Guía para Refuerzos Post-Instalados

Hilti America Latina
GUÍA PARA REFUERZOS

POST-INSTALADOS
Hilti. Mejor desempeño. Máxima duración.
Guía para refuerzos post-instalados
Tabla de contenidos
Sección Descripción Página
1 Barras de refuerzo post-instaladas: ¿qué son? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.1 Barras de refuerzo post-instaladas y su aplicación en la construcción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Rango de aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 Compatibilidad de las barras de refuerzo post-instaladas con refuerzo pre-instalado in situ . . . . . . . 4
2 ¿Cómo se diseñan? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.1 Requisitos de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2 Restricciones de la obra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.3 Longitud de adherencia requerida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.4 Detalles sobre las conexiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.5 Especificación del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.6 Ejemplos de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3 ¿Cómo se instalan? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.1 Ubicación del refuerzo existente y de otros elementos embebidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.2 Rugisidad de la superficie de concreto existente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.3 Instalación de barras de refuerzo post-instaladas con recubrimiento pequeño . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.4 Método de perforación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.5 Limpieza de los orificios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.6 Selección del sistema adhesivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.7 Inyección del adhesivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.8 Instalación de las barras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4 ¿Cómo decidir qué sistema usar? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5 Desarollo de los datos de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5.1 Antecedentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5.2 Establecimiento del desempeño (calificación) del sistema requerido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6 ¿Cuáles son los orígenes? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
6.1 Establecimiento del empotramiento requerido de las barras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
6.2 Descripción general de las disposiciones sobre longitud de desarrollo de ACI 318 para
barras de refuerzo rectas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
6.3 Otras disposiciones sobre barras rectas incluidas en ACI 318 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
6.4 Diseño de barras de refuerzo post-instaladas basado en conceptos de longitud de desarrollo . . . . 27
6.5 Enfoques alternativos para establecer el empotramiento de las barras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
6.6 Diseño de barras corrugadas en corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
7 ¿Qué más requiero saber? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
7.1 Carga sostenida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
7.2 Fatiga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
7.3 Incendio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
7.4 Corrosión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
8.0 Información de referencia útil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
8.1 Barras de refuerzo estándar según ASTM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
8.2 Grados comunes de acero de refuerzo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
8.3 Longitud de desarrollo de tensión y longitud de empalme por traslape calculadas para barras
de refuerzo de grado 60 en paredes, losas y cimientos según ACI 318-11 con (cb+Ktr)/db ≥ 2,5 . . . 38
9.0 Referencias y sugerencias de lectura adicional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Guía para refuerzos post-instalados 2016 I Página 2

1 Barras de refuerzo post-instaladas: ¿qué son?

1.1 B
arras de refuerzo post- Otra aplicación común y tradicional de adhesivos para anclaje
es la instalación de barras de refuerzo deformadas en orificios
instaladas y su aplicación en la
perforados en concreto para emular el comportamiento de las
construcción
barras de refuerzo pre-instaladas in situ (figura 2), comúnmente
Desde mediados de la década de los setenta, los anclajes denominadas barras de refuerzo post-instaladas. Esta aplicación,
adhesivos se usan ampliamente en el ámbito de la construcción. que, en gran medida, estuvo sin regular hasta 2013 en los
En los Estados Unidos, están regulados mediante diversos Estados Unidos2, puede clasificarse de la siguiente manera:
códigos y normas, incluidos ACI 318, ACI 355.4 y criterios
a. Las barras de refuerzo post-instaladas son empotradas en
de aceptación emitidos por ICC Evaluation Service. Por lo
adhesivo en un barreno perforado en concreto existente en un
general, los sistemas de anclaje adhesivo para concreto usan
lado de la interfaz y son pre-instaladas en concreto nuevo en
varilla roscada de acero como el elemento de anclaje (figura 1)
el otro lado de la interfaz. (Figura 3) Las barras pueden incluir
y se diseñan usando una extensión del método de diseño por
ganchos o cabezas en el extremo pre-instalado, pero deben
capacidad del concreto (método de CCD, Concrete Capacity
ser necesariamente rectas en el extremo post-instalado.
Design) que se usa para los anclajes con cabeza y los anclajes
mecánicos post-instalados1. b. A diferencia de los anclajes adhesivos, las barras de refuerzo
post-instaladas, a menudo, se instalan con una distancia
mínima a los bordes. En esos casos, la resistencia a las
cargas de tensión de la conexión de la barra de refuerzo
post-instalada generalmente está limitada por la resistencia al
hendimiento del concreto (que se caracteriza por la formación
de fisuras a lo largo de la barra).
c. En general, las barras de refuerzo post-instaladas no se

diseñan para resistir cargas de corte directas como las que
resiste un perno de anclaje (es decir, exclusivamente mediante
la acción de la barra3).
d. Generalmente, las barras de refuerzo post-instaladas

son empotradas según sea necesario para “desarrollar” su
resistencia a la fluencia aplicando las disposiciones del código
sobre longitud de desarrollo y empalme.
Figura 1: Instalación de anclaje adhesivo (con Hilti HIT-HY

200 y varilla HIT-Z)
En este entorno de diseño, el foco (para las cargas de tensión)

está en la falla de adherencia o de extracción por deslizamiento
y en el arrancamiento del concreto. El hendimiento del concreto
no se considera relevante en vista de las limitaciones que
imponen las distancias a los bordes, el espesor del concreto
y el espaciamiento de los anclajes. El cuerpo del anclaje con
los modos de falla de concreto asociados ofrece resistencia
a las cargas de corte, según se define en el método de CCD.
Desde una perspectiva del diseño, generalmente, los anclajes
adhesivos se consideran de la misma forma que otros elementos
estructurales; es decir, la resistencia requerida se establece de la
siguiente manera:
Figura 2: Inyección de adhesivo Hilti HIT en un orificio perforado
ΦRn ≥ U [1] con el dispensador a batería Hilti HDE 500-A22 para facilitar la
donde U es la carga factorizada, Φ es el factor de reducción de la instalación de barras de refuerzo post-instaladas
resistencia y Rn es la resistencia nominal (generalmente tomada
como el fractil del 5%).
La suposición del desarrollo de la barra es quizás la diferencia
más importante que distingue las barras de refuerzo post-
instaladas de los anclajes adhesivos.
1 ACI 318-11, “Committee 318: Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-11) and Commentary” (Comité 318: requisitos del código de construcción para concreto
estructural (ACI 318-11) y observaciones), Instituto Americano del Concreto, Farmington Hills, Míchigan [2].
2 La adecuación de un adhesivo inyectable para instalar aplicaciones de barras de refuerzo post-instaladas debe verificarse mediante los criterios de aceptación AC308 de ICC Evaluation
Service, revisión de junio de 2013 [9] o equivalente.
3 En algunos casos, el mero uso de la acción de la barra puede ser adecuado para resistir el corte; sin embargo, es preciso tener en cuenta que esta resistencia generalmente se asocia con
desplazamientos más grandes. La acción de la barra también puede generar una falla de borde prematura donde las barras están próximas a un borde.


Si bien surgen instancias en las que las barras de refuerzo post- Otra clase de aplicaciones involucra el reforzamiento de
instaladas se diseñan para una fuerza aplicada como se describe estructuras de concreto existentes, a menudo, para mejorar el
mediante la ecuación [1], el caso típico se ajusta al supuesto de rendimiento ante cargas sísmicas (figura 6). Estas aplicaciones se
desarrollo de la barra. ven simplificadas por el hecho de que las barras generalmente
no transportan cargas de gravedad, no están sujetas a
En esta Guía se brinda información sobre el diseño, los detalles
consideraciones de diseño relacionadas con incendios y, con
y la instalación de barras de refuerzo post-instaladas. No aborda
frecuencia, involucran la fijación con barras en elementos de
el diseño según las disposiciones sobre diseño y calificación de
concreto sin distancias cercanas a los bordes. Por otro lado, los
anclaje adhesivo de ACI.
empotramientos requeridos para el desarrollo y el empalme de
1.2 Rango de aplicaciones barras sujetas a cargas sísmicas pueden ser mayores que para
las barras diseñadas solamente para cargas estáticas o de viento.
Como se indicó anteriormente, las barras de refuerzo post-
instaladas se usan generalmente para facilitar las conexiones Una tercera clase de aplicaciones con requisitos exclusivos
entre estructuras o elementos de concreto nuevos y existentes. es la extensión, rehabilitación y reforzamiento de puentes
Las barras de refuerzo post-instaladas se usan en trabajos de de concreto existentes y otras estructuras de ingeniería
reacondicionamiento y construcciones nuevas y son adecuadas civil (figura 7). A menudo, estas aplicaciones se distinguen
para una gran diversidad de aplicaciones (p. ej., como anclajes por la necesidad de mejorar la resistencia a la corrosión y las
adhesivos), fuera del contexto de desarrollo de la barra. temperaturas extremas. Hilti ha desarrollado soluciones de corte-
fricción únicas para recubrimientos de tablero de puente5 y ofrece
orificio perforado adhesivos híbridos (p. ej., Hilti HIT-HY 200-R) con resistencia
superior a temperaturas elevadas.
barra de refuerzo
post-instalada Dado que los empotramientos requeridos para satisfacer las
disposiciones del código de construcción sobre longitud de
desarrollo (generalmente, de 25 a 40 diámetros de barra), a
menudo, superan las longitudes de empotramiento para anclaje
típicas (generalmente limitadas a 20 diámetros de barra4), es
posible que sea necesario considerar medidas especiales para
concreto (E) concreto (N) garantizar que los orificios sean rectos y que el proceso de
perforación no dañe el concreto, el refuerzo existente u otros
elementos empotrados. Estas medidas pueden incluir el uso
superficie de herramientas especializadas como el sistema de alineación
rugosa de perforación Hilti y los sistemas de detección de materiales
adhesivo férricos y basados en georradares (GPR, Ground-Penetrating
Figura 3: Barra de refuerzo post-instalada Radar) Hilti.
1.3 Compatibilidad de las barras de

Probablemente, la clase de aplicación más común de las barras refuerzo post-instaladas con
de refuerzo post-instaladas es la extensión de elementos refuerzo pre-instalado in situ
estructurales de concreto reforzado (R/C, Reinforced
Las barras de refuerzo post-instaladas se diseñan para transferir
Concrete) existentes como losas, paredes y columnas
cargas de tensión solamente. En laboratorios europeos y
(figura 4), ya sea para facilitar la expansión de la superficie o para
estadounidenses, se han realizado extensos programas de
implementar otros tipos de cambios funcionales de la estructura.
investigación6 para verificar que las barras de refuerzo post-
Por lo general, tales aplicaciones involucran la colocación de
instaladas, instaladas con sistemas adhesivos Hilti (HIT-HY 200-
un gran número de barras con escasa separación entre sí.
R, HIT-RE 500 V3) demuestran una transferencia de carga y un
En algunos casos, las barras de refuerzo post-instaladas se
comportamiento carga-desplazamiento comparable al refuerzo
instalan cerca de la superficie del concreto (p. ej., próximas a la
pre-instalado in situ.
distancia de recubrimiento minimo), con lo cual debe tenerse en
cuenta la presencia del refuerzo existente. Cuando corresponda, Cuando se instalan lejos de los bordes (es decir, donde el
como en el caso de la extensión de una columna, losa o pared, hendimiento no limita la resistencia), las barras de refuerzo post-
generalmente se prefiere colocar las barras de refuerzo post- instaladas generalmente tienen mayor resistencia a la extracción
instaladas dentro de la estructura de barras de refuerzo existente, por deslizamiento que las barras pre-instaladas in situ de
para minimizar el astillado durante la perforación y garantizar una diámetro y empotramiento equivalentes.
cubierta adecuada. Mediante el uso de equipos de detección
de refuerzo, como los sistemas de escaneo Hilti PS 250 o
Hilti PS 1000 (figura 5), es fácil evitar el refuerzo existente.
4 Consulte D.4.2.3 de ACI 318-11.

5 Comuníquese con Hilti para obtener más información.
6 Consulte las referencias y sugerencias de lectura adicional: [8], [10], [11], [12], [17], [18], [19], [20].

a. Barras de inicio b. Barandilla nueva de puente c. Losa de diafragma
d. Extensión de muro e. Encajonado de columna de acero f. Extensión de losa
Figura 4: Aplicaciones que involucran la extensión de una construcción existente con elementos nuevos mediante Hilti HIT-
RE 500 V3 y Hilti HIT-HY 200-R
Figura 5: Detección de barras de refuerzo y otros elementos

empotrados con un escáner basado en GPR Hilti
a. Conexión de losa a muro b. Conexión de muro a muro c. Pared de concreto d. Reforzamiento de conexión
proyectado de recubrimiento de losa a columna
Figura 6: Aplicaciones de reforzamiento estructural usando el adhesivo Hilti HIT-RE 500 V3

a. Ensanchamiento de puente b. Rehabilitación de tablero de c. Aumento de tablero de puente

puente
Figura 7: Aplicaciones en rehabilitación de puentes con barras de refuerzo post-instaladas
En el caso de las barras cercanas a los bordes que están sujetas (c) Barras de inicio, que generalmente se usan para resistir las
a cargas de tensión (consulte la figura 8a a continuación), el fuerzas de tensión y corte en las uniones de viga a columna
comportamiento del estado límite último se caracteriza por el y de columna a cimentación. Las barras de inicio se orientan
hendimiento del concreto a lo largo de la barra o del empalme en sentido perpendicular al refuerzo principal del elemento
en respuesta a las tensiones circunferenciales desarrolladas de concreto existente en el que están instaladas. En las
alrededor de la barra. Siempre que el adhesivo que se use pueda construcciones pre-instaladas in situ, las barras de inicio
adecuar la redistribución de la tensión en toda la longitud de la generalmente se colocan con ganchos. Las barras de inicio
barra de manera similar a las barras pre-instaladas in situ, las post-instaladas son rectas y, por ende, su diseño debe estar
barras de refuerzo post-instaladas tienen resistencias últimas que regido por las disposiciones sobre longitud de desarrollo de
están en consonancia con las obtenidas para las barras pre- barras rectas (consulte la figura 8c).
instaladas in situ.
Es preciso tener en cuenta que, con excepción de la acción de
En la figura 8 se muestran las aplicaciones típicas de las barras la barra mencionada anteriormente en el punto (b), el método
de refuerzo post-instaladas. Algunas de estas aplicaciones se de transferencia de carga entre las barras de refuerzo post-
verificaron experimentalmente, en tanto que otras se investigaron instaladas y el concreto en el que están ancladas es la trabazon
mediante técnicas avanzadas de simulación (FEM). mecanica de las deformaciones del refuerzo (salientes) en el
adhesivo que las rodea. A su vez, estas tensiones de soporte
Estas aplicaciones pueden clasificarse de la siguiente manera:
se transfieren del adhesivo al concreto circundante mediante
(a) Empalmes por traslape sin contacto en los que las cargas adherencia y microfricción, por lo que la dilatación lateral de
de tensión se transfieren entre las barras adyacentes mediante la capa de adhesivo en respuesta a las tensiones de soporte
tensiones circunferenciales y de bielas de compresión en el mejora el mecanismo de fricción. El concreto, a su vez, desarrolla
concreto que rodea directamente las barras empalmadas tensiones circunferenciales (aro) alrededor de las barras que
(consulte la figura 8a). pueden causar fisuras en determinados niveles de carga. Esta
respuesta es idéntica a la que se observa para las barras de
(b) Barras de corte usadas para resistir el corte de la interfaz en
refuerzo pre-instaladas in situ cargadas en tensión.
un plano de corte, generalmente, la rugosa entre el concreto
nuevo y el existente (consulte la figura 8b). El mecanismo de
Nota: cuando, mediante pruebas de calificación adecuadas
corte principal - la fricción en toda la superficie irregular - es
(de acuerdo con AC308 o procedimientos similares7), se
posible gracias a las barras de refuerzo post-instaladas (barras
verifique que un sistema de barras de refuerzo post-instaladas
corrugadas) que mantienen las superficies unidas y, como
tiene un refuerzo de adherencia y un comportamiento de
tal, el supuesto de diseño habitual, p. ej., en el concepto de
desplazamiento similares a los de las barras de refuerzo
corte-fricción que usa ACI, es que las barras corrugadas se
pre-instaladas in situ, el diseño de las conexiones de barras
colocan en tensión directa debido a que el plano de corte
de refuerzo post-nstaladas que use dicho sistema se puede
irregular se transfiere lateralmente. En un grado mucho menor,
realizar aplicando las disposiciones para barras de refuerzo
o en el caso de una interfaz lisa, el corte también puede
pre-instaladas in situ.
transferirse mediante la acción de la barra; es decir, el soporte
del concreto en las barras de refuerzo.
7 Se ha verificado que los adhesivos Hilti HIT-RE e HIT-HY son adecuados para aplicaciones de barras de refuerzo post-instaladas mediante investigaciones y pruebas exhaustivas.

refuerzo de flexión de la losa (E)
barras perforadas (N)
extensión de la losa (N)
superficie rugosa,
pared amplitud de 6 mm
(E) (¼ pulg.)
a. Empalme por traslape con refuerzo de flexión existente
columna (N)
barras perforadas
(N)
pared pared de concreto superficie rugosa,

