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DIVISION: 03 00 00—CONCRETO
SECCION: 03 16 00—ANCLAJES DE CONCRETO
DIVISION: 05 00 00—METALES
SECCION: 05 05 19—ANCLAJES DE CONCRETO POST-INSTALADOS
TITULAR DEL REPORTE:
HILTI, INC.
7250 DALLAS PARKWAY, SUITE 1000
PLANO, TEXAS 75024
TEMA DE EVALUACION:
ANCLAJES HILTI KWIK BOLT TZ DE ACERO AL CARBONO Y DE ACERO INOXIDABLE
EN CONCRETO FISURADO Y NO FISURADO
Reporte de Evaluación ICC-ES
ESR-1917-SP
Nueva emisión Mayo de 2015 Revisado Septiembre de 2016 Este reporte está sujeto a revisión en Mayo de 2017.www.icc-es.org
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®DIVISIÓN: 03 00 00—CONCRETO
Sección: 03 16 00—Anclajes de concreto DIVISIÓN: 05 00 00—METALES
Sección: 05 05 19— Anclajes de concreto post-instalados
TITULAR DEL REPORTE: HILTI, INC.
7250 DALLAS PARKWAY, SUITE 1000 PLANO, TEXAS 75024
(800) 879-8000
www.us.hilti.com
TEMA DE EVALUACIÓN:
ANCLAJES HILTI KWIK BOLT TZ DE ACERO AL CARBONO Y DE ACERO INOXIDABLE EN CONCRETO FISURADO Y NO FISURADO.
1.0 ALCANCE DE LA EVALUACIÓN Cumpliendo con los siguientes códigos:
Código Internacional de la Edificación® (IBC®) 2015, 2012, 2009 y 2006
Código Internacional Residencial® (IRC®) 2015, 2012, 2009 y 2006
2013 Abu Dhabi International Building Code [Código Internacional de la Edificación de Abu Dhabi 2013] (ADIBC)†
†El ADIBC está basado en el IBC 2009. Las secciones del código
IBC 2009 citadas en este reporte son las mismas secciones del ADIBC.
Para la evaluación del cumplimiento del National
Building Code of Canada ® [Código Nacional de la Edificación de Canada®] (NBCC), ver reporte ESL-1067
listado en http://www.icc-es.org/reports/pdf_files/ESL-1067.pdf.
Propiedad evaluada:
Estructural
2.0 USOS
Los anclajes Hilti Kwik Bolt TZ (KB-TZ) se usan para resistir las cargas por tensión estáticas, sísmicas, y por viento, así como cargas por cortante en elementos de concreto de densidad normal y concreto de densidad liviana fisurado y no fisurado con una resistencia a la
compresión específica, f′c, de 2,500 psi a 8,500 psi
(17.2 MPa a 58.6 MPa) [se requiere un mínimo de 24 MPa de acuerdo con ADIBC Apéndice L, Sección 5.1.1].
Los anclajes KB-TZ de acero al carbono de 3/8-de
pulgada y de 1/2-pulgada de diámetro (9.5 mm y 12.7 mm)
pueden ser instalados en la parte superior de losas compuestas rellenas de concreto de densidad normal y de concreto de arena de densidad liviana con un espesor mínimo del elemento, hmin,deckcomose indica en la Tabla 6
de este reporte y una resistencia a la compresión específica f′c, de 3,000 psi a 8,500 psi (20.7 MPa a
58.6 MPa) [Se requiere un mínimo de 24 MPa de acuerdo con ADIBC Apéndice L, Sección 5.1.1].
Los anclajes KB-TZ de acero al carbono de 3/8-pulg-, 1
/2-pulg-, 5/8-pulg- y ¾-pulg de diámetro (9.5 mm, 12.7 mm
y 15.9 mm) pueden ser instalados en el elemento de concreto de densidad normal y concreto de arena de densidad liviana fisurado y no fisurado sobre láminas de acero con una resistencia a la compresión mínima, f'c, de
3,000 psi (20.7 MPa) [Se requiere un mínimo de 24 MPa de acuerdo con ADIBC Apéndice L, Sección 5.1.1].
Los sistemas de anclajes cumplen con los anclajes como se describe en la Sección 1901.3 del IBC 2015, Sección 1909 del IBC 2012, y Sección 1912 del IBC 2009 y 2006. El sistema de anclaje es una alternativa para los anclajes pre-instalados en sitio descritos en la Sección 1908 del IBC 2012, y la Sección 1911 del IBC 2009 y 2006. Los anclajes pueden ser utilizados también cuando el diseño de ingeniería se realiza de conformidad con la Sección R301.1 del IRC.
