en un dibujo idealizado.
4. Longitud del anclaje contra el espesor del panel, incluida la cubierta inferior.
5. Dirección de tracción durante el levantamiento, giro y montaje, con los factores de ángulo aplicados.
6. Diámetro de la cabeza y modelo exacto de embrague que le conviene, como referencia cruzada en el pedido.
7. La tabla de carga por escrito, incluidas las reducciones de fuerza y ​​​​ángulo.
8. Planos acotados con tolerancias y si el formador de hueco se suministra con el anclaje.
9. Plazo de entrega de las muestras y del lote, y cómo se embalan los anclajes por clase de carga.
10. Disponibilidad de embragues de repuesto y repuestos del mismo origen.

A las plantas que utilizan varias familias de elementos normalmente les resulta más barato estandarizar dos o tres clases de carga y mantener los embragues correspondientes en el mismo carrito. Menos combinaciones en la cama significan menos posibilidades de colocar el ancla equivocada un viernes por la tarde.

Preguntas frecuentes sobre el levantamiento de anclajes para concreto

¿Qué es exactamente un ancla de elevación para hormigón?

Es un componente de acero fundido incrustado en un elemento prefabricado para que una grúa pueda recoger, girar, transportar y montar ese elemento. Las dos formas comunes son anclajes de montaje de cabeza esférica, que se enganchan mediante un embrague de anillo, y anclajes de dos orificios, que aceptan una eslinga o un grillete de cable metálico. Ambos funcionan transfiriendo la carga del gancho a un volumen definido de hormigón.

¿Qué clase de carga necesito para un panel de 5 t?

Si se vierten cuatro anclas y el diseño permite compartirlas de manera desigual, la cifra de trabajo es 5 t dividida por dos, que es 2,5 t por ancla antes de los factores dinámicos y de ángulo. Eso hace que una clase de 2,5 t sea el piso absoluto y una clase de 5 t la opción más indulgente, especialmente cuando el panel estará inclinado o la tracción no será perfectamente axial. Confirmar con la tabla de carga del proveedor para la decisión final.

¿A qué profundidad se debe incrustar un ancla de elevación?

Lo que indique la tabla de carga para esa clase. Las longitudes típicas del catálogo van desde aproximadamente 90 a 120 mm para un anclaje de 1,3 t hasta 350 a 470 mm para un anclaje de 20 t. La profundidad de empotramiento determina tanto la capacidad del hormigón como el espesor mínimo del panel, por lo que no es una dimensión a ajustar en obra.

¿Se puede levantar el hormigón antes de que alcance la resistencia de 28 días?

Sí. Los elementos prefabricados normalmente se desmontan y levantan en un día, y las tablas de carga se escriben para esa realidad. La condición es que el hormigón haya alcanzado la resistencia mínima indicada para el anclaje en el momento del levantamiento, verificada con cubos o cilindros curados al lado del elemento. La cifra de 28 días casi no tiene nada que ver con la decisión de levantarlo.

¿Qué tan cerca del borde se puede colocar un ancla?

Nunca más cerca del mínimo publicado, y ese mínimo aumenta con la clase de carga. Para un anclaje de clase 5 t, las distancias al borde mínimas típicas publicadas se sitúan entre 150 y 250 mm. Si la geometría del panel no lo permite, debe cambiar la disposición de elevación y no la distancia al borde, porque una tracción paralela a un borde libre es el caso menos indulgente de todo el sistema.

¿Los anclajes de elevación son reutilizables?

Los anclajes en sí no lo son, porque están moldeados en el hormigón y permanecen allí. Los embragues, grilletes y eslingas son reutilizables y son las piezas que necesitan un ciclo de inspección documentado y reemplazo cuando se alcanza el límite de desgaste y no después de una falla.

¿Qué sucede cuando se desgasta un embrague?

La profundidad del acoplamiento disminuye, la carga se concentra en un área más pequeña del cabezal y el embrague puede soltarse mientras el panel está en el aire. Compare la dimensión de enganche con la cifra de piezas nuevas en cada inspección y trate cualquier embrague que no pase la verificación como chatarra.

¿El ángulo de tracción realmente cambia la capacidad?

Lo hace, y a menudo por más de lo esperado. La capacidad es mayor cuando la carga actúa a lo largo del eje del anclaje. A medida que la fuerza se aleja de ese eje, la capacidad disminuye y la mayoría de los catálogos publican factores de reducción o requieren una clase de carga mayor. A menos que sea seguro que una elevación será axial, los factores de ángulo pertenecen al cálculo.

¿Cuantos anclajes debe tener un panel?

Dos es el mínimo habitual y cuatro es común en elementos más grandes o más flexibles, porque le da a la grúa más control sobre el panel cuando sale de la plataforma. Más anclajes no dividen la carga de manera uniforme, por lo que el diseño normalmente permite que una parte de la carga sea transportada por menos anclajes que el número total fundido.

¿Qué debo enviar a un proveedor para obtener una recomendación precisa?

Un dibujo del panel con el espesor, el peso del elemento, la resistencia del hormigón en elevación, las distancias al borde disponibles, la dirección de tracción y el número de embragues necesarios. Ese paquete único suele ser suficiente para recibir una recomendación de clase de carga y una referencia de embrague correspondiente sin tener que adivinar.

Dos cosas conllevan riesgos en un ascensor prefabricado y ninguna de ellas es el número impreso en la caja de anclaje. El hormigón tiene que ser lo suficientemente fuerte ese día y el embrague tiene que enganchar la culata como lo hacía cuando era nuevo. Haga bien esos dos y un ancla de 2,5 t hará exactamente lo que dice la tabla.

La rutina práctica es corta. Confirme la resistencia del concreto en el momento del levantamiento en lugar de a los 28 días. Mantenga el anclaje dentro de la distancia al borde y el espaciado publicados. Sostenga el ancla en el molde con un imán que no se mueva bajo vibración. Registre el desgaste del embrague con respecto a una cifra fija. Estandarice una pequeña cantidad de clases de carga para que la cama no pueda cargarse con la clase incorrecta.

Haga esas cinco cosas y la tabla de carga se convertirá en un documento utilizable en lugar de una hoja de marketing. Sáltelos y el ancla seguirá luciendo perfecta después del levantamiento, asentada en un cráter que nadie esperaba.