(E) proyectado (N) amplitud de 6 mm
(¼ pulg.)
barras
superficie rugosa, perforadas (N)
amplitud de 6 mm
(¼ pulg.)
refuerzo de la
cimentación (E)
b. Desarrollo de barras de corte
c. Desarrollo de tensión de barras de columna
para muro de recubrimiento nueva
Figura 8: Ejemplos de detalles estructurales con barras de refuerzo post-instaladas

2 ¿Cómo se diseñan?
2.1 Requisitos de diseño 2.4 Detalles sobre las conexiones
El diseño de las conexiones de barras de refuerzo post-instaladas La ubicación de las barras de refuerzo post-instaladas
requiere que se determine el tipo, el tamaño, la separación y la respecto del refuerzo existente debe indicarse claramente en la
cantidad para la conexión. Generalmente, esto está basado en un documentación del proyecto. Además, las especificaciones y los
cálculo directo de las fuerzas de la sección o en un requisito para detalles pueden incluir lo siguiente:
coincidir con el refuerzo existente. La densidad y el tamaño de • Sistema adhesivo
las barras para la transferencia de corte entre los recubrimientos • Tipo y tamaño de las barras
nuevos en elementos estructurales existentes como losas y • Empotramiento requerido de las barras
paredes pueden estar basados en otras consideraciones. • Diámetros de los orificios y métodos de perforación
Otras consideraciones de diseño pueden incluir lo siguiente: • Requisitos de preparación/rugosidad de la superficie de
concreto existente
• Tipo de carga (sostenida, sísmica, de choque) • Instrucción sobre la inviolabilidad del refuerzo y los elementos
• Requisitos relacionados con incendios empotrados existentes, según se requiera
• Resistencia a la corrosión • Requisitos sobre la capacitación/certificación de los
• Requisitos de detalles según el tipo de elemento (refuerzo de instaladores, según se requiera
integridad, etc.) • Requisitos de carga de prueba/inspección
2.2 Restricciones de la obra 2.5 Especificación del sistema
Antes de diseñar una conexión de barras de refuerzo post- Las especificaciones deben corresponderse con los supuestos
instaladas, es fundamental identificar las restricciones de la de diseño y los requisitos específicos de la obra detallados en la
obra. Los parámetros clave que deben considerarse en el diseño documentación del proyecto. Los reemplazos basados en una
pueden incluir los siguientes: mera especificación de la tensión de adherencia pueden no ser
• Distribución del refuerzo existente según los planos y la suficientes para garantizar la correcta ejecución del trabajo.
confirmación in situ con equipo de detección (consulte la 2.6 Ejemplos de diseño
sección 3.1)
• Proximidad requerida del refuerzo nuevo al existente para Los siguientes ejemplos de diseño, basados en las disposiciones
satisfacer las condiciones de empalmes por traslape sin de ACI 318-11, se ofrecen exclusivamente con fines ilustrativos.
contacto, etc.
2.6.1 Ejemplo de diseño: barra de
• Método de perforación (rotomartillo, perforación con diamante,
sistema de broca hueca de Hilti)
corte
• Orientación de la conexión (vertical, sobre cabeza, etc.) Requisito: diseñar barras usadas para conectar una pared de
• Temperatura ambiente y del concreto al momento de la corte de concreto nueva con un espesor de 254 mm (10 pulg.) a
instalación una pared de concreto existente (figura 9).
• Tipo y condición del concreto, p. ej., fisuras, carbonizado
• Restricciones geométricas y de acceso
2.3 Longitud de adherencia

requerida barras
En general, el empotramiento requerido de las barras se realiza perforadas (N)
según las disposiciones del código sobre longitud de desarrollo
y empalme8. Cuando existan restricciones geométricas u otras pared pared de concreto
restricciones prácticas, otros procedimientos alternativos pueden (E) proyectado (N)
ser adecuados para establecer la longitud de adherencia. El
tamaño de la barra y la longitud de adherencia requerida también
pueden determinar el tipo de sistema adhesivo que debe usarse.
Los adhesivos con un tiempo de aplicación más prolongado
(p. ej., Hilti HIT-RE 500 V3) generalmente son más adecuados
para barras de diámetro grande en combinación con orificios
profundos, mientras que los sistemas de curado acelerado (p. ej.,
adhesivo híbrido Hilti HIT-HY 200-R) pueden aumentar la eficacia
en el caso de diámetros de barra pequeños y medianos y orificios
más cortos. Estas consideraciones pueden verse afectadas
por las condiciones anticipadas de la obra (p. ej., el acceso, la
temperatura ambiente y la temperatura del concreto).
Figura 9: Sección a través del muro
8 Consulte, p. ej., 12.2 de ACI 318-11.

Paso 1: Determinar el área del acero de la barra requerido

356 mm empotramiento
(14 pulg.)
584 mm (23 pulg.)
Construcción existente barra #5 (N)
a 410 mm x 300 mm
(16 pulg. x 12 pulg.)
Pared de corte (E) de 410 mm (16 in) de espesor, concreto de
peso normal de 28 MPa (4 ksi) superficie rugosa,
amplitud de 6 mm (¼ pulg.)
Requisito de refuerzo basado en la transferencia de corte sistema de anclaje
requerida mediante corte-fricción : adhesivo Hilti HIT-RE 500 V3
en orificio perforado
con taladro percutor
Vu = 9 k/ft2
Área de refuerzo requerida según 11.6.4.1, ecuación (11-25)

Figura 10: Detalle de la barra (no a escala)
ACI 318-11:
Vu 9
Avf = ____ = ______________ = 0.2 pulg2/ft2 Paso 4: Especificación
Φfyμ 0.75 x 60 x 1.0
Proporcione barras post-instaladas conforme a las indicaciones
de tamaño, separación y empotramiento incluidas en los
Área de refuerzo provista : #5 @ 406 mm (16 pulg.) x 305 mm
documentos de construcción (consulte la figura 10).
(12 pulg.) sobre la cara del muro.
Barras: grado 60 según ASTM A615.
Paso 2: Determinar las condiciones del diseño
• Método de perforación: perforación con taladro percutor Sistema de anclaje: epoxi Hilti HIT-RE 500 V3; la instalación debe
rotativo realizarse conforme a las instrucciones de instalación impresas
del fabricante (IIIF) y el concreto debe estar seco durante la
• Orientación de la conexión: posición de pared/horizontal instalación de las barras, salvo que en las IIIF se permita lo
• Temperatura de instalación y servicio: 21 °C (70 ˚F) contrario.
• Tipo de concreto: peso normal, 28 MPa (4 ksi) Perfore los orificios con un rotomartillo con broca de carburo.
Localice el refuerzo existente antes de la perforación; no dañe el
• Condición del concreto: seco
refuerzo (E) sin autorización previa de EOR.
• Selección del adhesivo según la condición: HIT-RE 500 V3
• Tipo y ubicación de las barras: barras con ganchos, en la cara

de la pared existente con separación uniforme en sentido
vertical y horizontal
Paso 3: Calcular el empotramiento requerido (longitud de

desarrollo)
Ecuación de la longitud de desarrollo (12-1) según ACI 318-11:
3 fy ψs
ℓd = . db
40 λ √f'c cb + Ktr
db
3 60000 0.8 . 0.625 = 14,23 pulg. (361 mm)

ℓd =
40 1.0 √4000 2.5
ℓd = 14,23 pulg. (23 db) > ℓd mín. = 12 pulg. (305 mm)
Cubierta final disponible = 16 - 14,23 = 1,77 pulg.
Exposición de pared exterior, cubierta requerida = 1.5 pulg.

aceptable
Longitud de la barra = 14,23 + (10 – 0.75), aproximadamente

23,5 pulg. (597 mm) hacia la parte exterior de un gancho estándar

2.6.2 Ejemplo de diseño: empalme Refuerzo para momento positivo: probar #8 a 305 mm (12 pulg.)
en el centro
por traslape
0.79
Requisito: proporcionar refuerzo post-instalado para una ρ = ______ = 0.0082
12 x 8
extensión de balcón en una estructura de concreto existente,
como se muestra en la figura 11.
ρ fy 0.0082 . 60000
Kn = 1 - _______ . ρ fy = 1 - _______________ . 0.0082 . 60000 = 458 psi
refuerzo de la losa (E) 1.7 λ f'c 1.7 . 0.85 . 5000
12 (8)2 x 458
barras instaladas en
ϕMn = ϕb ∙ d2Kn = 0.9 ____________ = 26.3 ft-k / ft> 25 : aceptable
orificios perforados (N) 12 x 1000
Use #8 @ 305 mm (12 pulg.) en el centro para las barras

superiores.
losa (E) extensión de la losa (N)
Área de refuerzo requerida según 11.6.4.1, ecuación (11-25)
ACI 318-11
superficie rugosa
pared mecánicamente, Vu Vu 6000
(E) amplitud de ¼ in (6 mm) Avf = _____ = _______ = _______________________ = 0.18 in2/ft
ϕfyμ ϕfy 1.0λ 0.75 x 60000 x 1.0 x 0.75
Nota: si bien se trata de concreto liviano con arena, el valor

Figura 11: Sección a través del balcón de λ que se usa con la ecuación de corte-fricción se considera
de manera conservadora como 0,75, ya que no se dispone
de información específica que respalde un valor mayor;
Paso 1: Determinar el área del refuerzo de flexión para el
consulte 11.6.4.3 de ACI 318-11.
momento del voladizo
Refuerzo de corte: usar #5 @ 406 mm (16 pulg.) en el centro para
Construcción existente: (E) losa, espesor de 254 mm (10 pulg.),
las barras inferiores
concreto de peso normal de 28 MPa (4 ksi), barras superiores
#9 @ 203 mm (8 pulg.) en el centro, barras inferiores #8 @ 305 Paso 2: Determinar las condiciones del diseño
mm (12 pulg.) en el centro, barras transversales #5 @ 406 mm
• Método de perforación: perforación con rotomartillo
(16 pulg.) en el centro para las barras superiores e inferiores
• Orientación de la conexión: posición de pared/horizontal
Construcción nueva: losa de seccion variable (N) como se
muestra, concreto liviano con arena de 34 MPa (5 ksi), refuerzo • Temperatura de instalación y servicio: 32 °C (90 °F)
de grado 60 según ASTM A615
• Tipo de concreto: peso normal, 28 MPa (4 ksi)
Corte y momento mayorados en la cara del voladizo:
• Condición del concreto: seco
Mu = 25 ft-k / ft
Vu = 6k / ft • Selección del adhesivo según la condición: HIT-RE 500 V3
d = 203 mm (8 pulg.) (figura 12)
• Tipo y ubicación de las barras: como se muestra en el
esquema, ubíquelas de modo que evite el refuerzo existente,
barras instaladas en
orificios perforados (N) pero a no más de 102 mm (4 pulg.) del refuerzo de flexión
ℓb
existente.
Paso 3: Calcular el empotramiento requerido (longitud del

empalme) para las barras superiores e inferiores nuevas
Barras superiores:
d = 203 mm (8 pulg.)
pared Nota: dado que las barras #8 nuevas se empalman con las
(E)
barras #9 existentes, la longitud de empalme requerida según
ACI 318-11 12.15.3 es la medida más grande de la longitud de
Figura 12: C
olocación del nuevo refuerzo para momento desarrollo de la barra más larga (#9) y la longitud de empalme
positivo por traslape de la barra más pequeña (#8).

Longitud de desarrollo del refuerzo existente #9 según la
ecuación (12-1): 3 fy ψs
ℓd = . db
Las barras #9 tienen una cubierta de 38 mm (1-1/2 pulg.), el 40 cb + Ktr
λ √f'c
refuerzo transversal es #5 a 406 mm (16 pulg.) en el centro db
(consulte la figura 13)
3 60000 0.8
40Atr 40 x 0.31 ℓd = . 0.0625 = 14 in (356 mm)
Ktr = ______ = _________ = 0.78 40 1.0 √4000 2.5
s ∙ n 16 x1
( )
Nota: localice el refuerzo (E)
Refuerzo de la losa (E)
1.128
______ antes de realizar la perforación.
+ 1.5 + 0.78
cb + Ktr
_______ 2
______________________
= = 2.55 : utilizar 2.5 1016 mm (40 pulg.) #8 (N) a 305 mm (12 pulg.) in
db 1.128 del centro instalada en
14 in orificios perforados
con Hilti HIT-RE 500 V3
3 fy ψs
ℓd = . db
40 λ √f'c cb + Ktr Losa (E) d = 203 mm (8 pulg.)
db
3 60000 1.0 . 1.128 = 32 pulg. (813 mm)

ℓd = #5 (N) a 406 mm (16 pulg.)
40 1.0 √4000 2.5 Superficie rugosada
Pared
del centro instalada en
(E)
mecánicamente hasta orificios perforados
6 mm (¼ pulg.) de amplitud con Hilti HIT-RE 500 V3
Longitud del traslape de tensión (clase B) del refuerzo #8 nuevo
según 12.15.1:
1.3 60000 1.0 Figura 14: Detalle (no a escala)

1.3 ℓd = . 1.0 = 37 > 32 : utilizar 37 pulg.
40 1.0 √4000 2.5 (940 mm)
Paso 4: Especificación
Refuerzo de la losa (E) Proporcione barras post-instaladas conforme a las indicaciones
Barras #8 (N) empotradas en de tamaño, separación y empotramiento incluidas en los
(2 pulg.)
orificios perforados con el sistema

51 mm
de anclaje adhesivo Hilti HIT-RE 500 V3 documentos de construcción (consulte la figura 14).

305 mm
(12 pulg.) 102 mm (4 pulg.) máx.
Barras: grado 60 según ASTM A615.
Losa (E)
Sistema de anclaje: epoxi Hilti HIT-RE 500 V3; la instalación debe
realizarse conforme a las instrucciones de instalación impresas
del fabricante (IIIF); el rango aceptable de temperatura del
concreto para la instalación es 13 °C - 32 °C (55 °F - 90 °F); el
(2 pulg.)
406 mm
51 mm
(16 pulg.) Barras # 5 (N) empotradas

en orificios perforados con concreto debe estar seco durante la instalación de las barras.
el sistema de anclaje
adhesivo Hilti HIT-RE 500 V3 Perfore los orificios con un taladro percutor rotativo con broca de
carburo. Localice el refuerzo existente antes de la perforación; no
Figura 13: Ubicación de las barras nuevas (no a escala)
dañe el refuerzo (E) sin autorización previa de EOR.
Barras inferiores:
Longitud de desarrollo de barras #5 con cubierta de 38 mm
(1.5 pulg.)
Supuesto: Ktr = 0 (valor conservador)
c + K
_______
b tr
=
2(
0.625
______ + 1.5 + 0
__________________ )
= 2.9 : utilizar 2.5
db 0.625

2.6.3 Ejemplo de diseño: longitud En el caso de las 4 barras superiores #9, la resistencia a
momento probable es la siguiente:
de desarrollo en un pórtico
especial a momento
4 (1.0)
ρ- = _________ = 0.0162
Requisito: proporcionar refuerzo post-instalado para una 14 x 17.6
incorporación a un pórtico especial a momento en una estructura
asignada a la categoría de diseño sísmico (SDC) D (alto nivel
sísmico). ( fy
Kpr- = 1.25 ρ- fy 1-0.735 ρ- ___
f′c )
( 60000
= 1.25 x 0.0162 x 60000 1-0.735 x 0.0162 ______
4000 ) = 998 psi
Kpr- b∙d2 998 x 14 x (17.6)2

marco de Mpr- = _______ = ________________ = 361 ft-k
momento 12000 12000
especial (E) viga (N)
20 in En el caso de las 2 barras inferiores #9:

(500 mm)
2 (1.0)
ρ+ = _________ = 0.0081
barras Superficie 14 x 17.6
perforadas (N) rugosa,
( )
amplitud de ¼ in
60000
Kpr+= 1.25 x 0.0081 x 60000 1-0.735 x 0.0081 ______ = 553 psi
4000
Kpr- b∙d2 553 x 14 x (17.6)2

24 in Mpr+ = _______ = ________________ = 200 ft-k
(610 mm) 12000 12000
Corte asociado con la formación de las rotulas plasticas:
Figura 15: Incorporación a un pórtico especial a momento.
Mpr1 + Mpr2 Wuℓn 361 + 200 3.6 (20)
Vc = __________ ± _____ = __________ ± _______ = 64 k
ℓn 2 20 2
Paso 1: Establecer los requisitos para las barras nuevas
Paso 2: Verificar la capacidad de las barras inferiores de
Construcción existente: pórtico especial a momento con transferir el corte a la cara de la unión:
columnas de 457 x 610 mm (18 x 24 pulg.), vigas de 356 mm x
508 mm (14 x 20 pulg. ), claro de 6 m (20 ft), concreto de peso
Vu Vu 64000
normal de 28 MPa (4 ksi), barra de grado 60 según A706, 4 barras Avf = ____ = ______ = ________________
superiores #9, 2 barras inferiores #9, estribos y ganchos #3 @ 89 ϕfyμ ϕfy1.0λ 0.75 x 60000 x 1.0
mm (3-1/2 pulg.) en el centro, generalmente en la unión; Avf = 1.42 pulg.2 2 #9 = 2,0 : aceptable
wu factorizado = D + L = 3,6 k/ft
Construcción nueva: viga (N) de 356 mm x 508 mm (14 x 20 in) Paso 3: Calcular el empotramiento requerido para las barras
como se muestra, concreto de peso normal de 28 MPa (4 ksi), superiores e inferiores nuevas mediante la ecuación (21-6)
refuerzo de grado 60 según ASTM A706, 4 barras superiores #9, de ACI 318-11 y 21.7.5.2:
2 barras inferiores #9, aros y traviesas #3 a 89 mm (3-1/2 pulg.)
en el centro fydb 60000 x 1.128
ℓd = 2.5 ______ = 2.5 x ______________ = 41 pulg. (1041 mm)
Determine la fuerza de corte asociada con las rotulas plasticas en 65 √f′c 65 √4000
los extremos de la viga según las secciones 21.6.5.1 y 21.7.2.1 Según 21.7.5.3, la parte de la longitud de desarrollo que no está
de ACI 318-11. dentro del núcleo confinado = 41- 24 = 17 pulg. (432 mm)
Profundidad real de las barras en las vigas: ℓd =24 + 1.6 x 17 = 51 pulg. (1295 mm)
d = 20 - 1.5 - 0.375 - 1.128/2 = 17.6 pulg.
d = 508 - 38 - 10 - 14 = 446 mm