3.0 DESCRIPCIÓN 3.1 KB-TZ:
Los anclajes KB-TZ son anclajes de expansión mecánica controlada por torque. Los anclajes KB-TZ consisten en un espárrago (cuerpo del anclaje), cuña (elementos de expansión), tuerca, y arandela. El anclaje (versión acero al carbono) está ilustrado en la Figura 1. El espárrago es fabricado de acero al carbono o materiales de acero inoxidable AISI Tipo 304 o Tipo 316. Los anclajes de acero al carbono KB-TZ tienen un revestimiento de zinc de un
mínimo de 5 μm (0.0002 pulgadas). Los elementos de
expansión de los anclajes de carbono y acero inoxidable KB-TZ son fabricados de acero inoxidable Tipo 316. La tuerca hexagonal de acero al carbono cumple con ASTM A563-04, Grado A, y la tuerca hexagonal de acero inoxidable cumple con ASTM F594.
El cuerpo del anclaje está compuesto en un extremo por una varilla roscada de alta resistencia y en el otro extremo Los Reportes de Evaluación de ICC-ES no se deben tomar como referencia para atributos estéticos o atributos no específicamente tratados ni son para ser
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por un mandril cónico. El mandril cónico está cerrado por un elemento de expansión de tres secciones el cual se mueve lentamente alrededor del mandril. El movimiento del elemento de expansión es restringido por el cono del mandril y por el cuello. El anclaje es instalado en un agujero preperforado con un rotomartillo. Cuando se aplica torque a la tuerca del anclaje instalado, el mandril es atraído hacia dentro del elemento de expansión, el cual es a su vez expandido contra la pared del agujero preperforado.
3.2 Concreto:
El concreto de densidad normal y el concreto de densidad liviana deben cumplir con las Secciones 1903 y 1905 del IBC.
3.3 Paneles de Acero:
Los paneles de acero deben cumplir con la configuración de las Figuras 5A, 5B, 5C Y 5D y el acero base debe tener un espesor mínimo de 0.035 pulgadas (0.899 mm). El acero debe cumplir con ASTM A653/A653M SS Grado 33 y tener una resistencia a la fluencia mínima de 33,000 psi (228 MPa).
4.0 DISEÑO E INSTALACIÓN 4.1 Diseño por Resistencia:
4.1.1 General: La resistencia de diseño de los anclajes debe cumplir con el IBC 2015, así como con la Sección R301.1.3 del IRC 2015, debe determinarse de acuerdo a ACI 318-14 Capítulo 17 y con este reporte.
La resistencia de diseño de los anclajes que cumplen con el IBC 2012 y con la Sección R301.1.3 del IRC 2012, debe determinarse de acuerdo con el Apéndice D de ACI 318-11 y con este reporte.
La resistencia de diseño de los anclajes que cumplen con el IBC 2009 y con la Sección R301.1.3 del IRC 2009, debe determinarse de acuerdo con ACI 318-11 Apéndice D y con este reporte.
La resistencia de diseño de los anclajes que cumplen con el IBC 2006 y con la Sección R301.1.3 del IRC 2006, debe determinarse de acuerdo con ACI 318-05 Apéndice D y con este reporte.
Los parámetros de diseño estipulados en las Tablas 3,4, 5 y 6 de este reporte están basados en IBC 2015 (ACI 318-14) y en el IBC 2012 (ACI 318-11) a menos que se especifique otra cosa en las Secciones 4.1.1 a 4.1.12. El diseño por resistencia de los anclajes debe cumplir con ACI 318-14 17.3.1 o con ACI 318-11 D.4.1, según aplique, excepto como se requiere en ACI 318-14 17.2.3 o ACI 318-11 D.3, según aplique.
Los factores de reducción de la resistencia,φ, como se establecen en ACI 318-14 17.3.3 o ACI 318-11 D.4.3, según aplique, y se proveen en las Tablas 3 y 4 de este reporte, se deben usar para combinaciones de carga que se calculan de acuerdo con la Sección 1605.2.1 del IBC y con la Sección 5.3 del ACI 318-14 o con la Sección 9.2 del ACI 318-11, según aplique. Los factores de reducción de la resistencia, φ, como se establecen en ACI 318-11 D.4.4 deben usarse para combinaciones de carga que se calculan de acuerdo con ACI 318-11 Apéndice C. Un ejemplo de cálculo de acuerdo con IBC 2015 y 2012 se incluye en la Figura 7. El valor de f′c utilizado en los
cálculos debe limitarse a un máximo de 8,000 psi (55.2 MPa), de acuerdo con ACI 14 17.2.7 o ACI 318-11 D.3.7, según aplique.
