Cargas nas ancoragens – Tração, corte e carregamento combinado

As cargas que atuam numa ancoragem constituem uma parte fundamental da seleção e do dimensionamento das ancoragens. A sua magnitude, direção e ponto de aplicação determinam a forma como as forças são transferidas através da ancoragem para o material de base.

As ancoragens podem estar sujeitas a tração, corte ou a uma combinação de forças. Compreender estas cargas é essencial para selecionar um sistema de ancoragem e avaliar se este pode cumprir os requisitos da aplicação.

Compreender as cargas que atuam numa ancoragem

As aplicações de ancoragem podem estar sujeitas a diferentes tipos de carregamento. A direção e a combinação destas forças influenciam tanto a seleção da ancoragem como a forma como esta deve ser dimensionada.

Cargas de tração

A tração atua ao longo do eixo da ancoragem e tende a puxar a fixação para fora do material de base. A resistência da ancoragem depende de fatores como o tipo de ancoragem, a profundidade de ancoragem, o estado do betão, a distância à borda e a resistência do material de base.

Cargas de corte

O corte atua transversalmente à ancoragem, aproximadamente em ângulo reto relativamente ao seu eixo. A resistência ao corte pode ser influenciada pelo material e diâmetro da ancoragem, pela resistência do betão, pela distância à borda e pela posição onde a carga é aplicada.

Tração e corte combinados

Em muitas aplicações reais, as ancoragens estão sujeitas simultaneamente a tração e corte. Estas forças nem sempre podem ser consideradas de forma independente, porque a sua interação pode influenciar o grau de utilização global da ancoragem.

Momentos fletores e cargas excêntricas

Quando uma força é aplicada a uma determinada distância da superfície do material de base, uma carga excêntrica pode criar um momento fletor para além da tração ou do corte. Isto pode alterar a forma como as forças são distribuídas entre as diferentes ancoragens de uma ligação.

Cargas nas ancoragens num relance

As três condições de carregamento abaixo apresentam uma visão simples de como as forças podem atuar num sistema de ancoragem.

Cargas estáticas, dinâmicas e excecionais

A forma como uma carga varia ao longo do tempo também pode afetar os requisitos impostos a um sistema de ancoragem.

Cargas estáticas e quase estáticas

Muitas aplicações de ancoragem são dimensionadas para cargas estáticas ou quase estáticas, nas quais as forças permanecem constantes ou variam relativamente devagar ao longo do tempo.

Cargas dinâmicas

O carregamento dinâmico pode ocorrer quando as forças variam repetida ou rapidamente, como em máquinas, equipamentos de elevação ou outros sistemas em movimento. As ancoragens utilizadas nestas aplicações devem ser adequadas às respetivas condições de carregamento e estar abrangidas pela avaliação técnica ou pelos dados de ensaio apropriados.

Ações sísmicas e excecionais

Sismos, impactos e outros eventos excecionais podem impor exigências muito diferentes a um sistema de ancoragem. Quando estas condições fazem parte dos requisitos de dimensionamento, as ancoragens devem ser especificamente avaliadas e dimensionadas para a ação aplicável.

O que influencia a capacidade de carga de uma ancoragem?

Uma ancoragem não possui uma única capacidade de carga universal. O seu desempenho depende de todo o sistema de ancoragem e das condições em que é instalada.

Entre os fatores importantes incluem-se:

• Tipo, diâmetro e material da ancoragem
• Resistência do betão ou do material de base
• Betão fissurado ou não fissurado
• Profundidade efetiva de ancoragem
• Distância à borda
• Espaçamento entre ancoragens
• Espessura do material de base
• Carregamento de tração, corte ou combinado
• Qualidade da instalação
• Condições ambientais e de serviço
• Aprovação relevante do produto e requisitos de dimensionamento

Por este motivo, os valores de carga publicados devem ser sempre considerados em conjunto com as condições em que esses valores se aplicam.

Como o material de base influencia o carregamento da ancoragem

A resistência e o estado do material de base influenciam diretamente o desempenho de uma ancoragem. A resistência do betão, a fissuração e a posição da ancoragem no elemento de betão podem influenciar a resistência disponível.