4 barras superiores #9 (N)

empotradas en orificios
perforados con
Hilti HIT-RE 500 V3 Columna (N)
1300 mm Viga de 356 x 508 mm

(51 pulg.) (14 x 20 pulg.) (N)
Superficie
508 mm rugosa,
(E)
(20 in) amplitud de
6 mm (¼ pulg.)
Superficie
rugosa,
2 barras inferiores #9 (N) amplitud
empotradas en orificios de 6 mm Barras
perforados con (¼ pulg.) perforadas (N)
Hilti HIT-RE 500 V3
610 mm
(24 in)
Refuerzo de la
cimentación (E)
Figura 16: Detalle (no a escala) Figura 17: Columna nueva en cimentación existente
Paso 4: Especificación
Paso 2: Determinar la longitud de desarrollo de las barras
Proporcione barras post-instaladas conforme a las indicaciones para columna
Tenga en cuenta que el término confinamiento puede tomarse
como el valor máximo de 2.5 dada la condición de confinamiento
Barras: grado 60 según ASTM A706. y distancia a los bordes.
Sistema de anclaje: epoxi Hilti HIT-RE 500 V3; la instalación debe Ecuación (21-1):
realizarse conforme a las Instrucciones de instalación impresas
del fabricante (IIIF); el rango aceptable de temperatura del
ψ
3 fy
concreto para la instalación es 13 °C - 32 °C (55 °F - 90 °F); el ℓd =
s
. db
concreto debe estar seco durante la instalación de las barras. 40 λ √f'c cb + Ktr
db
Perfore los orificios con un taladro percutor rotativo con broca de
carburo. Localice el refuerzo existente antes de la perforación; no 3 60000 1.0
ℓd = . 0.875 = 25 pulg (635 mm)
dañe el refuerzo (E) sin autorización previa de EOR. 40 1.0 √4000 2.5
2.6.4 Ejemplo de diseño: longitud
de desarrollo de barras de
inicio para columna Columna (N)
Requisito: proporcionar barras de inicio post-instaladas para una
columna nueva en una cimentación existente. 4 barras #7 (N)
empotradas en Superficie rugosa
Paso 1: Establecer los requisitos para las barras nuevas orificios perforados mecánicamente
Construcción existente: Trabe de cimentación de 610 x 914 mm con Hilti HIT-RE 500 V3 amplitud de
(24 x 36 in), concreto de 28 MPa (4 ksi), refuerzo de grado 60 6 mm (¼ pulg.)
según A615
(25 pulg.)
Construcción nueva: columna (N) de 457 x 457 mm (18 x 18 in)

635 mm
como se muestra, concreto de peso normal de 28 MPa (4 ksi), Viga de

refuerzo de grado 60 según ASTM A615, 4 barras para columna cimentación (E)
#7
La columna ofrece la resistencia a momento y corte resultante de

la carga de viento.
Refuerzo de la cimentación (E)
Figura 18: Detalle (no a escala)

Paso 3: Especificación Además, según 21.9.2.3(c) de ACI 318-11, es preciso aumentar la
longitud de desarrollo un 25% para contemplar un posible exceso
Proporcione barras post-instaladas conforme a las indicaciones
de resistencia en las barras.
documentos de construcción (figura 16). fy
ψ
3 s
ℓd = . db
Barras: grado 60 según ASTM A615. 40 λ √f'c cb + Ktr
db
Sistema de anclaje: epoxi Hilti HIT-RE 500 V3; la instalación
debe realizarse conforme a las Instrucciones de instalación 3 60000 1.0 . 1.27 . 1,25 = 40 pulg. (1016 mm)
ℓd =
impresas del fabricante (IIIF); el rango aceptable de temperatura 40 1.0 √5000 2.5
del concreto para la instalación es 13°C - 32 °C (55 °F - 90 °F); el
concreto debe estar seco durante la instalación de las barras. Paso 3: Determinar la longitud de desarrollo de las barras
Perfore los orificios con un rotomartillo con broca de carburo. para muros verticales #8, supuestamente exentas del factor
Localice el refuerzo existente antes de la perforación; no dañe el de aumento de 1.25 de 21.9.2.3(c)
refuerzo (E) sin autorización previa de EOR. 3 60000
ℓd = 1.0 . 1.00 = 26 pulg. (660 mm)
2.6.5 Ejemplo de diseño: longitud 40 1.0 √5000 2.5
de desarrollo de barras de
inicio en un muro estructural Barras de arranque perforadas #8 (N)
empotradas en orificios perforados
especial con Hilti HIT-RE 500 V3, tip.
B
Requisito: proporcionar barras de inicio para un muro (de corte) A-A
estructural especial nueva con SDC D.
A A
Superficie
rugosa,
B amplitud
de 6 mm
A-A (¼ pulg.)
7 barras de
arranque
(26 pulg.)
660 mm
A A perforadas
(40 pulg.)
1016 mm
#10 (N)
empotradas
Superficie rugosa, en orificios
amplitud de Cimentación perforados
6 mm (¼ pulg.) (E) con Hilti
HIT-RE 500 V3
B-B Elevación
B
barras de
arranque
Figura 20: Detalle (no a escala)
perforadas (N)
losa de cimentacion (E) losa de cimentacion (E) Paso 4: Especificación
B-B Elevación Proporcione barras post-instaladas conforme a las indicaciones

B
Figura 19: Pared estructural especial nueva
Paso 1: Establecer los requisitos para las barras nuevas Barras: grado 60 según ASTM A706.
Construcción existente: Losa de cimentación de 1,2 m (4 pies) Sistema de anclaje: epoxi Hilti HIT-RE 500 V3; la instalación debe
de espesor, concreto de 34 MPa (5 ksi), refuerzo de grado 60 realizarse conforme a las Instrucciones de instalación impresas
según A615 del fabricante (IIIF); el rango aceptable de temperatura del
Construcción nueva: (N) pared de 457 mm (18 pulg.) de espesor, concreto para la instalación es 13 °C - 32 °C (55 °F - 90 °F); el
detallada y construida según 21.9 de ACI 318-11, dos parrillas concreto debe estar seco durante la instalación de las barras.
de acero, refuerzo del elemento de contorno según 21.9.6, Perfore los orificios con un taladro percutor rotativo con broca de
concreto de peso normal de 41 MPa (6 ksi), refuerzo de grado 60 carburo. Localice el refuerzo existente antes de la perforación; no
según ASTM A706, 7 barras #10 de refuerzo del elemento de dañe el refuerzo (E) sin autorización previa de EOR.
contorno; el refuerzo del alma es #8 @ 305 mm (12 pulg.) en el
centro (vertical) y #6 @ 254 mm (10 pulg.) en el centro (horizontal) Nota: Hilti cuenta con un plantel de ingenieros calificados
(figura 19). disponibles para responder consultas relacionadas con el
Paso 2: Determinar la longitud de desarrollo de las barras de diseño y la instalación de conexiones de barras de refuerzo
cordón #10 post-instaladas.
Como en el ejemplo anterior (2.6.3), el término confinamiento

puede tomarse como el valor máximo de 2.5 dada la condición
de confinamiento y distancia a los bordes.

3 ¿Cómo se instalan?
3.1 ¿
Cómo se instalan? 3.2 Rugosidad de la superficie de
Durante el diseño y la instalación de las barras de refuerzo post-
concreto existente
instaladas, es preciso considerar las restricciones de la obra. El raspado de la superficie antes de vaciar el concreto nuevo
contra el existente no solo ofrece mayor adherencia, sino que
Nota: además de sistemas de anclaje adhesivo de avanzada, también aumenta la capacidad de la unión de transferir el corte
Hilti ofrece los mejores equipos de detección y perforación mediante corte-fricción. En los casos en que se aplicará concreto
en su clase para facilitar la instalación de barras de refuerzo nuevo a una superficie de concreto existente, generalmente, se
post-instaladas en una gran variedad de diámetros de barra y especifica el raspado de la superficie de concreto existente9. En
empotramientos. los casos en que la capa superficial del concreto existente está
carbonatada, es preciso quitar la capa carbonatada en las áreas
3.1 U
bicación del refuerzo donde se colocarán las barras de refuerzo post-instaladas. Como
existente y de otros norma general, para quitar el concreto carbonatado de un área
circular dada debe considerarse el diámetro de la barra más
elementos embebidos
64 mm (2-1/2 pulg.).
La ubicación del refuerzo existente generalmente se determina
En la sección 11.6.9 de ACI 318-11 se establece que el raspado
mediante uno o más métodos de escaneo, que pueden
debe realizarse en una amplitud total de aproximadamente 6 mm
clasificarse de la siguiente manera:
(1/4 pulg.). Para ello, pueden implementarse medios mecánicos
a) Escáneres que detectan materiales férricos mediante campos (p. ej., mediante un Hilti TE 70 ATC equipado con una bujarda,
magnéticos (escáneres férricos; consulte la figure 21) consulte la figura 22), pulido con chorro de arena o pulido con
chorro de agua. Es preciso cerciorarse de que la superficie
b) Escáneres que usan la tecnología GPR (tecnología de radar de
resultante no contenga material suelto antes de colocar el
detección subterránea) y
concreto nuevo.
c) Equipos de escaneo mediante rayos X.
En el caso de barras de refuerzo post-instaladas ubicadas de

203 a 254 mm (8 a 10 pulg.) in de la superficie de concreto,
los escáneres férricos ofrecen la ubicación y el tamaño de las
barras. Para determinar la ubicación de elementos empotrados
férricos y no férricos (p. ej., conducto de aluminio), los escáneres
basados en GPR son adecuados. Para las áreas altamente
congestionadas o donde el refuerzo existente está demasiado
profundo para los sistemas férricos o basados en GPR,
probablemente sea necesario usar métodos de escaneo
mediante rayos X. Generalmente, conviene complementar los
resultados del escaneo con los documentos del diseño original o
de construcción, si están disponibles.
Figura 22: Rugisidad de una superficie de concreto con un

rotomartillo combinado Hilti TE 70
Figura 21: Uso de un escáner Ferroscan manual Hilti PS 200

para localizar y asignar el refuerzo existente antes de
comenzar la perforación
9 Consulte la guía técnica de ICRI n.º 310.2 sobre selección y especificación de la preparación de la superficie de concreto para selladores, revestimientos y recubrimientos de polímero o el
método de prueba estándar ASTM E965 para medir la profundidad de la macrotextura del pavimento mediante una técnica volumétrica.

3.3 Instalación de barras de
refuerzo post-instaladas con
recubrimiento pequeño
Como con las barras pre-instaladas, es preciso colocar un
recubrimiento de concreto suficiente sobre las barras de
refuerzo post-instaladas para evitar la corrosión. Si la barra se
instaló correctamente con adhesivo alrededor de esta en toda
su longitud, el adhesivo ofrece protección adicional contra la
corrosión. La calificación de los sistemas de barras de refuerzo
post-instaladas conforme a los criterios de aceptación para
anclajes adhesivos post-instalados en elementos de concreto Figura 24: Perforación con y sin sistemas de alineación de
(AC308) de ICC-ES incluye la verificación (mediante una prueba perforación
de envejecimiento acelerado) de que el adhesivo ofrece una
resistencia a la corrosión adecuada. Los requisitos de distancias para los orificios perforados con
taladro sacanúcleos varían según el tipo, el diámetro y la longitud
Además, debe proporcionarse una distancia suficiente desde
de las brocas sacanúcleos usadas.
la superficie del concreto para facilitar la perforación sin
hendimiento o astillamiento del concreto existente, en especial, Independientemente del método de perforación empleado,
en las áreas donde se usa equipo de perforación de rocas o con los elementos empotrados pueden causar la desviación de las
taladro percutor. Para mejorar la precisión al perforar, junto con brocas del recorrido previsto.
los taladros percutores manuales Hilti pueden usarse los sistemas
En general, por cuestiones de practicidad, la separación
de alineación de perforación Hilti (figura 24). En ausencia de otro
de las barras de refuerzo post-instaladas adyacentes debe
tipo de guía, y cuando no se usen sistemas de alineación u otras
mantenerse en 4 diámetros de barra o un valor superior. Cuando
técnicas para mantener la precisión al perforar, pueden usarse las
corresponda, deben observarse las disposiciones de ACI
siguientes relaciones a fin de contemplar una posible desviación
sobre recubrimiento y separación de las barras.
del orificio perforado del recorrido previsto10:
3.4 Método de perforación
Orificios realizados con taladro percutor:
cmin,req = 1.2 + 0.06 ℓd ≥ 2db (pulg.) [2] Para satisfacer los requisitos de longitud de desarrollo, las
barras de refuerzo post-instaladas generalmente se asocian con
Orificios perforados (roca) con aire comprimido:
empotramientos más profundos y, por ende, orificios perforados
cmin,req = 2.0 + 0.08 ℓd ≥ 2db (pulg.) [3]
más largos, que los anclajes adhesivos. Tal como se indicara,
Soporte para perforación (p. ej., orificios perforados con taladro generalmente se aplica uno de los siguientes tres métodos de
sacanúcleos): perforación:
cmin,req = 1.2 + 0.02 ℓd ≥ 2db (pulg.) [4]
• Taladros de impacto rotativos (taladros percutores) equipados
donde: con brocas de carburo estándar o cruciformes o con brocas
huecas (HDB) de Hilti11
ℓd es la longitud del orificio en pulgadas (in);
• Taladros de roca (perforación de percusión)
db es el diámetro de las barras de refuerzo en pulgadas;
• Equipo de perforación de diamante usando ya sea tecnología
cmin,req es la distancia del borde del concreto a la cara de la broca
de extracción en seco o en húmedo
(figura 23).
Cada método tiene ventajas y desventajas asociadas. Consulte
ℓd
la sección 3.3. Los taladros percutores (figura 25) son de
fácil acceso y el método preferido para la mayoría de las
cmin
cmin,req aplicaciones por su portabilidad y facilidad de uso. Los taladros
percutores Hilti producen una superficie de orificio no uniforme
especialmente adecuada para mejorar la adherencia (siempre
que se usen los correctos procedimientos para limpiar los
orificios). Para orificios más largos, tal vez los taladros percutores
no resulten prácticos; a veces, tampoco son adecuados para
Figura 23: cmin,req tiene como fin incrementar la probabilidad perforar a través de acero empotrado, cuando se requiere.
de que el extremo de la barra instalada se mantenga dentro El sistema Hilti SafeSet™ consta de brocas huecas (HDB)
de la cubierta de concreto mínima requerida cmin que se usan en combinación con aspiradoras Hilti (VC 40-U
o VC 20-U). Las HDB de Hilti usan la misma tecnología de
avanzada de perforación con brocas de carburo que las brocas
10 Fuente: informe técnico TR023 de EOTA [7].

11 Las brocas huecas de Hilti eliminan automáticamente el polvo de concreto durante la perforación como parte del sistema HIT-HY 200 SafeSet™.