4.1.2 Requerimientos para la Resistencia Estática del Acero en Tensión: La resistencia nominal del acero de un
solo anclaje en tensión, Nsa, debe calcularse de acuerdo
con ACI 318-14 17.4.1.2 o ACI 318-11 D.5.1.2, según aplique. Los valores de resultado Nsa se establecen en las
Tablas 3 y 4 de este reporte. Se pueden utilizar factores de reducción de la resistencia
φ
correspondientes a elementos dúctiles de acero.4.1.3 Requerimientos para la Resistencia Estática al
Desprendimiento del Concreto en Tensión: La
resistencia nominal al desprendimiento del concreto de un solo anclaje o de un grupo de anclajes en tensión, Ncb o
Ncbg, respectivamente, debe calcularse de acuerdo con
ACI 318-14 17.4.2 o con ACI 318-11 D.5.2, según aplique, con las modificaciones descritas en esta sección. La resistencia básica al desprendimiento del concreto Nb,
debe calcularse de acuerdo con ACI 318-14 17.4.2.2 o con ACI 318-11 D.5.2.2, según aplique, utilizando los valores de hef y kcr establecidos en las Tablas 3, 4 y 6. La
resistencia nominal al desprendimiento del concreto en tensión en regiones donde el análisis indica no fisuras de acuerdo con ACI 318-14 17.4.2.6 o con ACI 318-11 D.5.2.6, según aplique, debe calcularse con kuncr como se
establece en las Tablas 3 y 4 y con Ψc,N = 1.0.
No se requiere determinar la resistencia al desprendimiento del concreto para anclajes de acero al carbono KB-TZ instalados en el elemento de concreto de arena de densidad en liviana o concreto de densidad normal para losas compuestas, como se muestra en las figuras 5A, 5B y 5C.
4.1.4 Requerimientos para la Resistencia Estática a la Extracción en Tensión: La resistencia nominal a la extracción de un solo anclaje de acuerdo con ACI 318-14 17.4.3.1 y 17.4.3.2 o con ACI 318-11 D.5.3.1 y D.5.3.2, según aplique, en concreto fisurado y no fisurado, Np,cr y
Np,uncr, respectivamente, se proporciona en las Tablas 3 y
4 de este reporte. Para todos los casos de diseño Ψc,P =
1.0. De acuerdo con ACI 318-14 17.4.3 o ACI 318-11 D.5.3. según aplique, la resistencia nominal a la extracción en concreto fisurado será calculado de acuerdo con la siguiente ecuación: 𝑁𝑁𝑝𝑝,𝑓𝑓𝑐𝑐′ =𝑁𝑁𝑝𝑝,𝑐𝑐𝑐𝑐� 𝑓𝑓𝑐𝑐′ 2,500 (lb, psi) (Ec-1) 𝑁𝑁𝑝𝑝,𝑓𝑓𝑐𝑐′ =𝑁𝑁𝑝𝑝,𝑐𝑐𝑐𝑐� 𝑓𝑓𝑐𝑐′ 17.2 (N, MPa)
En regiones en donde el análisis indica no fisuras de acuerdo con ACI 318-14 17.4.3.6 o con ACI 318-11 D.5.3.6, según aplique, la resistencia nominal a la extracción en tensión será calculada de acuerdo a la siguiente ecuación: 𝑁𝑁𝑝𝑝,𝑓𝑓𝑐𝑐′=𝑁𝑁𝑝𝑝,𝑢𝑢𝑢𝑢𝑐𝑐𝑐𝑐� 𝑓𝑓𝑐𝑐′ 2,500 (lb, psi) (Ec-2) 𝑁𝑁𝑝𝑝,𝑓𝑓𝑐𝑐′=𝑁𝑁𝑝𝑝,𝑢𝑢𝑢𝑢𝑐𝑐𝑐𝑐� 𝑓𝑓𝑐𝑐′ 17.2 (N, MPa)
Cuando los valores para Np,cr o Np,uncr no son señalados
en la Tabla 3 o la Tabla 4, la resistencia a la extracción en tensión no necesita ser evaluada.
La resistencia nominal a la extracción en concreto fisurado para anclajes de acero al carbono KB-TZ instalados en el elemento de concreto de arena de densidad liviana o de densidad normal para losas compuestas, como se muestra en las figuras 5A, 5B y 5C, se proporciona en la Tabla 5. De acuerdo con ACI 318-14 17.4.3.2 o con ACI 318-11 D.5.3.2, según aplique, la resistencia nominal a la extracción en concreto fisurado debe ser calculada de acuerdo con la Ec-1, donde el valor
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de Np,deck,cr debe ser sustituido por Np,cr y el valor de
3,000 psi (20.7) MPa) debe ser sustituido por el valor de 2,500 psi (17.2 MPa) en el denominador. En regiones donde el análisis indica no fisuras de acuerdo con ACI 318-14 17.4.3.6 o con ACI 318-11 D.5.3.6, según aplique, la resistencia nominal en concreto no fisurado debe ser calculada de acuerdo con la EC-2, donde el valor de Np,deck,uncr debe ser sustituido por Np,uncr y el valor de 3,000
psi (20.7 MPa) debe ser sustituido por el valor 2,500 psi (17.2 MPa) en el denominador. El uso de anclajes de acero inoxidable KB-TZ instalados en el elemento de concreto sobre losas compuestas está fuera del alcance de este reporte.