Outros substratos, como alvenaria maciça, alvenaria oca e materiais leves, apresentam comportamentos diferentes e podem exigir outros sistemas de ancoragem e métodos de dimensionamento.

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Betão fissurado e não fissurado

O betão pode desenvolver fissuras em zonas onde ocorrem tensões de tração. Estas fissuras podem influenciar o comportamento e a resistência de uma ancoragem, particularmente em aplicações estruturais.

Quando é previsível a existência de betão fissurado, a ancoragem selecionada deve ser adequada para utilização nessas condições e o sistema de ancoragem deve ser dimensionado em conformidade.

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Possíveis modos de rotura das ancoragens

O dimensionamento de ancoragens deve considerar não apenas a carga aplicada, mas também as diferentes formas através das quais uma ancoragem pode atingir o seu limite de resistência.

Dependendo do sistema de ancoragem e das condições de carregamento, os modos de rotura relevantes podem incluir:

• Rotura do aço da ancoragem
• Rotura por arrancamento
• Rotura por cone de betão
• Fendilhamento do betão
• Rotura da borda do betão sob carga de corte

O modo de rotura determinante depende da ancoragem, da geometria de instalação, do estado do betão e das cargas aplicadas.

Porque são importantes o espaçamento entre ancoragens e a distância à borda

As ancoragens posicionadas perto umas das outras ou próximas da borda de um elemento de betão podem apresentar uma resistência inferior à de uma ancoragem isolada instalada sem restrições de espaçamento.

O espaçamento entre ancoragens, a distância à borda, a profundidade de ancoragem e a espessura do elemento constituem, por isso, uma parte importante do dimensionamento estrutural de ancoragens e devem ser considerados em conjunto com as cargas aplicadas.

Explore as condições de ancoragem >

Calcule as cargas nas ancoragens de acordo com a EN 1992-4

Para fixações estruturais em betão, o dimensionamento de ancoragens envolve mais do que simplesmente comparar uma carga aplicada com um único valor de carga do produto. Também é necessário considerar a interação entre tração, corte, estado do betão, espaçamento entre ancoragens, distâncias à borda, profundidade de ancoragem e possíveis modos de rotura.

O Fabory Anchor Calculator ajuda-o a dimensionar ancoragens pós-instaladas para utilização estrutural em betão de acordo com a EN 1992-4. Introduza a geometria do projeto e as cargas aplicadas para identificar soluções de ancoragem adequadas e avaliar as condições de dimensionamento relevantes.

• Avalie cargas de tração e corte
• Calcule condições de carregamento combinado
• Tenha em conta o betão fissurado e não fissurado
• Considere o espaçamento entre ancoragens e as distâncias à borda
• Avalie condições de dimensionamento para incêndio e ações sísmicas
• Gere relatórios de cálculo para a documentação do projeto

Utilize o Fabory Anchor Calculator >

Cargas nas ancoragens, aprovações e requisitos de dimensionamento

O dimensionamento de ancoragens estruturais deve ser realizado utilizando a norma de dimensionamento aplicável em conjunto com os dados de desempenho da ancoragem selecionada.

Para fixações pós-instaladas em betão na Europa, a EN 1992-4 fornece o enquadramento de dimensionamento, enquanto o desempenho específico do produto e as condições de aplicação são definidos na respetiva Avaliação Técnica Europeia (ETA).

A resistência de cálculo deve, por isso, ser verificada em relação às condições de carregamento, aos modos de rotura e aos requisitos da aplicação relevantes, em vez de se aplicar um fator de segurança geral a um único valor de carga publicado.

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Precisa de ajuda com um cálculo de ancoragens?

O carregamento das ancoragens pode tornar-se complexo quando estão envolvidas forças combinadas, várias ancoragens, distâncias à borda limitadas ou requisitos de dimensionamento estrutural. Os especialistas técnicos da Fabory podem ajudá-lo a avaliar os requisitos da aplicação e a identificar uma solução de ancoragem adequada.

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Perguntas frequentes sobre cargas nas ancoragens

Encontre respostas para perguntas frequentes sobre tração, corte, capacidade de carga e cálculos de ancoragens estruturais.