Hilti TE-CX e Hilti TE-YX y cumplen con la norma ANSI B212.15
de dimensiones de brocas de carburo. El sistema Hilti SafeSet
funciona correctamente en concreto seco y húmedo.
Figura 27: Perforación inclinada con taladro sacanúcleos en

una base de perforación Hilti
En comparación con los taladros percutores, que fracturan el

concreto con energía de impacto, las brocas de los taladros
sacanúcleos usan una matriz protectora que contiene fragmentos
de diamante para erosionar el concreto. Las brocas sacanúcleos
de diamante Hilti con segmentos soldados con láser ofrecen
larga duración y una eficacia de perforación excepcional.
Mediante extensiones, los taladros sacanúcleos pueden producir
orificios rectos muy largos. La rigidez de la barrena permite
perforar los orificios con menor probabilidad de desviación
Figura 25: Perforación con un taladro percutor rotativo Hilti del recorrido previsto y a través de acero empotrado sin gran
equipado con la tecnología Hilti SafeSet™ esfuerzo. Por otra parte, en los casos en que el refuerzo existente
debe protegerse (p. ej., como los cables pretensados), esta
característica de perforación con sacanúcleos puede ser una
Los taladros de roca ofrecen velocidad y eficacia y producen una
desventaja. Aún más importante, por lo general, los taladros
superficie de orificio rugosa que es adecuada para adherencia, sacanúcleos producen un orificio muy liso cubierto por una
pero el nivel más alto de energía de impacto asociado con estos película delgada que dificulta la adherencia. En consecuencia,
taladros puede incrementar la tendencia a dañar el elemento, los orificios perforados con taladro sacanúcleos deben limpiarse
en particular, si se usa en aplicaciones con distancia pequeña minuciosamente antes de inyectar el adhesivo. Tenga en cuenta
a los bordes o cubierta posterior reducida. Generalmente, los también que algunos sistemas adhesivos no son aptos para
taladros de roca requieren mayores distancias a los bordes y usar con orificios perforados con taladros sacanúcleos. Para los
elementos de mayor espesor (consulte la sección 3.3). Para las sistemas calificados, se desarrollaron procedimientos específicos
aplicaciones que involucran orificios perforados con taladros de de limpieza de los orificios que optimizan la adherencia en
roca, comuníquese con Hilti. estas condiciones. Estos procedimientos están detallados
En general, para profundidades de empotramiento más grandes, en las Instrucciones de uso de Hilti (en forma genérica, estas
la opción preferida son los taladros sacanúcleos (figura 26 y instrucciones se conocen como las Instrucciones de instalación
impresas del fabricante o IIIF).
figura 27).
Nota: en general, no deben perforarse el refuerzo existente
u otros objetos empotrados sin consultar previamente al
ingeniero a cargo u otra autoridad con jurisdicción.
Nota: es fundamental perforar y limpiar correctamente los

orificios para garantizar el rendimiento de las barras de refuerzo
post-instaladas. Todos los productos de anclaje de Hilti
vienen con instrucciones detalladas a las que Hilti denomina
Instrucciones de uso. Para responder a preguntas relacionadas
con la correcta instalación, Hilti ofrece el asesoramiento de
expertos mediante representantes de campo de Hilti, Centros
de Hilti en todo el país, el servicio de atención al cliente de Hilti
y asistencia en línea.
En la figura 28 se muestra la posible influencia del método de
perforación en el comportamiento de carga-desplazamiento
de una barra de refuerzo post-instalada en el caso de un
Figura 26: Perforación en húmedo con un taladro empotramiento superficial. Cuando no se haya determinado
previamente el método de perforación que se usará, se
sacanúcleos manual Hilti con tecnología de captura de agua
recomienda usar un adhesivo adecuado para todos los métodos
de perforación (p. ej., Hilti HIT-RE 500 V3).

18
Perforación con aire comprimido
Esfuerzo de adherencia [N/mm2]
16
14
12 Perforación con
rotomartillo
10 Figura 30: Varilla de extensión Hilti y cepillos de acero de
8 hef = 10da tolerancia compatible Hilti HIT-RB para limpieza de orificios
f'c ~ 3000 psi
6
Perforación con Todos los procedimientos de limpieza finalizan con el uso de
4 broca de diamante aire comprimido. (Es importante tener presente que el uso de
2 aire comprimido puede producir residuos volátiles, por lo que es
0 preciso usar gafas de seguridad en todo momento).
0 1 2 3 4 5
En la figura 32 se ilustra la importancia de la limpieza de los
Desplazamiento [mm]
orificios según se detalla en las Instrucciones de uso de Hilti
Figura 28: Ejemplo de la influencia del método de perforación para garantizar el rendimiento de las barras de refuerzo post-
en el comportamiento de adherencia-desplazamiento de una instaladas. En los casos en que no es posible lograr adherencia
barra de refuerzo post-instalada instalada con un adhesivo como resultado de procedimientos de limpieza de los orificios de
no adecuado para orificios perforados con brocas de varios pasos, se recomienda usar la tecnología Hilti SafeSet™
diamante con las brocas huecas (HDB) de Hilti.
3.5 Limpieza de los orificios

La condición de la pared perforada en el momento de la
inyección del adhesivo afecta directamente la adherencia entre el
adhesivo y el concreto. El concreto en el que se instalará la barra
de refuerzo post-instalada puede estar seco, saturado o incluso
parcial o completamente sumergido al momento de la instalación.
Nota: cuando la instalación requiera que el concreto esté

sumergido en agua o saturado de agua, verifique que el
sistema adhesivo que se usará esté calificado para estas
condiciones.
La perforación con sacanúcleos de diamante en húmedo

generará un entorno humedo en el orificio perforado. En general,
la limpieza de los orificios involucra un proceso de limpieza Figura 31: Conjunto de accesorios para barras de
con agua seguido de un soplido secuencial del orificio con aire refuerzo Hilti
comprimido (figura 29 y figura 33) para quitar los residuos y el
agua y el uso de un cepillo de alambre (figura 30) para fregar
mecánicamente la pared perforada.
limpieza de los orificios de acuerdo con IIIF
esfuerzo de limpieza reducido
Esfuerzo de adherencia
sin cepillado
(solo aire comprimido)
Boquilla de aire comprimido Extensión de manguera
sin limpieza
herramienta de aire comprimido
Figura 29: Accesorios de Hilti para operaciones de limpieza Desplazamiento

de orificios con aire comprimido (parcial)
Figura 32: Representación esquemática de la posible
influencia de los procedimientos de limpieza de los orificios
en la adherencia y el desplazamiento de una barra de
refuerzo post-instalada cargada en tensión

Por ejemplo, si se especifica el uso de un adhesivo de curado
rápido para la instalación de barras grandes y profundas, es
posible que el tiempo requerido para inyectar el adhesivo
supere el tiempo de aplicación del polímero. En tales casos,
tal vez resulte imposible insertar la barra por completo en el
orificio o el adhesivo no alcance un nivel de resistencia total.
En particular, cuando los adhesivos se administran a granel en
un orificio perforado grande, la reacción exotérmica asociada
con la polimerización puede causar un aumento excesivo de
la temperatura que, a su vez, puede acelerar el curado, lo que
complica aún más la instalación.
Figura 33: Limpieza de un orificio con un soplador de aire

comprimido
Hilti proporciona diversos accesorios para limpiar orificios

perforados profundos de acuerdo con las Instrucciones de uso,
que incluyen cepillos de alambre de tolerancia compatible,
extensiones de cepillo para orificios largos, accesorios para
facilitar el cepillado eléctrico, tubo para aire, extensiones de
manguera, acopladores y boquillas de aire. Los conjuntos de
accesorios para barras de refuerzo Hilti Profi (figura 31) brindan
los componentes adicionales necesarios para instalar barras de
refuerzo post-instaladas en un solo paquete.
Figura 35: Uso del dispensador a batería Hilti HDE 500-A22
3.6 Selección del sistema en combinación con Hilti HIT-RE 500 V3 / Hilti HIT-HY 200-R
adhesivo para diámetros de barra más pequeños
La adecuación de los sistemas adhesivos Hilti para aplicaciones

de barras de refuerzo post-instaladas se ha verificado en una Por el contrario, la inyección de adhesivos en condiciones de
gran diversidad de parámetros de obra. No obstante, la elección temperatura bajo cero puede generar una viscosidad elevada, lo
del sistema adhesivo Hilti (figura 34) y el equipo de inyección que, de igual modo, dificulta o imposibilita la inyección manual
(figura 35) adecuados para las instalaciones de barras de refuerzo del adhesivo y la instalación de la barra.
post-instaladas depende, en cierta medida, de los parámetros de
Las consideraciones básicas asociadas con la selección del
la obra; consulte la sección 4.1.
adhesivo deben incluir lo siguiente:
• ¿Se puede inyectar el adhesivo y se pueden instalar las barras

de refuerzo dentro del tiempo de gelado del adhesivo?
• ¿Se dispone del equipo de inyección adecuado, incluidos todos

Hilti HIT-RE 500 V3 Hilti HIT-HY 200-R los accesorios necesarios, para garantizar la correcta mezcla y
dosificación?
Figura 34: Adhesivos para anclaje Hilti adecuados para
conexiones de barras de refuerzo post-instaladas • ¿El adhesivo es adecuado para la temperatura del concreto y
las condiciones de humedad, la orientación de los orificios y el
método de perforación?
Nota: los adhesivos que no hayan sido adecuadamente
• ¿Qué equipo o esfuerzo mecánico se requiere para inyectar
verificados para usar en aplicaciones de barras de refuerzo
el adhesivo y para instalar las barras de refuerzo en el orificio
post-instaladas no deben usarse en aplicaciones estructurales
relleno de adhesivo?
o relacionadas con la seguridad.
• ¿Cómo se mantendrá la barra en el lugar durante el curado del
adhesivo?

3.7 Inyección del adhesivo 3.8 Instalación de las barras
El objetivo de la inyección del adhesivo es lograr una instalación Los diámetros de barra más pequeños pueden insertarse en
sin vacíos de aire. Además de reducir el área de adherencia y sentido vertical hacia abajo con un esfuerzo (relativamente)
de inhibir el curado, los vacíos de aire en el adhesivo inyectado mínimo. Las barras de diámetro grande en orientaciones
pueden aumentar el esfuerzo asociado con la instalación de horizontales e inclinadas hacia arriba pueden requerir un esfuerzo
la barra y expeler descontroladamente el adhesivo del orificio considerable para levantarlas e insertarlas en el orificio relleno
durante la instalación de la barra a medida que el aire es de adhesivo (figura 38). En todos los casos, se recomienda
expulsado de la matriz del adhesivo. probar cómo encaja la barra en el orificio antes de inyectar el
adhesivo.
Nota: durante la inyección de los adhesivos Hilti, siempre debe
En el caso de las instalaciones sobre cabeza, en especial, de
usar protección visual y dérmica.
barras de diámetro más grande, es preciso prever cómo asegurar
Para inyectar el adhesivo con la menor cantidad de vacíos de la barra durante el curado del adhesivo. Además, pueden
aire en los orificios perforados, el sistema de inyección de Hilti aplicarse requisitos de certificación para los instaladores que
usa tapones con pistón de tolerancia compatible (figura 36). El llevan a cabo la instalación de barras con cargas de tensión
sistema de tapón con pistón de Hilti le ofrece al operador una sostenida y otros requisitos de inspección especial adicionales.
retroalimentación positiva que le permite controlar el proceso de
inyección a través de la presión del adhesivo en el tapón y se ha Nota: los dosificadores de Hilti ofrecen una inyección del
comprobado que mejora radicalmente la calidad y la eficacia de adhesivo eficaz y sin vacíos de aire en todas las orientaciones,
la inyección. diámetros y profundidades de orificios y condiciones de
temperatura.
Figura 36: Tapones con pistón Hilti HIT-SZ, disponibles en

diámetros adecuados para barras de refuerzo #3 a #18
El equipo de dosificación que se usa para inyectar el adhesivo

generalmente se selecciona como una función del tamaño y la
orientación de la barra, las condiciones de temperatura ambiente
y la accesibilidad (figura 37).
Figura 38: Instalación de barras de diámetro grande
Figura 37: Aplicador neumático Hilti HIT-P8000D, adecuado

para instalaciones de gran volumen y diámetros de barra
grandes

4 ¿Cómo decidir qué sistema usar?

4¿
Cómo decidir qué sistema Por lo tanto, la selección del sistema depende de la combinación
de los requisitos de diseño y las restricciones de la obra. Tenga
usar?
en cuenta también que cada sistema se ofrece con una variedad
Las opciones para la instalación de barras de refuerzo post- de opciones de inyección en términos de tamaño del cartucho
instaladas incluyen lechadas cementosas, adhesivos poliméricos y equipo de inyección (manual en contraposición a accionado a
y sistemas híbridos que combinan componentes cementosos con batería o en forma neumática). Además, Hilti ofrece sistemas de
polímeros. El uso de lechadas cementosas (p. ej., placa base) perforación especializados que reducen considerablemente los
generalmente está limitado a aplicaciones en las que los orificios requisitos de limpieza de los orificios.
están orientados hacia abajo y no se explica en esta Guía. Los
Un aspecto de la selección del sistema que, en ocasiones, se
adhesivos (a veces denominados adhesivos tixotrópicos) que
deja de lado es el volumen absoluto del adhesivo que debe
tienen la viscosidad correcta para proporcionar una capa de
colocarse en el orificio. Los orificios de gran diámetro y muy
adherencia sin vacíos de aire en el espacio anular entre la barra y
profundos posiblemente requieran un volumen de adhesivo
el concreto fueron específicamente desarrollados para el anclaje
mayor que el que razonablemente se pueda administrar incluso
y empotramiento de barras, a la vez que ofrecen resistencia
con un equipo neumático. Asimismo, la inyección de grandes
de flujo no restringido. Estos sistemas permiten la instalación
cantidades de adhesivo puede generar calor en exceso debido
de barras en todas las orientaciones con fuerza de adherencia
a la naturaleza exotérmica de la polimerización. Estos problemas
superior en una diversidad de condiciones de uso. La correcta
deben considerarse cuidadosamente fuera del rango normal de
selección del sistema depende de una serie de parámetros
aplicaciones de barras de refuerzo post-instaladas.
específicos de la obra.
Las restricciones de la obra afectan los valores de diseño Nota: el personal técnico de Hilti puede brindar ayuda en
(esfuerzo de adherencia) y la eficacia de la instalación. A aplicaciones únicas o no estándar.
continuación, se muestran los parámetros típicos de los sistemas
adhesivos de Hilti:
Restricciones de la obra HIT-HY 200-R HIT-RE 500 V3
Rango de diámetros típicos de barras

#3 a #8 #3 a #111
de refuerzo
Hasta 635 mm Hasta 2100 mm

Rango de empotramiento
(25 pulg.) (7 ft)
Temperatura del material base De -10 °C a 40 °C De 5 °C a 40 °C

(instalación) (14 °F a 104 °F) (41 °F a 104 °F)
Tiempo de aplicación2 De 6 minutos a 3 horas De 12 minutos a 4 horas
Tiempo de curado2 De 1 hora a 20 horas De 4 horas 72 horas
Orificios perforados en concreto seco y

Sí Sí
saturado en agua
Orificios rellenos de agua y aplicaciones

No Sí
subacuáticas
Orificios perforados con taladro

Sí Sí
percutor
Orificios perforados con taladro

No Sí
sacanúcleos
Tecnología Hilti SafeSet™ con

Sí Sí3
aspirado VC y HDB de Hilti
Carga sísmica/dinámica Sí Sí
1 Para tamaños de barra más grandes, comuníquese con Hilti.
2 Depende de la temperatura.
3 Comuníquese con Hilti.

5 Desarrollo de los datos de diseño

5.1 Antecedentes desarrollados para TR023 y añaden otras pruebas para
verificar el rendimiento de la tensión cíclica (sísmico) y el
En la interfaz barra de refuerzo-adhesivo, la carga se transfiere rendimiento cercano a los bordes a grandes profundidades de
por adhesión y trabazón mecánica. En la interfaz de adhesivo- empotramiento.
concreto, la carga se transfiere por adhesión y trabazón
micromecánica. El esfuerzo de adherencia generalmente se 5.2 Establecimiento del
define como la adherencia promedio máxima sobre la longitud desempeño (calificación) del
empotrada de la barra. sistema requerido
La adecuación de un sistema adhesivo para aplicaciones de
Fallas de hendimiento
Falla del concreto/Ruptura de la barra
barras de refuerzo post-instaladas depende de muchos factores.
2db 2.5db 6db
Ruptura de la barra Si bien existen sistemas que, de algún modo, pueden ser
adecuados para aplicaciones de anclaje, no necesariamente
50000
40000 satisfacen los requisitos para instalaciones de barras de refuerzo

Carga de tensión [lb]
30000 ~2100 psi seguras y confiables.
20000 Un aspecto crucial de los sistemas adhesivos diseñados para

~1100 psi Barra n.º 6 de grado
refuerzo post-instalado es el comportamiento del sistema en
10000
configuraciones donde prima el hendimiento. En la figura 40
60 con empotramiento
a 12db, HY 200-R
0
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 se muestran pruebas de tensión de barras n.º 8 empotradas
Distancia a los bordes [in]
a 35 diámetros de barra en la esquina de una columna. Estas
pruebas, que se desarrollaron específicamente para la calificación
Figura 39: Carga de falla de tensión sin confinamiento como
de sistemas de barras de refuerzo post-instaladas conforme
una función de la distancia a los bordes
a AC308, permiten comparar directamente el comportamiento
de barras pre-instaladas y post-instaladas en condiciones donde
Durante las últimas dos décadas, se realizaron extensas el hendimiento es el modo de falla limitante. Si el adhesivo está
investigaciones para evaluar las conexiones de barras de refuerzo demasiado duro, el retardo de corte excesivo puede generar una
post-instaladas sujetas a diversas condiciones de carga. Gran falla en forma de cremallera en una barra cercana a los bordes.
parte de este trabajo se llevó a cabo en centros de investigación Si el adhesivo está demasiado “blando”, la relajación de la barra
líderes de Europa y los Estados Unidos.12 Mediante pruebas se post-instalada puede permitir una apertura excesiva de la unión
ha demostrado en forma constante que las barras de refuerzo entre el concreto viejo y el nuevo, lo que comporta pérdida de
post-instaladas instaladas con sistemas calificados tienen un transferencia de corte o corrosión.
rendimiento que es, al menos, equivalente al de las barras de
refuerzo pre-instaladas en condiciones similares. Configuración de la prueba
de confinamiento, consulte
En la figura 39 se observa un diagrama de las cargas de falla la figura 4.5. Placa de
soporte que cubre toda
de tensión al aumentar la distancia a los bordes para una la superficie.
barra de refuerzo n.º 6 empotrada a una profundidad de 12
diámetros de barra en un adhesivo híbrido Hilti HIT. La fuerza de
adherencia cercana a los bordes está limitada por la resistencia
(38 mm)
1.5 in
al hendimiento del concreto y está en el orden de 1100 psi. A

mayores distancias a los bordes, la fuerza de adherencia final
promedio aumenta a aproximadamente 2100 psi.
Tirante cerrado n.º 3 (10 mm)
En 2006, la Organización Europea de Aprobación Técnica

(875 mm)
A A
38 in (965 mm)
35 in
(EOTA, European Organization for Technical Approvals) emitió el

informe TR023 sobre la evaluación de las conexiones de barras
4.75 in (120 mm)
de refuerzo post-instaladas [7]. En este documento se ofrece

una guía para verificar que las conexiones de barras de refuerzo
post-instaladas realizadas con un sistema específico tengan Tirante cerrado n.º 3 (10 mm)
un comportamiento comparable a las conexiones de barras de

refuerzo pre-instaladas in situ en términos de comportamiento de Figura 40: Prueba para determinar el comportamiento de la
carga y desplazamiento. adherencia/hendimiento según AC308 [9]
En 2013, el ICC-ES corrigió sus criterios de aceptación13 para En la figura 41 se detalla el conjunto completo de pruebas
incluir pruebas que permitieran verificar los sistemas de anclaje necesarias para calificar los sistemas de anclaje adhesivo para
adhesivo para aplicaciones de barras de refuerzo post-instaladas. aplicaciones de barras de refuerzo post-instaladas, según se
Estas disposiciones de calificación incluyen los procedimientos indica en la tabla 3.8 de AC308.
12 Consulte las referencias y sugerencias de lectura adicional: [8], [10], [11], [12], [17], [18], [19], [20].
13 AC308: Criterios de aceptación para anclajes adhesivos post-instalados en elementos de concreto, aprobados en junio de 2013, ICC Evaluation Service, LLC. [9].