4.1.5 Requerimientos para la Resistencia Estática del Acero en Cortante: La resistencia nominal del acero en cortante, Vsa, de un solo anclaje de acuerdo con ACI
318-14 17.5.1.2 o con ACI 318-11 D.6.1.2, según aplique, se proporciona en la Tabla 3 y Tabla 4 de este reporte y se debe usar en sustitución de los valores que derivan del cálculo de la Ec. 17.5.1.2b de ACI 318-14 o de la Ec. D-29 de ACI 318-11, según aplique. La resistencia nominal al cortante Vsa,deck del KB-TZ de acero al carbono se
gobierna por la falla del acero del KB-TZ instalado en el elemento de concreto de arena de densidad liviana o concreto de densidad normal sobre losas compuestas, como se muestra en las Figuras 5A, 5B y 5 C, es proporcionada en la Tabla 5.
4.1.6 Requerimientos para la Resistencia Estática del
Desprendimiento del Concreto en Cortante: La
resistencia nominal al desprendimiento del concreto en cortante de un solo anclaje o grupo de anclajes, Vcb o Vcbg,
respectivamente, debe calcularse de acuerdo con ACI 318-14 17.5.2 o con ACI 318-11 D.6.2 según aplique, con las modificaciones que se describen en esta sección. La resistencia básica al desprendimiento de concreto, Vb,
debe calcularse de acuerdo con ACI 318-14 17.5.2.2 o con ACI 318-11 D.6.2.2, según aplique, basándose en los
valores proporcionados en las Tablas 3 y 4. El valor de ℓe
usado en la ecuación 17.5.2.2a del ACI 318-14, o de la ecuación D-33 del ACI 318-11 debe ser tomado como no mayor que el menor de hef o 8da.
No se requiere calcular la resistencia al desprendimiento del concreto para anclajes de acero al carbono KB-TZ instalados en el elemento de concreto de arena de densidad liviana o de densidad normal sobre losas compuestas, como se muestra en las Figuras 5A, 5B y 5C.
4.1.7 Requerimientos para la Resistencia Estática al Arrancamiento en Cortante: La resistencia nominal al arrancamiento del concreto para un solo anclaje o para un grupo de anclajes, Vcp o Vcpg, respectivamente, debe
calcularse de acuerdo con ACI 318-14 17.5.3 o con ACI 318-11 D.6.3, según aplique, modificada por el uso del valor de kcp proporcionado en las Tablas 3 y 4 de este
reporte y el valor de Ncb o Ncbg como se calcula en la
Sección 4.1.3 de este reporte.
De acuerdo con ACI 318-14 17.5.3 o con ACI 318-11 D.6.3 no se requiere calcular la resistencia al arrancamiento del concreto para anclajes de acero al carbono KB-TZ instalados en el elemento de concreto de arena de densidad liviana o de densidad normal sobre losas compuestas, como se muestra en las Figuras 5A, 5B, y 5C.
4.1.8 Requerimientos para Diseño Sísmico:
4.1.8.1 General: Para combinaciones de carga
incluyendo sísmicas, el diseño debe hacerse de acuerdo con ACI 318-14 17.2.3 o con ACI 318-11 D.3.3, según aplique. Las modificaciones a ACI 318-14 17.2.3 deben
aplicarse de acuerdo con la Sección 1905.1.8 del IBC 2015. Para el IBC 2012 debe omitirse la sección 1905.1.9. Las modificaciones a ACI 318 (-08,-05) D.3.3, deben aplicarse de acuerdo con la Sección 1908.1.9 del IBC 2009, o la Sección 1908.1.16 del IBC 2006 según aplique.
Los anclajes cumplen con ACI 318-14 2.3 o con ACI 318-11 D.1, según aplique, como elementos dúctiles de acero y deben diseñarse de acuerdo con ACI 318-14 17.2.3.4, 17.2.3.5, 17.2.3.6 o 17.2.3.7; o, ACI 318-11 D.3.3.4, D.3.3.5, D.3.3.6, o D.3.3.7; ACI 318-08 D.3.3.4, D.3.3.5, o D.3.3.6; o ACI 318-05 D.3.3.4 o D.3.3.5, según aplique. Los factores de reducción de resistencia φ son proporcionados en las Tablas 3 y 4 de este reporte. Los anclajes deben ser instalados en las Categorías de Diseño Sísmico A a la F del IBC.