Figura 41: T
abla 3.8 de AC308. Programa de prueba para evaluar las barras de refuerzo deformadas usadas en conexiones de
barras de refuerzo post-instaladas* [9]
Tamaño Tamaño
Pruebas Evaluación
de la barra Empotramiento de de
fc 1 la barra muestra
ℓb mínimo
N.º de Ref. de Carga y
Propósito Parámetros de la prueba US/M 3,4 αreq nmin
prueba prueba despl.
Pruebas en condición de servicio
Tensión confinada, una sola barra de 10.25.2

1a 9.4.3.1 Resistencia a la adherencia #4/12 – bajo 7db Cinco
refuerzo post-instalada 2 10.25.3

1b 9.4.3.1 Resistencia a la adherencia #8/25 – bajo 7db Cinco
1c 9.4.3.1 Resistencia a la adherencia db,max – bajo 7db Cinco
1d 9.4.3.1 Resistencia a la adherencia db,max – alto 7db Cinco
Comportamiento de la Tensión confinada, barra de refuerzo 10.25.6
2 9.4.3.2 #8/25 – bajo 35db Seis 6
adherencia/hendimiento en ubicación de esquina 2
Pruebas de confiabilidad
Sensibilidad a la limpieza
Tensión confinada, una sola barra de
3 9.4.4.1 de orificios, sustrato seco db,max ≥0,8 10.25.7 bajo 7db Cinco
5,7 refuerzo post-instalada 2
Sensibilidad a la
4 9.4.4.2 instalación en concreto db,max ≥0,8 10.25.7 bajo 7db Cinco
refuerzo post-instalada 2
saturado 5,7
Sensibilidad en
condiciones de Tensión confinada, una sola barra de
5 9.4.4.3 #4/12 ≥0,9 10.25.7 alto 7db Cinco
congelación/ refuerzo post-instalada 2
descongelación5
Sensibilidad de carga
6 9.4.4.4 sostenida a temperatura #4/12 ≥0,9 10.25.7 bajo 7db Cinco
refuerzo post-instalada 2
elevada 5
Temperatura de instalación Tensión confinada, una sola barra de
7 9.4.4.5 #4/12 ≥0,9 10.25.7 bajo 7db Cinco
reducida 5 refuerzo post-instalada 2
Sensibilidad a la dirección Tensión confinada, una sola barra de
8 9.4.4.6 db,max ≥0,9 10.25.7 bajo 7db Cinco
de la instalación 5 refuerzo post-instalada 2
Verificación del procedimiento de instalación
Instalación en Instalación de la barra en el orificio

9 9.4.5.1 db,max – 10.25.8 – 60db Tres
empotramiento profundo inyectado, horizontal
10 9.4.5.2 Verificación de la inyección Inyección en tubo transparente db,max – 10.25.8 – 60db Tres
Durabilidad
Resistencia a la
11a 9.4.6.1.1 Prueba de rebanada #4/12 – 10.25.10 bajo – Diez
alcalinidad 5
11b 9.4.6.1.2 Resistencia al sulfuro 5
Prueba de rebanada N.º 4/12 – 10.25.10 bajo – Diez
12 9.4.7 Resistencia a la corrosión Prueba posible y actual #4/12 – 10.25.9 alto 2-3/4 in Tres
Condiciones especiales
Calificación sísmica de las

Tensión cíclica, una sola barra de
13 9.4.8 conexiones de barras de db,max – 10.25.11 bajo 7db Cinco
refuerzo post-instalada
refuerzo 9
1 Para obtener una definición de concreto de alta y baja resistencia, consulte 4.3.4.
2 Pruebas realizadas en especímenes de prueba según la fig. 4.5 y con longitud/espesor mín. ℓb + 2 in (ℓb + 50 mm)
3 Los tamaños son convencionales de los Estados Unidos y el valor métrico europeo db,max es el tamaño máximo que se solicita para reconocimiento.
4 Ejecute las pruebas con barras de refuerzo deformadas según los requisitos mecánicos de 9.4.3.2.1.
5 Las pruebas no son necesarias si se realizó la prueba correspondiente conforme a las tablas 3.1, 3.2 o 3.3.
6 Pruebe las barras en tres especímenes de prueba para un total de seis pruebas con barras pre-instaladas y seis pruebas con barras post-instaladas.
7 Se requerirán pruebas si la técnica y el equipo de limpieza de los orificios varían respecto de los usados para las pruebas realizadas según las tablas 3.1, 3.2 o 3.3.
8 Prueba opcional. Si esta prueba no se realiza, en el informe de evaluación se deberá indicar que el valor de f'c que se usará en la determinación de la longitud de desarrollo y la longitud de
empalme conforme a ACI 318 no sea superior a 2500 psi (17,2 MPa).
9 Prueba opcional.
* Reproducido en el presente documento con permiso. Para conocer las referencias a las secciones y figuras, consulte AC308.


Además de las pruebas de adherencia/hendimiento antes 5. La capacidad del adhesivo de desarrollar resistencia a la
descritas, se realizan pruebas que permiten establecer la adherencia en la longitud de desarrollo cuando el hendimiento
adecuación del sistema para usar en aplicaciones de barras de rige el comportamiento;
refuerzo post-instaladas en términos de los siguientes aspectos:
6. El comportamiento de la carga de tensión cíclica de la barra
1. La capacidad del adhesivo de desarrollar la resistencia a la de refuerzo post-instalada en comparación con la respuesta
adherencia requerida; de la barra pre-instalada in situ, según se documenta en la
bibliografía.
2. La sensibilidad de la resistencia a la adherencia en condiciones
de limpieza de orificios, congelación y descongelación, Si bien generalmente ocurre que los adhesivos modernos de
temperaturas extremas del concreto en servicio, orientación de grado estructural tienen la capacidad de desarrollar resistencias a
la instalación y exposición a alcalinidad/sulfuro; la adherencia que superan en gran medida los valores detallados
en la figura 45, los efectos de las condiciones de instalación de
3. La capacidad del sistema para llevar a cabo satisfactoriamente
la obra, la temperatura y otros factores incluidos en la evaluación
instalaciones de barras largas (de hasta 60 diámetros de barra)
pueden reducir considerablemente la resistencia a la adherencia.
sin vacíos de aire notorios en el adhesivo alrededor de la barra
Por lo tanto, el rendimiento del sistema es fundamental para
de refuerzo post-instalada;
determinar la calificación, no solo la fuerza de adherencia del
4. La resistencia a la corrosión de la barra de refuerzo post- adhesivo determinada en condiciones óptimas.
instalada;

6 ¿Cuáles son los orígenes?

6.1 E
stablecimiento del Orangun, et al. [13] propuso una expresión para determinar la
longitud de desarrollo ℓd de barras de refuerzo deformadas en
empotramiento requerido de
tensión de la siguiente manera:
las barras
Los sistemas calificados según AC308 deben tener
características de rigidez y resistencia a la adherencia
compatibles con el refuerzo pre-instalado. Por lo tanto, las ℓd =
( fs
4 √f'c
- 50 ) . db (lb, pulg.) [5]
barras de refuerzo post-instaladas, instaladas con sistemas
calificados pueden diseñarse y detallarse aplicando las mismas
( c
1.2 + 3 b +
db
Atr fyt
500 s. db )
disposiciones aplicables al desarrollo de barras rectas pre- donde:
instaladas in situ.
Atr Área transversal total de todo el refuerzo transversal dentro
6.2 Descripción general de las de la separación que atraviesa el plano de hendimiento
disposiciones sobre longitud posible a través del refuerzo en desarrollo
de desarrollo de ACI 318-1114 cb V
alor menor de: (a) centro de la barra a la superficie de
para barras de refuerzo rectas concreto más cercana y (b) la mitad de la separación de
centro a centro de las barras en desarrollo
El concepto de longitud de desarrollo de ACI está basado en el
esfuerzo de adherencia promedio a lo largo del empotramiento db Diámetro de la barra en desarrollo
del refuerzo. La longitud de desarrollo se puede definir como
f΄c R
esistencia a la compresión especificada de 28 días del
la longitud más corta en la que la tensión de la barra aumenta
concreto
desde cero hasta la resistencia nominal a la fluencia. Esta
definición incorpora dos conceptos muy importantes: tensión de fs Tensión máxima en la barra
la barra y resistencia nominal a la fluencia. La tensión de la barra
fyt R
esistencia a la fluencia especificada fy del refuerzo
es la fuerza por área de unidad de la sección transversal de la
transversal
barra. La resistencia nominal a la fluencia es la tensión mínima de
la barra a la que ocurre una deformación permanente (inelástica).
El diseño de concreto reforzado estructural está basado en el
supuesto de que la barra de refuerzo desarrollará su resistencia
a la fluencia antes de que ocurra una falla prematura debido a
una adherencia inadecuada. La longitud de desarrollo apunta a
asegurar el desarrollo de la resistencia nominal a la fluencia de la
barra en condiciones de carga de la estructura.
Tamaño de barras de refuerzo estadounidenses
Tamaño de la Masa por longitud de unidad Diámetro nominal Área nominal

Tamaño métrico
barra según el
equivalente lb/ft (kg/m) (in) (mm) (in2) (mm2)
sistema imperial
#2 Φ6 0.167 0.249 0.250 = 1/4 6.35 0.05 32
#3 Φ10 0.376 0.561 0.375 = 3/8 9.525 0.11 71
#4 Φ13 0.668 0.996 0.500 = 4/8 12.7 0.20 129
#5 Φ16 1.043 1.556 0.625 = 5/8 15.875 0.31 200
#6 Φ19 1.502 2.24 0.750 = 6/8 19.05 0.44 284
#7 Φ22 2.044 3.049 0.875 = 7/8 22.225 0.60 387
#8 Φ25 2.670 3.982 1.000 25.4 0.79 509
#9 Φ29 3.400 5.071 1.128 28.65 1.00 845
#10 Φ32 4.303 6.418 1.270 32.26 1.27 819
#11 Φ 36 5.313 7.924 1.410 35.81 1.56 1006
#14 Φ43 7.650 11.41 1.693 43 2.25 1452
#18 Φ47 13.60 20.257 2.257 57.3 4.00 2581
#18J 14.60 21.775 2.337 59.4 4.29 2678
Figura 42: Barras de refuerzo estadounidenses15
14 Instituto Americano del Concreto, “Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-11) and Commentary,” (Requisitos del código de construcción para concreto estructural
(ACI 318-11) y observaciones), Farmington Hills, Míchigan, 2011 [2].
15 http://en.wikipedia.org/wiki/Rebar


Esta ecuación se modificó en 2003 para incluir el término = 1.0 para refuerzo sin recubrimiento y con
confinamiento, Ktr, y un factor de reducción de la resistencia de recubrimiento de zinc (generalmente, se
0.8 de la siguiente manera: aplica a las barras post-instaladas)
ψs = 0.8 para barras #6 y más pequeñas

( )
fs
- 200
√f'c
__________________ = 1.0 para barras #7 y más grandes
ℓd = db (lb, pulg.) [6]
( )
cb + Ktr
12 cb + Ktr
db ______ ≤ 2.5
db
donde
λ = factor de modificación para concreto liviano
Atrfyt
Ktr = _________ Nota: el Comité 408 de ACI (Adherencia y desarrollo) emitió
1500s ‧ n un informe sobre las disposiciones actuales acerca de la
longitud de desarrollo que se incluyen en ACI 318. El informe,
ACI 408R-03 [1], incluye recomendaciones específicas para
= contribución del refuerzo de confinamiento para una
mejorar la ecuación de la longitud de desarrollo, incluida una
mayor resistencia al hendimiento, donde n es el número
reducción en el exponente de la resistencia a la compresión del
de barras que se empalman o desarrollan a lo largo del
concreto, y la reconsideración del factor de barra pequeña.
plano de hendimiento (Ktr puede considerarse de manera
conservadora como cero). 6.3 Otras disposiciones sobre
La ecuación de la longitud de desarrollo de tensión básica barras rectas incluidas en
detallada en ACI 318-11 se obtiene de esta expresión al eliminar ACI 318-11 [2]
la constante (200), reemplazar 1/12 por 3/40, reemplazar fs en ACI 318-11 contiene muchas disposiciones relevantes para el
la ecuación [6] por la tensión nominal de fluencia fy y tomando anclaje de barras rectas. En el presente documento se resumen
la resistencia a la fluencia del refuerzo transversal como fyt = algunas disposiciones seleccionadas. Para obtener más
60000 psi. información, consulte el código.
La longitud de desarrollo de barras rectas deformadas en tensión En la sección 12.2.5 (refuerzo en exceso) se indica que es
se proporciona en la sección 12.2.3 de ACI 318-11 de la siguiente posible reducir la longitud de desarrollo en proporción directa
manera: a la cantidad de refuerzo en exceso provisto respecto del
requerido según análisis. Esta disposición se aplica al refuerzo en
3 fy ψ tψ eψ s
ℓd = ___ ______ _______ db ≥ 12 pulg. (lb, pulg.) [7] elementos de flexión, excepto donde específicamente se requiere
40 λ√f′c c + Ktr
_______
b el anclaje o el desarrollo para fy o donde el refuerzo está diseñado
db conforme a las disposiciones (sísmicas) de 21.1.1.6.
El requisito de longitud de desarrollo para barras rectas en

donde compresión detallado en la sección 12.3.2 se obtiene de la
siguiente manera:
40Atr
_____ donde s es la separación de las barras y
Ktr = 0,02 fy
s∙n n es la cantidad de barras en desarrollo
( )
ℓd = max _______ db (0.0003 fy db); 8 pulg. (lb, pulg.) [8]
λ √f′c
ψt = 1,3 para refuerzo horizontal colocado con
más de 12 pulg. de concreto nuevo En la sección 12.10.3 se indica que el refuerzo debe extenderse
vaciado debajo de las barras más allá del punto en el que ya no es necesario para resistir la
= 1.0 para otras situaciones (se aplica a las flexión para una distancia igual a d o 12db, la que sea mayor,
barras post-instaladas) excepto en soportes de tramos simples y en el extremo libre de
voladizos.
ψe = 1.5 para barras con recubrimiento de epoxi,
barras con recubrimiento doble de zinc En la sección 12.10.4 se requiere el empotramiento del refuerzo
y epoxi con cubierta inferior a 3db o continuo en un elemento de flexión por una distancia que no sea
separación despejada inferior a 6db inferior a ℓd más allá del punto donde no se requiere refuerzo de
tensión terminado o doblado para resistir la flexión.
= 1.2 para todas las otras barras con
recubrimiento de epoxi, barras con En la sección 12.10.5 se prohíbe la terminación del refuerzo de
recubrimiento doble de zinc y epoxi flexión en una zona de tensión salvo que (a) el esfuerzo de corte
en el corte de la barra no sea superior al 67% de ϕVn, (b) exista
un exceso de refuerzo del estribo o (c) se proporcione un exceso
de refuerzo y el esfuerzo de corte no sea superior al 75% de ϕVn.


En la sección 12.11.2 se requiere el anclaje del refuerzo para En la sección 21.9.2.3(c) se estipula un aumento de la
momento positivo en elementos de flexión que son parte de un longitud de desarrollo ℓd en un 125% donde es probable que
sistema de resistencia de carga sísmica principal para desarrollar ocurra la fluencia del refuerzo longitudinal como resultado de
fy en tensión en la cara del soporte. desplazamientos laterales en muros estructurales y vigas de
acoplamiento especiales.
En la sección 12.11.4 se requiere el anclaje del refuerzo para
momento positivo en vigas profundas para desarrollar fy en La sección 21.9.6.4 (e) permite el anclaje del refuerzo horizontal
soportes simples, salvo que el diseño se realice según las en el alma de la pared para desarrollar fy en tensión dentro del
disposiciones sobre bielas y tirantes del Apéndice A. núcleo confinado del elemento de contorno siempre que el área
requerida del refuerzo del alma no supere el área requerida del
En la sección 12.12.1 se requiere el anclaje de barras rectas que
refuerzo transversal del elemento de contorno paralelo al refuerzo
funcionan como refuerzo negativo con longitud de desarrollo en
del alma.
el elemento de soporte.
En la sección 21.11.7.3 se requiere que todo refuerzo que se use
En la sección 12.14.2.3 se requiere que las barras empalmadas
para resistir fuerzas de colectores, corte de diafragma o tensión
mediante empalmes por traslape sin contacto en elementos de
de flexión se desarrolle o empalme para fy en tensión.
flexión estén separadas, como máximo, a una distancia igual a
1/5 de la longitud del empalme requerida y 6 pulg., el valor que 6.4 Diseño de barras de refuerzo
sea menor. post-instaladas basado en
En la sección 12.15.1 se proporcionan los requisitos para los conceptos de longitud de
empalmes por traslape de tensión de clase A y B. Los empalmes desarrollo
de clase A (ℓd) pueden implementarse donde, al menos, se En la figura 43 se ofrece una comparación del desempeño
proporcione el doble del refuerzo requerido y la mitad (1/2) o de las barras de refuerzo pre-instaladas y post-instaladas
menos del refuerzo total esté empalmado dentro de la longitud resultante de pruebas de tensión realizadas en la Universidad de
del traslape requerida. En todos los otros casos, pueden Stuttgart. Para un recubrimiento de concreto pequeño (aprox.
implementarse empalmes de clase B (1.3 ℓd). 2 pulg.), las cargas de falla de barras de refuerzo pre-instaladas
En la sección 12.15.3 se requiere que las barras de tamaño y post-instaladas demuestran ser prácticamente idénticas,
diferente se empalmen a una longitud que no sea inferior a ℓd de lo que permite verificar que, para la falla de hendimiento, el
la barra más larga o a la longitud de empalme por traslape de comportamiento de las barras de refuerzo post-instaladas
tensión (1.3 ℓd) de la barra más pequeña. calificadas es igual al de las barras pre-instaladas in situ.
En el caso de recubrimientos de concreto más grandes, el
En la sección 21.5.2.3 se requiere que se proporcionen aros o un hendimiento no rige el comportamiento, sino que las barras fallan
refuerzo espiral a lo largo del empalme por traslape del refuerzo por extracción por deslizamiento. En tales casos, la fuerza de
de flexión en pórtico especiales a momento. No se puede realizar adherencia de una barra de refuerzo post-instalada puede ser
empalmes dentro de las uniones, dentro de una distancia igual al significativamente mayor que la de una barra de refuerzo pre-
doble de la profundidad del elemento desde la cara de la unión instalada, según el adhesivo que se use.
y cuando el análisis indique que los desplazamientos laterales
inelásticos del marco causan fluencia de flexión.
Recubrimiento
Esfuerzo de adherencia media [N/mm2]
14
de concreto grande
En la sección 21.7.5.2(a) se requiere que la longitud de desarrollo
de las barras rectas #3 a #11 en tensión en pórticos especiales 12
a momento se considere de la siguiente manera (elevación 10

pequeña, aplicable a las barras post-instaladas):
8
fydb 6
ℓd = ________ [9] db = 20 mm (#6)
( 26 √f′c ) 4 hef = 200 mm (7.8 in)
f'c ~ 3000 psi
Recubrimiento de concreto c = 50 mm
2
Barra pre-instalada in situ
En la sección 21.7.5.3 se requiere que las barras rectas Barra post-instalada
0
terminadas en una unión atraviesen el núcleo confinado de una 0 2 4 6 8 10
columna o elemento de contorno y que cualquier parte de ℓd que Desplazamiento [mm]
no esté dentro del núcleo se aumente un 160%. Figura 43: Comparación de las tensiones de adherencia
como una función de la distancia a los bordes16
16 S
pieth, H., tesis doctoral “Structural Behavior and Design of Bonded Reinforcing Bars” (Comportamiento estructural y diseño de barras de refuerzo adherentes), Universidad de
Stuttgart [20].


Además, el desempeño de carga-deslizamiento de las barras de En la figura 45 se muestran los valores de tensión de adherencia
refuerzo post-instaladas instaladas con un sistema calificado es equivalentes (uniformes) correspondientes a las longitudes de
similar al de las barras de refuerzo pre-instaladas in situ. Por lo desarrollo determinadas de acuerdo con ACI 318-11:
tanto, las disposiciones de diseño para las barras de refuerzo
Tamaño de Resistencia a la compresión del concreto (psi)
pre-instaladas en tensión también pueden extenderse a las
la barra 3000 4000 5000 6000 7000 8000
barras de refuerzo post-instaladas calificadas.
≤ #6 570 658 735 806 870 930
La ecuación (12-1) de ACI 318-11 para barras deformadas en ≥ #7 456 527 589 645 697 745
tensión puede reformularse en términos de una ecuación de
Figura 45: Esfuerzos de adherencia (psi) equivalentes para
tensión de adherencia equivalente de la siguiente manera:
barras desarrolladas según la sección 12.2.3 de ACI 318-11
Asfy = τbondπdbℓd [10] en concreto de peso normal con (cb + Ktr)/db = 2.5
donde τbond es el esfuerzo de adherencia equivalente En ausencia de refuerzo de confinamiento, el término
Al sustituir As = πdb /4, la siguiente expresión para la adherencia
2 confinamiento alcanza el valor limitante cuando la proporción
se puede derivar de la ecuación de la longitud de desarrollo de cb a db es igual a 2.5. En teoría, la longitud de desarrollo de
indicada en la sección 12.2.3: una barra de refuerzo con cubierta igual o superior a 2.5db ya no
es afectada por el hendimiento. Dado que las consideraciones
prácticas, a menudo, determinan distancias a los bordes
τbond = 3.33λ √f′c ( c_______
+K
b
b
)
tr
( 1
_______
d ψ ψ ψ
t
) (lb, pulg.) [11]
e s
para barras de refuerzo post-instaladas superiores a 2.5db, la
presencia del refuerzo transversal no suele ser un factor para
Para las barras de refuerzo post-instaladas, el factor de determinar la longitud de desarrollo.
modificación de “barra superior”, ψt, que representa los defectos
asociados con la colocación del concreto, puede tomarse como 6.5 Enfoques alternativos para
unidad. establecer el empotramiento
de las barras
Tenga en cuenta que el código de ACI limita la medida en que
las tensiones de adherencia en el concreto pueden usarse Las disposiciones del código de ACI sobre longitud de desarrollo
mediante un límite de 2.5 sobre el valor del cociente (cb + Ktr)/ parten del supuesto de que las barras pueden colocarse muy
db en la ecuación de la longitud de desarrollo incluida en la seguidas unas de otras y a la profundidad de recubrimiento
sección 12.2.3. En la figura 44 se ofrece una representación desde la superficie de concreto.
esquemática de este límite, en el cual, para barras ubicadas
La reducción limitada en la longitud de desarrollo se contempla
lejos de los bordes, se supone que el hendimiento ya no rige el
para las barras colocadas a una distancia de los bordes igual o
comportamiento en condición de carga última. Los adhesivos
superior a 2.5db, dado que se supone que, en el caso de estas
para anclaje de Hilti pueden generar tensiones de adherencia
barras, prima la extracción por deslizamiento (en contraposición
que superan este límite en gran medida; sin embargo, las
al hendimiento). El aumento de la distancia a los bordes debería
consideraciones de funcionamiento y compatibilidad de esfuerzo,
permitir una mayor reducción de la longitud de desarrollo; sin
con frecuencia, imponen el uso de empotramientos más
embargo, las barras que están colocadas muy seguidas y que
conservadores con el código.
transportan mayores tensiones de adherencia podrían generar
una falla de arrancamiento del concreto, que es un modo de falla
Esfuerzo de adherencia disponible
Fuerza de adherencia que no está anticipado en la fórmula de la longitud de desarrollo.

τbond [N/mm2]
del adhesivo totalmente

Extensión para barras usada (depende
postinstaladas con del producto) No obstante, cuando las barras de refuerzo post-instaladas
cubierta grande no se traslapan con el refuerzo existente y están instaladas
(depende del
producto) suficientemente lejos de los bordes, puede ser apropiado emplear
otros métodos de diseño, según se describe en las siguientes
secciones.
3 .5 Límite real de la 6.5.1 Diseño de barras de refuerzo
3 .0 adherencia según
la sección 12 .2 post-instaladas mediante
2 .5 de ACI 318-11 conceptos de diseño de
0
0 1 .0 2 .5 anclaje17
Distancia a los bordes como una función del diámetro de la barra [cd/db] El uso de conceptos de diseño de anclaje para determinar el
empotramiento de barras de refuerzo post-instaladas se analiza
Figura 44: Límite real en la tensión de adherencia en diversas publicaciones y es apropiado para los sistemas
que también fueron calificados conforme a las disposiciones
de calificación de anclaje (p. ej., ACI 355.4, AC308). El uso de
conceptos de diseño de anclaje es relativamente sencillo, pero se
17 Charney, F., et al., “Recommended Procedures for Development and Splicing of Post-installed Bonded Reinforcing Bars in Concrete Structures” (Procedimientos recomendados para el
desarrollo y empalme de barras de refuerzo adherentes post-instaladas en estructuras de concreto), ACI Structural Journal [4].


requieren supuestos adecuados con respecto al empotramiento. La resistencia nominal del acero en tensión, Nsa, de un solo
Por ejemplo, ¿es preciso lograr la fluencia de la barra? De ser elemento de anclaje (p. ej., varilla roscada o barra de refuerzo)
ese el caso, ¿debería aplicarse exceso de resistencia al esfuerzo se determina según la ecuación (D-2) de ACI 318-11 como
nominal de fluencia de la barra? Las respuestas a estas y a otras el producto del área de tensión de tracción del elemento de
preguntas dependen de la situación. anclaje y la resistencia última nominal del elemento de anclaje.
En ACI 318 se indica que la resistencia última se usa porque
Este enfoque puede subdividirse en dos categorías:
muchos elementos de anclaje no tienen mesetas de fluencia
Categoría 1: Barras instaladas lejos de los bordes en la cara bien definidas. Por ende, se impone un límite de 1.9fy en el valor
de paredes, losas y cimentaciones. En este caso, se supone de la tensión última nominal que puede usarse en la ecuación
que las barras de refuerzo post-instaladas están ubicadas (D-2) para evitar la fluencia del elemento de anclaje en niveles
suficientemente lejos de los bordes para impedir la falla de de carga de servicio. En el caso de las barras de refuerzo post-
hendimiento. Del mismo modo, se supone que las condiciones instaladas, la resistencia nominal a la fluencia generalmente no
de los bordes no afectan la resistencia a la adherencia y la está bien controlada. En general, las resistencias a la fluencia
resistencia al arrancamiento del concreto. pueden superar los valores especificados en un 25%. Las barras
de grado 60 según ASTM A706 se controlan de tal modo que la
Categoría 2: Barras instaladas lejos de los bordes pero que aún
fluencia probada real no pueda ser superior a 78 ksi y la última
pueden ser afectadas por la distancia a los bordes cuando se
probada no pueda ser inferior a 125% de la fluencia real.18
determina la resistencia al arrancamiento del concreto. El uso
de conceptos de diseño de anclaje sigue siendo posible en tales Conforme a D.5.2.1 de ACI 318-11, la resistencia nominal al
casos, pero se complica debido a la cercanía a los bordes y arrancamiento del concreto en tensión de anclajes con cabeza se
requiere iteración para encontrar una solución óptima. obtiene de la siguiente manera:
En ACI 318-11 se especifica que la resistencia del diseño para

anclajes adhesivos en tensión se tome como el mínimo valor ANc
Ncbg = ____ ψed,Nψec,Nψc,Nψcp,N [ kc λa √f′ (hef)1.5 ] (lb, pulg.) [12]
de la fuerza de adherencia, la resistencia al arrancamiento del ANco c
concreto y la resistencia del acero, según se determine para

un diámetro de barra y una longitud de anclaje (profundidad de
donde
empotramiento) dados, e incluidos los factores de reducción
de la resistencia pertinentes. De manera significativa, ACI limita ANco 9(hef)2
el modelo de adherencia uniforme que es la base para las
ANc Área proyectada del cuerpo de arrancamiento teórico en
disposiciones sobre diseño a profundidades de empotramiento
función de una separación esencial del anclaje de 3hef y
de entre 4 y 20 diámetros de anclaje. Más allá de los
una distancia a los bordes del anclaje de 1.5hef
20 diámetros, la no linealidad de la distribución del esfuerzo de
adherencia puede conllevar una reducción en el esfuerzo de ψed,N Factor que representa los anclajes cercanos a los
adherencia aprovechable en caso de falla que debe evaluarse bordes y que refleja el estado de esfuerzo alterado que
desde un punto de vista de ingeniería. causa la presencia de un borde
120 120
100 100
80 80
Barra #3 Barra #5
Tensión [ksi]
Tensión [ksi]
60 60
40 40
20 20
0 0
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
Deformación [in/in] Deformación [in/in]
Figura 46: Curvas de tensión-deformación para barras de refuerzo #3 y #5 de grado 60 según ASTM A70619

18 Norma A706/A706M de ASTM, 2014, “Standard Specification for Deformed and Plain Low-Alloy Steel Bars for Concrete Reinforcement” (Especificación estándar de barras de acero de
baja aleación planas y deformadas para refuerzo de concreto), ASTM International, West Conshohocken, Pensilvania, 2003, DOI: 10.1520/A0706_A0706M, www.astm.org.
19 Publicación n.º FHWA-HIF-13-038, “Laboratory Tests of Column-to-Drilled Shaft Socket Connections” (Pruebas de laboratorio de conexiones de columna a rangua perforada),
Administración Federal de Autopistas, junio de 2013, p. 11.


ψec,N Factor que representa grupos cargados de manera barras colocadas con una cubierta mayor o provistas de un
excéntrica refuerzo transversal estás regidas por la falla de extracción por
deslizamiento; sin embargo, cabe destacar que un aumento
ψc,N Factor de aumento que representa el concreto no
en el recubrimiento o el refuerzo transversal (más allá del que
fisurado
se supone que asegura un comportamiento de extracción por
ψcp,N Factor que representa las tensiones circunferenciales de deslizamiento) probablemente no aumente la capacidad de
hendimiento anclaje. Tenga en cuenta que en ningún caso se anticipa el
arrancamiento del concreto, independientemente de la densidad
λa Factor de ajuste del concreto liviano
de las barras colocadas en un volumen de concreto específico.
Factor de eficacia para arrancamiento del concreto
kc Probablemente, este supuesto está basado en esfuerzo de
(valor característico, concreto fisurado); para anclajes adherencia relativamente bajas asociadas con la ecuación de
adhesivos, este valor se determina mediante pruebas la longitud de desarrollo (consulte la figura 45). Para las barras
según ACI 355.4. de refuerzo post-instaladas diseñadas de acuerdo con la teoría
de anclajes, sin embargo, se usa el esfuerzo de adherencia del
hef Profundidad efectiva del empotramiento
adhesivo probada total, por lo que se requiere la evaluación de la
En forma similar, según D.5.5.1 de ACI 318-11, la fuerza de capacidad de adherencia y la capacidad de arrancamiento según
adherencia característica, Nag, de los anclajes adhesivos en ACI 318.
concreto fisurado se determina de la siguiente manera:
Las barras de refuerzo post-instaladas pueden diseñarse
reformulando las expresiones de arrancamiento del concreto y
ANa esfuerzo de adherencia detalladas en ACI 318 como ecuaciones
Nag = ____ ψed,Naψec,Naψcp,Na ( τcr λa  da hef ) (lb, pulg.) [13] de longitud de desarrollo; es decir, equiparando la resistencia
ANao asociada con la falla de concreto o la falla de adherencia con la
resistencia a la fluencia de la barra empotrada y resolviendo por
donde el empotramiento. Esto puede ser particularmente útil cuando
ANca = (2cNa)2 el recubrimiento (distancia a los bordes) es grande pero la
profundidad del empotramiento es limitada, como el desarrollo de
ANa rea de influencia proyectada en función de la distancia
Á barras en la cara de una pared.
crítica a los bordes del anclaje, cNa
τuncr Nota: si desea información adicional sobre este enfoque,
cNa = 10da ______ (lb, in)
1100 consulte Charney, et al., “Recommended Procedures for
Development and Splicing of Post-installed Bonded Reinforcing
τcr Esfuerzo de adherencia característica en concreto Bars in Concrete Structures” (Procedimientos recomendados
fisurado según la evaluación realizada conforme a para el desarrollo y empalme de barras de refuerzo adherentes
ACI 355.4 post-instaladas en estructuras de concreto), ACI Structural
Journal, vol. 110, n.º 3, mayo-junio de 2013 [4].
τuncr Esfuerzo de adherencia característica en concreto
no fisurado según la evaluación realizada conforme a Según Charney et al., cuando una sola barra de refuerzo post-
ACI 355.4 instalada se instala en concreto de peso normal lejos de los
bordes de tal modo que la distancia a los bordes no afecta la
da Diámetro del elemento de anclaje (varilla roscada, barra resistencia al arrancamiento del concreto, el empotramiento
de refuerzo) asociado con el arrancamiento del concreto necesario para lograr
Otros términos son análogos a la expresión para el arrancamiento fluencia en la barra de refuerzo empotrada puede expresarse de
del concreto. la siguiente manera:
Los factores de reducción de la resistencia (ϕ) dados en D.4