4.1.8.2 Tensión Sísmica: La resistencia nominal del acero y la resistencia al desprendimiento del concreto para los anclajes en tensión deben calcularse de acuerdo con ACI 318-14 17.4.1 y 17.4.2 o con ACI 318-11 D.5.1 y D.5.2, según aplique, como se describe en las Secciones 4.1.2 y 4.1.3 de este reporte. De acuerdo con ACI 318-14 17.4.3.2 o ACI 318-11 D.5.3.2, según aplique, el valor apropiado para la resistencia a la extracción en tensión para cargas sísmicas, Np,eq, descrita en la Tabla 4 o
Np,deck,cr descrito en la Tabla 5 debe ser usado en
sustitución de Np, según aplique. El valor de Np,eq o
Np,deck,cr debe ser ajustado por el cálculo de la resistencia
del concreto de acuerdo con la Ec-1 y la Sección 4.1.4 donde el valor de Np,deck,cr debe ser sustituido por Np,cr y el
valor de 3,000 psi (20.7) MPa) debe ser sustituido por el valor de 2,500 psi (17.2 MPa) en el denominador. Si no se proporcionan valores para Np,eq en la Tabla 3 o Tabla 4,
gobiernan los valores de resistencia estática del diseño.
4.1.8.3 Cortante Sísmico: La resistencia nominal al desprendimiento del concreto y la resistencia al arrancamiento en cortante deben determinarse de acuerdo con ACI 318-14 17.5.2 y 17.5.3 o con ACI 318 -11 D.6.2 y D.6.3, respectivamente, según aplique, como se describe en las Secciones 4.1.6 y 4.1.7 de este reporte. De acuerdo con ACI 318-14 17.5.1.2 o con ACI 318-11 D.6.1.2, según aplique, el valor apropiado para la resistencia nominal del acero para cargas sísmicas, Vsa,eq, descrito en la Tabla 3 y
Tabla 4 o Vsa,deck descrito en la Tabla 5 debe ser usado en
sustitución de Vsa, según aplique.
4.1.9 Requerimientos para la interacción de las fuerzas de Tensión y de Cortante: Para anclajes o grupos de anclajes que están sujetos a los efectos de la combinación de las fuerzas de tensión y de cortante, el diseño debe realizarse de acuerdo con ACI 318-14 17.6 o con ACI 318-11 D.7, según aplique.
4.1.10 Requerimientos para el Espesor Mínimo del Elemento, Distancia Mínima entre los Anclajes y Distancia Mínima al Borde: En sustitución de ACI 318-14 17.7.1 y 17.7.3 o de ACI 318-11 D.8.1 y de D.8.3, respectivamente, según aplique, deben usarse los valores de smin y cmin que se proveen en las Tablas 3 y 4 de este
reporte. En sustitución de ACI 318-14 17.7.5 o ACI 318-11 D.8.5, según aplique, se debe usar el espesor mínimo del elemento, hmin, proporcionado en las Tablas 3 y 4 de este
reporte. Combinaciones adicionales para la distancia mínima al borde cmin y la distancia smin, pueden ser derivadas
por la interpolación lineal entre los valores límite dados como se describen en la Figura 4.
Para anclajes de acero al carbono KB-TZ instalados en la parte superior del concreto de densidad normal o del concreto de arena de densidad liviana sobre losas compuestas, el anclaje debe instalarse de acuerdo con la Tabla 6 y la Figura 5D.
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Para anclajes de acero al carbono KB-TZ instalados en el elemento de concreto de arena de densidad liviana o densidad normal sobre losas compuestas, los anclajes deben instalarse de acuerdo con las Figuras 5A, 5B y 5C y debe de tener una separación axial a lo largo del canal igual al mayor de 3hef o 1.5 veces la anchura del canal.
4.1.11 Requerimientos para la Distancia Crítica al Borde: En aplicaciones donde c < cac y el refuerzo
suplementario para controlar la división del concreto no están presentes, la resistencia al desprendimiento del concreto en tensión para concreto no fisurado, calculada de acuerdo con ACI 318-14 17.4.2 o con ACI 318-11 D.5.2, según aplique, debe además multiplicarse por el factor ψcp,N dado por la Ecuación-1:
𝛹𝛹𝑐𝑐𝑝𝑝,𝑁𝑁=𝑐𝑐𝑐𝑐𝑎𝑎𝑐𝑐 (Ec-3)
donde el factor Ψcp,N no necesita ser tomado como
menor a
ac ef
c
h
1.5 . Para todos los demás casos, Ψ
cp,N = 1.0.