( )
2/3
Ab fy
se aplican a los valores nominales de esfuerzo de adherencia, ℓd,breakout = 1.2 ______ (lb, pulg.) [14]
la resistencia al arrancamiento del concreto y la resistencia del kc √f′c
acero, y el valor mínimo se compara con la carga mayorada del En forma similar, cuando una sola barra de refuerzo post-
diseño Nua. De acuerdo con la sección D.4.1.2 para anclajes instalada se instala lejos de los bordes, el empotramiento
adhesivos sujetos a cargas de tensión sostenidas, se realizan controlado mediante adherencia necesario para lograr fluencia en
controles de diseño adicionales. Cuando se usan anclajes en la barra de refuerzo empotrada puede expresarse de la siguiente
estructuras asignadas a las categorías de diseño sísmico C, manera:
D, E o F, el comportamiento de los anclajes debe satisfacer los
requisitos adicionales detallados en D.3.3. 0,3 db fy
ℓd,bond = _______ (lb, pulg.) [15]
τcr
Según R12.2 de ACI 318-11, el hendimiento rige el
comportamiento de las barras de refuerzo post-instaladas La longitud de desarrollo del diseño para este caso en particular
colocadas en un nivel de recubrimiento mínimo sin refuerzo puede tomarse como el valor mayor de ℓd,breakout y ℓd,bond, es decir,
transversal u otro tipo de refuerzo de confinamiento. Las
ℓd = Iℓd,breakout ; ℓd,bond I (pulg.) [16]


Los supuestos específicos usados para la aplicación de la teoría 6.5.2 Uso de confinamiento para
de anclajes al desarrollo de la barra (p. ej., valores de esfuerzo
aumentar la eficacia de la
de adherencia y fluencia de la barra) son una cuestión de criterio
adherencia
de ingeniería y, en parte, dependerán de las circunstancias
específicas del diseño. En el caso de grupos de barras y de Como se muestra en la figura 45, los esfuerzos de adherencia
barras cerca de los bordes, obviamente, este enfoque se torna asociadas con las longitudes de desarrollo típicas son bajas
más complejo, pero puede resolverse mediante la inclusión de en comparación con los esfuerzos de adherencia que pueden
los ajustes necesarios de separación y distancia a los bordes lograrse con adhesivos post-instalados (compare, p. ej., con
detallados en ACI 318-11, Apéndice D. la figura 39). El término asociado con confinamiento en la
ecuación (12-2) de ACI 318-11 es:
Nota: en D.4.2.3 de ACI 318-11 se indica que para los
( )
anclajes adhesivos con profundidades de empotramiento
40 At
4da ≤ hef ≤ 20da, los requisitos de esfuerzo de adherencia se cb + ______
considerarán satisfechos mediante el procedimiento de diseño s‧n
_____________ ≤ 2.5 (lb, pulg.) [17]
de D.5.5. Este requisito reconoce los límites del modelo de db
adherencia uniforme adoptado por ACI. En algunos casos,
puede ser justificable especificar un empotramiento superior
donde
a 20 diámetros de barra a fin de garantizar el margen de
seguridad deseado. Comuníquese con Hilti para obtener más cb factor que representa el valor menor de las siguientes
información. opciones: el recubrimiento lateral, el recubrimiento
sobre la barra medida a la línea central de la barra o la
Ejemplo: barras corrugadas en corte (compare con el ejemplo
mitad de la separación de centro a centro de las barras
provisto en 2.6.1)
(pulg.)
Requisito: determinar el empotramiento requirido para barras
Atr área del refuerzo transversal real para evitar el
de refuerzo post-instaladas usadas para conectar una pared
hendimiento (pulg.2)
de corte de concreto proyectado de 10 pulg. (250 mm) de
espesor nueva (colocada en forma neumática) a una pared de s separación de las barras transversales (pulg.)
concreto existente (figura 9). Las barras son #5 colocadas a
n cantidad de barras empalmadas o desarrolladas a lo
24 pulg. x 24 pulg. (610 X 610 mm) sobre la cara de la pared.
largo de la línea de hendimiento (pulg.)
La pared de corte existente tiene 12 pulg. (300 mm) de espesor
y es de concreto de peso normal de 4 ksi (28 MPa). En función El límite de 2.5 detallado en la sección 12.2.3 con relación al
de una evaluación según AC308, el esfuerzo de adherencia, τcr, término de confinamiento refleja el supuesto relativamente
del adhesivo es 1090 psi y el valor de kc es 17. El esfuerzo de conservador en torno a la eficacia del confinamiento para eliminar
adherencia del adhesivo en concreto fisurado, τuncr, es 1560 psi. las fallas de hendimiento y extracción por deslizamiento. La
investigación patrocinada por Hilti [17] indica que, para adhesivos
Suponga que la separación es suficiente para usar expresiones
específicos, el límite relacionado con este término puede
simplificadas para el desarrollo de barras según la aplicación de
aumentar casi un 100%, a 4.5. Las condiciones específicas
la teoría de anclajes de acuerdo con Charney, et al.
en las que puede realizarse este ajuste están detalladas en
la bibliografía. Además, las pruebas de columnas cargadas
( )
2/3
0.31 x 60000
ℓd,breakout = 1.2 ____________ = 8 pulg. (203 mm) lateralmente y ancladas con barras post-instaladas han
17 √4000
demostrado que el efecto del confinamiento provisto por la zarpa
de compresión de la columna ciertamente puede usarse para
0.3 x 0.625 x 60000
ℓd,bond = __________________ = 10.3 pulg. (261 mm) reducir la longitud de desarrollo requerida para estos casos [12].
1090
6.5.3 Modelos de puntal y tirante
Verifique el supuesto de separación para el arrancamiento del
concreto: El Apéndice A de ACI 318-11 incluye procedimientos para el
3 x 8 = 24 pulg. ≤ 24 pulg. (610 mm) : aceptable desarrollo de modelos de bielas y tirantes para diseñar elementos
o estructuras de concreto que contengan regiones D (un área
Verifique el supuesto de separación para la falla de adherencia:
alrededor de una fuerza o discontinuidad geométrica). Este
enfoque es especialmente adecuado para el diseño de barras
1560
2cNa = 20 x 0,625 _____ = 15 in (381 mm) ≤ 24 in (610 mm) de refuerzo post-instaladas en el que la barra se instala en forma
1100
acceptable perpendicular al refuerzo principal del elemento de concreto
Use barras con ganchos #5 empotradas 10-1/2 pulgadas existente. La estructura se divide en regiones B y D.
(270 mm) = 16.8 diámetros de barra < 20 (límite del modelo de Las regiones B son partes de una estructura en la que se aplica
adherencia uniforme según D.4.2.3 de ACI 318-11). la hipótesis de Bernoulli de distribución linear de esfuerzos. El
estado de tensión interna de las regiones B puede derivarse
fácilmente de las fuerzas seccionales y la región puede diseñarse
en función de la teoría clásica de vigas.


Las regiones D son partes de una estructura con una variación Los nodos están representados por zonas nodales extendidas,
compleja en la deformación. Incluye porciones con cambios casi que, a su vez, se clasifican según el sentido y la orientación de
abruptos en geometría (discontinuidades geométricas) o fuerza la intersección de tirantes y bielas (figura 49). La evaluación y el
concentradas (discontinuidades estadísticas). Se supone que las modelado adecuados de las zonas nodales extendidas requieren
regiones D se extienden a una distancia h de la discontinuidad un entendimiento minucioso de los límites del enfoque de
geométrica o fuerza (consulte la figura 47). modelos de bielas y tirantes.
La mayoría de los problemas relacionados con barras de refuerzo

post-instaladas puede expresarse con cierta variante de un
nodo C-C-T, como se muestra en la figura 50.
h Región D Región B Región D Región B Región D
h 2h h
Tirante de la columna
Figura 47: Regiones B y D idealizadas en una viga de Barra de refuerzo

postinstalada
concreto
El diseño de las regiones D es complejo y requiere un

entendimiento claro del flujo de fuerzas. En el modelado de Longitud de adherencia
puntal y tirante, el estado complejo de las fuerzas internas se efectiva
idealiza como una armadura. Los elementos de compresión

(puntal) y tensión (tirante) se identifican en la región. Los puntos Biela de compresión
de equilibrio donde los puntales, los tirantes y las fuerzas

concentradas se intersectan se denominan nodos (figura 48).
Figura 49: Modelo de bielas y tirantes para una conexión de

barras de refuerzo post-instaladas
Tirante
Puntal
Nodo
Figura 50: Zona nodal extendida
Nota: encontrará una descripción detallada del modelado

de bielas y tirantes de una conexión de barras de refuerzo
post-instaladas en una unión de columna-cimentación sujeta
a momento de volteo en Hamad, B., et al., “Evaluation of
Bond Strength of Bonded-In or Post-Installed Reinforcement”
Figura 48: Modelo de bielas y tirantes de una ménsula (Evaluación de la fuerza de adherencia de un refuerzo post-
instalado o instalado con adhesivo), ACI Structural Journal,
vol. 103, n.º 2, pp. 207-218 [8]. En Kupfer, et al. se describe
una verificación experimental adicional de esta conexión [11].


Ejemplo: Barras de inicio para columna (compare con el Nota: es posible que se requieran verificaciones adicionales
ejemplo provisto en 2.6.4) de la adecuación del modelo. Para obtener más información,
consulte Hamad, B., et al. “Evaluation of Bond Strength of
Requisito: establece el empotramiento requirido para barras de
Bonded-In or Post-Installed Reinforcement” (Evaluación de la
inicio post-instaladas para una columna nueva que será colada fuerza de adherencia de un refuerzo post-instalado o instalado con
en una viga de cimentación existente de 15 pulg. (380 mm) de adhesivo), ACI Structural Journal, vol. 103, n.º 2, pp. 207-218 [8].
ancho por 30 pulg. (760 mm) de profundidad con concreto de
4 ksi (28 MPa) y refuerzo de grado 60 según A615. La columna 6.6 Diseño de barras corrugadas
nueva será cuadrada, de 15 x 15 pulg. (380 mm x 380 mm), con en corte
barras para columna #7 de grado 60 según ASTM A615 (consulte
Según la teoría de corte-fricción adoptada en ACI 318, las
la figura 17). La columna debe resistir el momento y el corte
barras de refuerzo post-instaladas que atraviesan un plano de
resultante de cargas de viento.
corte sirven para sujetar juntas las dos caras de la de interfaz
de corte, lo que permite que la transferencia de corte mediante
fricción actúe sobre el área de la superficie de la interfaz. Si
bien, a menudo, se hace referencia a ellas como espigos, las
barras de refuerzo post-instaladas que atraviesan una interfaz de
corte supuestamente no resisten las fuerzas de corte mediante
acción de la barra; el mecanismo de corte-fricción supone que el
refuerzo actúa solo en tensión.
d1 T
N
θ ws σso - σSN
EQ
z1R ℓst
EQ Ns=T/sinθ
s σc
z0 σc
db
θ
σso - σSN N
Ac
Detalle
Figura 51: Modelo de bielas y tirantes para la conexión de Figura 52: Principales mecanismos de transferencia de corte
una columna a una viga de grado de cimentación a lo largo de la interfaz de concreto reforzado: acción de la
barra y trabazón de los agregados, de [21].
Determine la longitud de adherencia en función de la geometría
de la biela de compresión necesaria para desarrollar la barra Sin embargo, el trabajo reciente de Palieraki, et al. [16] ha
(consulte la figura 51): demostrado que las resistencia estática y la resistencia cíclica de
la interfaz de corte-fricción puede describirse con precisión como
Ns = _____T
sin θ la suma de los mecanismos de fricción y acción de la barra.
Este enfoque también permite determinar la transferencia de la
fuerza de corte para profundidades de empotramiento de barra
T = ϕ ‧ As ‧ fy = 0.9 x 2 x 0.60 x 60000 = 64800 lb
reducidas.
fce = 0.85 x βs x f'c = 0.85 x 0.6 x 4000 = 2040 psi
Sección A.3.2 de ACI 318-11 Hofbeck et al., 1969
Mattock y Hawkins, 1972
ϕc = 0.65 Vesa, 1978
Milard y Johnson, 1985
Suponga un ángulo de biela θ de 60°: Bass et al., 1989
Li et al., 1995
Papanicolaous y Triantafillou, 2002
Ns 64800
ws = __________ = ________________________
Kann y Mitchell, 2002
= 3.8
t x ϕc x fce 15 x 0.65 x 2040 x sin 600 Harries et al., 2012
Palieraki y Vintzileou, 2007-2011
Ws
ℓst = ______ = 7.5 pulg.
cos600
ℓ ℓ 7.5 Tu, calculado (N/mm2)

ℓd = Z0 + ___ st
= Z1R x tan θ + ___ st
≈ 12 x tan 60 + ____ = 25 pulg.
2 2 2
Figura 53: Predicción del corte de la interfaz estática trazada

= (640 mm) en relación con los resultados de prueba.


La siguiente fórmula del método de diseño de corte de la interfaz Acción de la barra:
propuesto por Palieraki [14] es una simplificación basada en
supuestos conservadores. Consta de la suma de los efectos 1.3 ‧ n ‧ db2 √f′c ‧ fy
τd = __________________ (lb, pulg.) [20]
de fricción y acción de la barra (consulte la ecuación (18)) con Ac
modificación de los términos que representan la rugosidad de la
donde
superficie, el grado y la cantidad de refuerzo, el empotramiento
del refuerzo y el esfuerzo de adherencia y el tipo de carga (es db = diámetro del refuerzo de la barra de la interfaz (pulg.)
decir, estática en contraposición a cíclica). Como se muestra
n = cantidad de barras que atraviesan la interfaz
en la figura 53, el enfoque propuesto por Palieraki ofrece total
acuerdo con una amplia base de datos de resultados de prueba. Ac = á
rea de la interfaz atravesada transversalmente por n
barras (pulg.2)
Vn = Ac (βf ‧ τf + βd ‧ τd) [18]
Los factores de contribución se establecieron experimentalmente
donde de la siguiente manera:
Vn = resistencia nominal al corte de la interfaz (lb) Factor de contribución de fricción, βf, para cargas de corte no
τf = contribución nominal al corte de la interfaz resultante de la cíclicas en toda la interfaz:
fricción (lb/pulg.2)
Rugosidad de la superficie βf
τd = contribución nominal al corte de la interfaz resultante de la
acción de la barra (lb/pulg.2) llaves de corte o donde fext ≥ + 0.1 f'c 0.8
βf = factor de contribución para la fricción rugosa mecánicamente (amplitud de 1/4 pulg.) 0.6
βd = factor de contribución para la acción de la barra no rugosa 0.4

Ac = área superficial de la interfaz (pulg. ) 2
no rugosa, superficie compuesta de acero (muy lisa) 0.2
Fricción: Factor de contribución de fricción, βf, para cargas de corte
cíclicas (sísmicas) en toda la interfaz = 0,2.
τf = 0.33 [ (f'c) ‧ ( fc,vf + fext.) ]
2 1/3
(lb, pulg.) [19]
Factor de contribución de acción de la barra, βd, para cargas de
donde
corte no cíclicas en toda la interfaz:
fc,vf = tensión de compresión sobre la interfaz debido a la acción
del refuerzo de la barra Empotramiento de la barra βd
fy ‧ Avf ℓe > 8db 0.75
= ______ para barras totalmente empotradas (es decir,
Ac barras empotradas ℓ (lb, pulg.) ℓe ≤ 8db 0.5
d
5 ‧ fbu ‧ ℓe ‧Avf Para el corte cíclico, use ℓe ≥ 12db y βd = 0.75.