En sustitución del uso de ACI 14 17.7.6 o de ACI 318-11 D.8.6, según aplique, los valores de cac deben cumplir
con la Tabla 3 o la Tabla 4 y los valores de cac,deck deben
cumplir con la Tabla 6.
4.1.12 Concreto de Densidad Liviana: Para el uso de anclajes en concreto de densidad liviana, el factor de
modificación λa igual a 0.8λ se debe aplicar a todos los
valores de
f
c′
que afecten Nn y Vn.Para ACI 318-14 (IBC 2015), ACI 318-11 (IBC 2012) y ACI 318-08 (IBC 2009), λ se debe determinar de acuerdo con la versión correspondiente de ACI 318.
Para ACI 318-05 (IBC 2006), λ se deben considerar como 0.75 para todo el concreto de densidad liviana y 0.85 para concreto de arena de densidad liviana. La interpolación lineal debe permitirse si se usa la sustitución parcial de la arena. Además, las resistencias de la extracción Np,uncr, Np,cr y Np,eq deben multiplicarse por el
factor de modificación, λa, según aplique.
Para anclajes instalados en el elemento de concreto relleno de arena de densidad liviana sobre losas compuestas, no se requiere la reducción adicional de los valores de extracción que se proveen en este reporte.
4.2 Diseño de Tensión Permisible (ASD):
4.2.1 General: Los valores de diseño que se usan con combinaciones de carga de diseño de tensión permisible (diseño de tensión de trabajo) calculados de acuerdo con la Sección 1605.3 del IBC, deben establecerse como se indica: Tpermisible,ASD =
α
φ
Nn Vpermisible,ASD =α
φ
Vn donde:Tpermisible,ASD = Carga de tensión permisible (lbf o N).
VpermisibleASD = Carga cortante permisible (lbf o kN).
φNn = Menor resistencia de diseño de un
anclaje o de un grupo de anclajes en tensión como esté determinada de acuerdo con el Capítulo 17 de ACI 318-14, y la Sección 1905.1.8 del IBC 2015, Apéndice D del ACI 318-11, Apéndice D del ACI 318-08 y la Sección 1908.1.9 del IBC 2009,
Apéndice D del ACI 318-05 y la Sección 1908.1.16 del IBC 2006, y la Sección 4.1 de este reporte, según aplique. (lbf o N).
φVn = Menor resistencia de diseño de un
anclaje o de un grupo de anclajes al cortante como esté determinada de acuerdo con el Capítulo 17 de ACI 318-14, y la Sección 1905.1.8 del IBC 2015, Apéndice D del ACI 318-11, Apéndice D del ACI 318-08 y la Sección 1908.1.9 del IBC 2009, Apéndice D del ACI 318-05 y la Sección 1908.1.16 del IBC 2006, y la Sección 4.1 de este reporte, según aplique. (lbf o N).
α = Un factor de conversión calculado
como promedio ponderado de los factores de carga para la combinación de carga controladora. Además α debe incluir todos los factores aplicables que se toman en cuenta para los modos de falla no dúctil y la sobre resistencia requerida.
Deben aplicarse los requerimientos para el espesor del elemento, la distancia al borde y distancia, que se describen en este reporte. En la Tabla 7 se muestra un ejemplo de diseño de tensión permisible con fines ilustrativos.
4.2.2 Interacción de las fuerzas de tensión y de cortante: La interacción debe ser calculada y consistente con ACI 318-14 17.6 o con ACI 318-11 D.7, según aplique, como se indica:
Para cargas de cortante Vaplicada ≤ 0.2Vpermisible,ASD, el total
permisible de la carga en tensión debe permitirse.
Para cargas de tensión Taplicada ≤ 0.2Tpermisible,ASD, el total
permisible de la carga en cortante debe permitirse. Para todos los demás casos:
𝑇𝑇𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑐𝑐𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎
𝑇𝑇𝑎𝑎𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑎𝑎𝑝𝑝𝑎𝑎𝑝𝑝𝑎𝑎𝑝𝑝,𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴+
𝑉𝑉𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑐𝑐𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎
𝑉𝑉𝑎𝑎𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑎𝑎𝑝𝑝𝑎𝑎𝑝𝑝𝑎𝑎𝑝𝑝,𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴 ≤1.2 (Ec-4) 4.3 Instalación:
Los parámetros de instalación son proporcionados en las Tablas 1A, 1B y 6 y las Figuras 2, 5A, 5B 5C, y 5D. Las ubicaciones de los anclajes deben cumplir con este reporte y con los planos y especificaciones aprobados por el código oficial. El Hilti KB-TZ debe ser instalado de acuerdo con las instrucciones publicadas por el fabricante y con este reporte. En caso de conflicto, gobierna este reporte. Los anclajes deben ser instalados en agujeros perforados en el concreto utilizando brocas con punta de carburo que cumpla con ANSI B212.15-1994. La profundidad mínima de la perforación se proporciona en las Tablas 1A y 1B. Previo a la instalación debe removerse polvo y residuos de la perforación para permitir la instalación a la profundidad de empotramiento especificada. El anclaje debe ser martillado en el agujero preperforado hasta que se alcance hnom, la tuerca debe ser
apretada contra la arandela hasta que se logren los valores de torque especificados en las Tablas 1A y 1B. Para instalación en el elemento de concreto sobre losas compuestas, el diámetro de la perforación en la lámina de acero no debe exceder el diámetro de la perforación en el concreto por más de 1/8” (3.2 mm). Para las restricciones de los espesores del elemento y de la distancia al borde para instalaciones en el elemento de concreto sobre losas compuestas, ver las Figuras 5A, 5B y 5C.
ESR-1917 Los Más Confiables y Ampliamente Aceptados Página 5 de 14 4.4 Inspección Especial:
Se deben realizar inspecciones especiales periódicas cuando se requiera de acuerdo con la Sección 1705.1.1 y la Tabla 1705.3 del IBC 2015 y 2012, con la Sección 1704.15 y Tabla 1704.4 del IBC 2009, o la Sección 1704.13 del IBC 2006, según aplique. El inspector especial debe realizar inspecciones periódicas durante la instalación del anclaje para verificar el tipo de anclaje, las dimensiones del anclaje, tipo de concreto resistencia a la compresión del concreto, distancia entre los anclajes, distancia al borde, espesor del elemento de concreto, torque de apriete, dimensiones de la perforación, empotramiento del anclaje y cumplimiento con las instrucciones de instalación impresas y proporcionadas por el fabricante. De acuerdo con la “declaración de inspección especial”, el inspector especial debe presentarse tan frecuentemente como sea necesario. De acuerdo con el IBC, deben observarse los requerimientos adicionales establecidos en las Secciones 1705, 1706 y 1707, cuando aplique.
5.0 CONDICIONES DE USO
Los anclajes Hilti KB-TZ descritos en este reporte cumplen con los códigos listados en la Sección 1.0 de este reporte, sujetos a las siguientes condiciones:
5.1 Los tamaños de los anclajes, dimensiones, profundidades mínimas de empotramiento y otros parámetros de instalación son como se establece en este reporte.
5.2 Los anclajes deben instalarse de acuerdo con las instrucciones de instalación impresas y proporcionadas por el fabricante y con este reporte; en caso de conflicto, prevalecerá este reporte.
5.3 Los anclajes deben limitar su uso al concreto de densidad liviana y concreto de densidad normal fisurado o no fisurado, que tenga una resistencia a la compresión especificada f'c, de 2,500 psi a 8,500 psi
(17.2 MPa a 58.6 MPa) [se requiere un mínimo de 24MPa de acuerdo con el Apéndice L, Sección 5.1.1 del ADIBC], y concreto de densidad normal y concreto de arena de densidad liviana fisurado y no fisurado sobre losas compuestas, con una resistencia a la compresión especificada, f 'c, de 3,000 psi
(20.7 Mpa) [se requiere un mínimo de 24 MPa de acuerdo con el Apéndice L, Sección 5.1.1 del ADIBC].
5.4 Los valores de f'c que se usan para fines de cálculo
no debe exceder 8,000 psi (55.1 MPa).
5.5 Los valores de diseño por resistencia deben establecerse de acuerdo con la Sección 4.1 de este reporte.
5.6 Los valores de diseño de tensión permisibles deben establecerse de acuerdo con la Sección 4.2.
5.7 La distancia entre los anclajes y distancia al borde así como el espesor mínimo del elemento debe cumplir con las Tablas 3, 4, y 6, y las Figuras 4, 5A, 5B, 5C y 5D.
5.8 Antes de la instalación, los cálculos y detalles que demuestren el cumplimiento con lo estipulado en este reporte deben enviarse a la autoridad competente. Un diseñador profesional registrado debe preparar dichos cálculos y detalles cuando así lo requieran los estatutos de la jurisdicción donde el proyecto se va a construir.
5.9 Debido a que criterios de aceptación de ICC-ES para la evaluación de datos para determinar el
funcionamiento de los anclajes de expansión sujetos a fatiga o a cargas de choque no están disponibles en este momento, el uso de estos anclajes bajo estas condiciones queda fuera del alcance de este reporte.