= ____________ para barras empotradas menos de ℓe
db ‧ Ac Ejemplo: barras corrugadas (compare con los ejemplos
(lb, pulg.)
provistos en 2.6.1 y 6.5.1)
fext. = esfuerzo uniforme sobre la interfaz debido a una fuerza
normal aplicada externamente (positiva para compresión, Requisito: determinar el empotramiento requerido para barras
negativa para tensión) (lb/pulg.2) de refuerzo post-instaladas usadas para conectar una pared
de corte de concreto proyectado de 8 pulg. (203 mm) de
fbu = esfuerzo de adherencia asociada con la barra post- espesor nueva (colocada en forma neumática) a una pared de
instalada (lb/pulg.2) concreto existente (figura 9). Las barras son #5 colocadas a
ℓe = longitud del empotramiento de la barra (pulg.) 12 pulg. x 16 pulg. (305 mm x 406 mm) sobre la cara de la pared.
La pared de corte existente tiene 10 pulg. (254 mm) de espesor
Avf = área del refuerzo de la barra de la interfaz (pulg.2) y es de concreto de peso normal de 4 ksi (28 MPa). Pruebe con
fy = esfuerzo de fluencia del refuerzo de la barra de la interfaz barras empotradas el mínimo de 12 diámetros (corte cíclico).
(lb/pulg.2) vu = 9 ksf = 63 lb / pulg.2
f'c = resistencia a la compresión uniaxial del concreto Ac = 12 ‧ 16 = 192 pulg.2
(lb/pulg.2)
fbu = 1.090 lb/pulg.2 (fuerza de adherencia característica en
concreto fisurado según ACI 355.4)


Vn = Ac (βf ‧ τf + βd ‧ τd)
5 ‧ fbu ‧ ℓe ‧ Avf 5 ‧ 1090 ‧12 (0.625) ‧ 0.31

fc,vf = _____________ = _______________________ = 106 lb / pulg.2
db ‧ Ac 0.625 ‧ 192
fext. = 0
τf = 0.33 [(f′c)2 ‧ (fc,vf + fext)]1/3
τf = 0.33 [(4000)2 ‧ (106 + 0)]1/3 = 394 lb / pulg.2
1.3 ‧ n ‧ db2 √f′c ‧ fy

τd = _________________
Ac
1.3 ‧ 1 ‧ (0.625)2 √4000 ‧ 60000

τd = ____________________________ = 41 lb/pulg.2
192
Vn = Ac (βf ‧ τf + βd ‧ τd) = 192 (0.2 ‧ 394 + 0.75 ‧ 41) = 21030 lb
0.75 ‧21030
ϕvn = ___________ = 82 lb/pulg.2 > 63 : aceptable
192
Use barras con ganchos #5 empotradas 7-1/2 pulg. (190 mm)

(12db).

7 ¿Qué más es preciso saber?

7.1 Cargas sostenidas, etc. 7.4 Corrosión
Las cargas de tensión sostenida de anclajes adhesivos se han El concreto es un material naturalmente alcalino y, en condiciones
asociado con una fluencia excesiva en ciertas aplicaciones de normales, la corrosión del refuerzo empotrado se evita mediante
anclaje. En el caso de las aplicaciones de barras de refuerzo la pasivación de superficie de la barra. Sin embargo, cuando el
post-instaladas, es preciso determinar con criterio si se requieren concreto es sometido a carbonatación, la disminución del pH
precauciones adicionales para las aplicaciones de cargas de puede generar una corrosión incipiente. Además, si el concreto
tensión sostenida. En ciertos casos específicos, p. ej., cuando se contamina con cloruros, se observan velocidades de corrosión
una cantidad pequeña de barras está sujeta a tensión directa más rápidas (corrosión por picadura).
como resultado de cargas muertas, puede ser adecuado usar la
La calificación de los sistemas adhesivos para aplicaciones de
verificación del esfuerzo de adherencia reducida que se indica
barras de refuerzo post-instaladas incluye una prueba específica
en la sección D.4.1.2 de ACI 318-11. Además, deben adoptarse
para determinar la susceptibilidad del sistema a la corrosión
las reducciones del esfuerzo de adherencia para temperatura
de las barras a largo plazo. Las barras instaladas con sistemas
del concreto, presencia de agua (p. ej., concreto saturado) e
calificados deberían exhibir velocidades de corrosión similares
instalación en concreto liviano, según corresponda.
a las barras pre-instaladas in situ en el mismo concreto. Es
7.2 Fatiga importante que el adhesivo que rodea la barra esté relativamente
libre de vacíos de aire para minimizar la corrosión. Por lo tanto,
La carga de fatiga de ciclo elevado no está específicamente
la calidad de la instalación es importante para garantizar la
contemplada en los requisitos de calificación incluidos en AC308.
resistencia a la corrosión y un esfuerzo alto de adherencia.
Cuando la carga de fatiga de ciclo elevado sea relevante para
Comuníquese con el personal técnico de Hilti para obtener
realizar una conexión con barras de refuerzo post-instaladas,
asesoramiento adicional sobre este tema.
comuníquese con el personal técnico de Hilti para obtener
asesoramiento adicional.
7.3 Incendio
Las temperaturas altas afectan a los adhesivos orgánicos. Para
las conexiones de barras de refuerzo post-instaladas que son
parte de un ensamblaje con nivel de resistencia al fuego (piso,
techo, etc.), es importante evaluar la resistencia de la conexión
mediante datos de prueba para determinar la reducción del
esfuerzo de adherencia en función de tiempo asociada con
geometrías típicas y protocolos de carga de tiempo-temperatura.
Comuníquese con el personal técnico de Hilti para obtener
asesoramiento adicional sobre este tema.

8 Información de referencia útil

8.1 Barras de refuerzo estándar según ASTM
Propiedades
Parámetros de instalación 2
de la barra 1
Tamaño de la
Volumen del adhesivo por pulgada de
barra
Diámetro nominal Peso nominal Diámetro de la empotramiento 4
Área nominal [in ] 2
[in] [lb/ft] broca 3 [in]
[in3] [oz fl]
#3 0.375 0.11 0.376 1/2 0.110 0.061
#4 0.500 0.20 0.668 5/8 0.146 0.081
#5 0.625 0.31 1.043 3/4 0.176 0.098
#6 0.750 0.44 1.502 7/8 0.218 0.121
#7 0.875 0.60 2.044 1 0.252 0.140
#8 1.000 0.79 2.670 1-1/8 0.299 0.166
#9 1.128 1.00 3.400 1-3/8 0.601 0.333
#10 1.270 1.27 4.303 1-1/2 0.659 0.365
1 Fuente: Apéndice E de ACI 318-11.
2 Consulte la Guía técnica de productos de Hilti para obtener más información.
3 Los valores que se muestran son típicos. Consulte las Instrucciones de uso de Hilti.
4 No se incluye el desperdicio.
Dimensiones nominales 2
Peso nominal
Tamaño de la barra 1
[kg/m]
Diámetro [mm] Área [mm²] Perímetro [mm]
10 0.560 9.5 71 29.9
13 0.994 12.7 129 39.9
16 1.552 15.9 199 49.9
19 2.235 19.1 284 59.8
22 3.042 22.2 387 69.8
25 3.973 25.4 510 79.8
29 5.060 28.7 645 90.0
32 6.404 32.3 819 101.3
36 7.907 35.8 1006 112.5
43 11.38 43.0 1452 135.1
57 20.24 57.3 2581 180.0
1. Tamano de las barras aproxima el diametro de la barra en milimetros.
2. Las dimensiones nominales de una barra corrugada son aproximadas, se muestras aquellas equivales a una barra redonda simple, teniendo el mismo peso por metro que barra corrugada.
8.2 Grados comunes de acero de refuerzo
Resistencia a la Resistencia
Especificación fluencia mínima última mínima
especificada, fya especificada, futa
psi 40,000 60,000

Grado 40 según ASTM A615
(MPa) (276) (414)
psi 60,000 90,000
(MPa) (414) (620)
psi 60,000 80,000
(MPa) (414) (550)
psi 400 540
Grado 400 según CAN/CSA-G30
(MPa) (78,300) (58,000)

8 Información de referencia útil

8.3 Longitud de desarrollo de tensión y longitud de empalme por
traslape calculadas para barras de refuerzo de grado 60 en
paredes, losas y cimientos según ACI 318-11 con (cb+Ktr)/db ≥ 2,5
1,2,3,4
Sistema 5 Resistencia a la compresión del concreto psi (MPa) 6
2500 (17.5) 3000 (21) 4000 (28) 6000 (42)

HIT RE 500 V3
HIT-HY 200-R
Tamaño de la
barra ℓd 1,3 ℓd ℓd 1,3 ℓd ℓd 1,3 ℓd ℓd 1,3 ℓd
pulg. pulg. pulg. pulg. pulg. pulg. pulg. pulg.
(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)
12 14 12 13 12 12 12 12
N.º 3 ● ¦
(305) (356) (305) (330) (305) (305) (305) (305)
14 19 13 17 12 15 12 12
N.º 4 ● ¦
(356) (483) (330) (432) (305) (381) (305) (305)
18 23 16 21 14 18 12 15
N.º 5 ● ¦
(457) (584) (406) (533) (356) (457) (305) (381)
22 28 20 26 17 22 14 18
N.º 6 ● ¦
(559) (711) (508) (660) (432) (559) (356) (457)
32 41 29 37 25 32 20 26
N.º 7 ● ¦
(813) (1041) (737) (940) (635) (813) (508) (660)
36 47 33 43 28 37 23 30
N.º 8 ● ¦
(914) (1194) (838) (1092) (711) (940) (584) (762)
41 53 37 48 32 42 26 34
N.º 9 ● ¦
(1041) (1346) (940) (1219) (813) (1067) (660) (864)
46 59 42 54 36 47 30 38
N.º 10 ● ¦
(1168) (1499) (1067) (1372) (914) (1194) (762) (965)
¦¦ Consulte las Instrucciones de uso (IFU, Instructions for Use) de Hilti para conocer el rango de aplicaciones recomendado.
● Adecuado para todos los empotramientos tabulados.
1 Valores calculados para (cb+Ktr)/db ≥ 2,5. Consulte la sección 12.2.2 de ACI 318-11.

2 ψt= 1,0 según Charney, F., et al., “Recommended Procedures for Development and Splicing of Post-installed Bonded Reinforcing Bars in Concrete Structures” (Procedimientos
recomendados para el desarrollo y empalme de barras de refuerzo adherentes post-instaladas en estructuras de concreto), ACI Structural Journal [4]. Consulte la sección 12.2.4 (a) de
ACI 318-11.
3 ψe = 1,0 para barras con un recubrimiento distinto de epoxi. Consulte la sección 12.2.4 (b) de ACI 318-11.
4 ψs = 0,8 para barras n.º 6 y más pequeñas; 1,0 para barras n.º 7 y más grandes. Consulte la sección 12.2.4 (c) de ACI 318-11.
5 Aplicable para orificios perforados con taladro percutor. Para orificios perforados con taladro de roca y taladro sacanúcleos, comuníquese con Hilti.
6 Los valores son para concreto de peso normal. Para concreto liviano de arena, multiplique por 1,18; para concreto totalmente liviano, multiplique por 1,33. Consulte la sección 8.6 de
ACI 318-11.

9 Referencias y sugerencias de lectura adicional

[1] CI (2003). “Committee 408: Bond and Development
A [12] M
ahrenholtz, C. y Eligehausen, R. (2014). “Numerical
of Straight Reinforcing Bars in Tension (ACI 408R-03)” Simulation of Column-to-Foundation Connections with
(Comité 408: Adherencia y desarrollo de barras de refuerzo Reduced Anchorage Lengths Loaded Monotonically
rectas en (ACI 408R-03)). Manual de práctica del concreto and Cyclically” (Simulación numérica de conexiones
de ACI, Instituto Americano del Concreto, Farmington Hills, de columna a cimentación con longitudes de anclaje
Míchigan. reducidas cargadas monotónica y cíclicamente), actas de
[2] CI (2011). “Committee 318: Building Code Requirements
A la X Conferencia Nacional Estadounidense sobre Ingeniería
for Structural Concrete (ACI 318-11) and Commentary” Sísmica, Instituto de Investigaciones en Ingeniería Sísmica,
(Comité 318: requisitos del código de construcción para Anchorage, Alaska.
concreto estructural (ACI 318-11) y observaciones), Instituto [13] O
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Americano del Concreto, Farmington Hills, Míchigan. of Anchored Bars: A Re-evaluation of Test Data on
[3] ppl, J. (2008). “Tragverhalten von Verbunddübeln unter
A Development Length and Splices” (La resistencia de las
Zugbelastung” (Comportamiento estructural de los barras ancladas: una reevaluación de los datos de prueba
anclajes adherentes con carga de tracción), tesis doctoral, sobre la longitud de desarrollo y los empalmes) Centro de
Universidad de Stuttgart (en Alemania). Investigación de Carreteras, Universidad de Texas, Austin,
Texas, pp. 94.
[4] harney, F., Pal, K., y Silva, J. (2013). “Recommended
C
Procedures for Development and Splicing of Post- [14] P
alieraki, V. (2014). “Seismic behavior of reinforced
installed Bonded Reinforcing Bars in Concrete Structures” interfaces in repaired/strengthened reinforced concrete
(Procedimientos recomendados para el desarrollo y elements” (Comportamiento sísmico de las interfaces
empalme de barras de refuerzo adherentes post-instaladas reforzadas en elementos de concreto reforzados reparados/
en estructuras de concreto), ACI Structural Journal, fortalecidos), tesis doctoral, Universidad Técnica Nacional
vol. 110, n.º 3, pp. 437-447. de Atenas, Grecia, pp. 578 (en griego).
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639: Adhesive Anchors in Concrete under Sustained del informe ACI Structural Journal de noviembre-diciembre
Loading Conditions”, (Informe 639 de NCHRP: Anclajes de 2012 “Towards an Improved Understanding of Shear-
adhesivos en concreto en condiciones de carga sostenida) Friction Behavior” (Hacia un mejor entendimiento del
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capacity along a RC crack, under cyclic sliding”
(Capacidad de transferencia de corte a lo largo de
una grieta de concreto reforzado en condiciones de
deslizamiento cíclico), actas del Simposio “Concrete
Structures in Seismic Regions” (Estructuras de concreto
en zonas sísmicas) de fib, (fuente electrónica, pp. 12),
Atenas.

Hilti. Mejor desempeño. Máxima duración.
Edición 10/2016

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GUÍA PARA REFUERZOS

1 Barras de refuerzo post-instaladas: ¿qué son? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Guía para refuerzos post-instalados 2016 I Página 2

1 Barras de refuerzo post-instaladas: ¿qué son?

c. En general, las barras de refuerzo post-instaladas no se

d. Generalmente, las barras de refuerzo post-instaladas

Figura 1: Instalación de anclaje adhesivo (con Hilti HIT-HY

En este entorno de diseño, el foco (para las cargas de tensión)

Guía para refuerzos post-instalados 2016 I Página 3

1 Barras de refuerzo post-instaladas: ¿qué son?

1.3 Compatibilidad de las barras de

4 Consulte D.4.2.3 de ACI 318-11.

Guía para refuerzos post-instalados 2016 I Página 4

1 Barras de refuerzo post-instaladas: ¿qué son?

a. Barras de inicio b. Barandilla nueva de puente c. Losa de diafragma

d. Extensión de muro e. Encajonado de columna de acero f. Extensión de losa

Figura 5: Detección de barras de refuerzo y otros elementos

Figura 6: Aplicaciones de reforzamiento estructural usando el adhesivo Hilti HIT-RE 500 V3

Guía para refuerzos post-instalados 2016 I Página 5

1 Barras de refuerzo post-instaladas: ¿qué son?

a. Ensanchamiento de puente b. Rehabilitación de tablero de c. Aumento de tablero de puente

Figura 7: Aplicaciones en rehabilitación de puentes con barras de refuerzo post-instaladas

Guía para refuerzos post-instalados 2016 I Página 6

1 Barras de refuerzo post-instaladas: ¿qué son?

refuerzo de flexión de la losa (E)

barras perforadas (N)

extensión de la losa (N)

a. Empalme por traslape con refuerzo de flexión existente

pared pared de concreto superficie rugosa,

Figura 8: Ejemplos de detalles estructurales con barras de refuerzo post-instaladas

Guía para refuerzos post-instalados 2016 I Página 7

2.3 Longitud de adherencia

8 Consulte, p. ej., 12.2 de ACI 318-11.

Guía para refuerzos post-instalados 2016 I Página 8

Paso 1: Determinar el área del acero de la barra requerido

Área de refuerzo requerida según 11.6.4.1, ecuación (11-25)

• Tipo y ubicación de las barras: barras con ganchos, en la cara

Paso 3: Calcular el empotramiento requerido (longitud de

Ecuación de la longitud de desarrollo (12-1) según ACI 318-11:

3 60000 0.8 . 0.625 = 14,23 pulg. (361 mm)

ℓd = 14,23 pulg. (23 db) > ℓd mín. = 12 pulg. (305 mm)

Cubierta final disponible = 16 - 14,23 = 1,77 pulg.

Exposición de pared exterior, cubierta requerida = 1.5 pulg.

Longitud de la barra = 14,23 + (10 – 0.75), aproximadamente

Guía para refuerzos post-instalados 2016 I Página 9

Use #8 @ 305 mm (12 pulg.) en el centro para las barras

Nota: si bien se trata de concreto liviano con arena, el valor

Paso 3: Calcular el empotramiento requerido (longitud del

Guía para refuerzos post-instalados 2016 I Página 10

3 60000 1.0 . 1.128 = 32 pulg. (813 mm)

1.3 60000 1.0 Figura 14: Detalle (no a escala)

orificios perforados con el sistema

de anclaje adhesivo Hilti HIT-RE 500 V3 documentos de construcción (consulte la figura 14).

(16 pulg.) Barras # 5 (N) empotradas

Guía para refuerzos post-instalados 2016 I Página 11

Kpr- b∙d2 998 x 14 x (17.6)2

20 in En el caso de las 2 barras inferiores #9:

Kpr- b∙d2 553 x 14 x (17.6)2

c. En general, las barras de refuerzo post-instaladas no se

d. Generalmente, las barras de refuerzo post-instaladas

1.3 Compatibilidad de las barras de

• Tipo y ubicación de las barras: barras con ganchos, en la cara

• ¿Se puede inyectar el adhesivo y se pueden instalar las barras

• ¿Se dispone del equipo de inyección adecuado, incluidos todos