5.10 Los anclajes pueden instalarse en regiones de concreto donde han surgido fisuras o donde el análisis indique que puede haber fisuras, (ft > fr),
sujeto a las condiciones de este reporte.
5.11 Los anclajes se pueden usar para resistir cargas a corto plazo debido a fuerzas del viento o sísmicas, en regiones designadas como Categorías de Diseño Sísmico A a F del IBC, sujeto a las condiciones de este reporte.
5.12 Cuando el código no lo prohíba, se permite el uso de anclajes KB-TZ en construcciones resistentes al fuego, siempre que se cumpla por lo menos una de las siguientes condiciones:
• Los anclajes se usan únicamente para resistir fuerzas de viento o sísmicas.
• Los anclajes que soportan envolventes resistente al fuego o membranas resistente al fuego, están protegidos por materiales aprobados resistentes al fuego, o han sido evaluados para resistir la exposición al fuego de acuerdo con normas reconocidas
• Los anclajes se usan para soportar elementos no estructurales.
5.13 El uso de anclajes de acero al carbono con
recubrimiento de zinc se limita a ubicaciones interiores secas.
5.14 El uso de anclajes hechos de acero inoxidable como se específica en este reporte está permitido en exteriores o entornos húmedos.
5.15 Se permite el uso de los anclajes de acero inoxidable, como se especifica en este reporte para contacto con madera tratada con preservativos o con retardadores de fuego.
5.16 Los anclajes se fabrican por Hilti AG bajo un programa de control de calidad sujeto a inspecciones por parte de ICC-ES.
5.17 Se debe proveer inspección especial de acuerdo con la Sección 4.4.
6.0 EVIDENCIA ENVIADA
6.1 Los datos están de acuerdo con los Criterios de Aceptación de ICC-ES para Anclajes Mecánicos en Elementos de Concreto (AC193), con fecha de Octubre de 2015, los cuales incorporan los requerimientos de ACI 355.2-07 y ACI 255.2-04 para uso en concreto fisurado y no fisurado.
6.2 Documentación de control de calidad.
7.0 IDENTIFICACIÓN
Los anclajes son identificados por el empaque etiquetado con el nombre del fabricante (Hilti, Inc.) e información de contacto, nombre del anclaje, tamaño del anclaje y número del reporte de evaluación (ESR-1917). Los anclajes tienen grabadas en relieve las letras KB-TZ en el espárrago del anclaje, y cuatro cortes grabados en relieve dentro de la cabeza del anclaje, y estos son visibles para verificación después de la instalación.
ESR-1917 Los Más Confiables y Ampliamente Aceptados Página 6 de 14 TABLA 1A—INFORMACIÓN PARA INSTALACIÓN (ANCLAJES DE ACERO AL CARBONO)
INFORMACIÓN PARA INSTALACIÓN Símb olo Unidad es
Diámetro Nominal del Anclaje (pulg.)
3 /8 1 /2 5 /8 3 /4 Diámetro del anclaje da (do)2 Pulg. 0.375 0.5 0.625 0.75 (mm) (9.5) (12.7) (15.9) (19.1) Diámetro nominal
de la broca dbit Pulg. 3/8 1/2 5/8 3/4
Profundidad efectiva mínima de empotramiento hef Pulg. 11/2 2 2 3 /4 2 3 1 /4 3 1 /8 4 3 1 /4 3 3 /4 4 3 /4 (mm) (38) (51) (70) (51) (83) (79) (102) (83) (95) (121) Empotramiento nominal hnom Pulg. 113/16 2 5 /16 3 1 /16 2 3 /8 3 5 /8 3 9 /16 4 7 /16 3 13 /16 4 5 /16 5 5 /16 (mm) (46) (59) (78) (60) (91) (91) (113) (97) (110) (136) Profundidad mínima de la perforación ho Pulg. 2 25/8 3 3 /8 2 5 /8 4 3 3 /4 4 3 /4 4 4 1/ 2 5 3/ 4 (mm) (51) (67) (86) (67) (102) (95) (121) (102) (114) (146) Espesor mínimo de la placa a sujetar1 tmin Pulg. 0 0 0 3/4 1 /4 3 /8 3 /4 0 0 7/ 8 (mm) (0) (0) (0) (19) (6) (9) (19) (0) (0) (23) Torque de apriete recomendado Tinst pie-lb 25 40 60 110 (Nm) (34) (54) (81) (149) Diámetro mínimo de la perforación en la placa base dh Pulg. 7/16 9 /16 11 /16 13 /16 (mm) (11.1) (14.3) (17.5) (20.6) Longitudes estándar del anclaje ℓanch Pulg. 3 33 /4 5 33/4 41/2 51/2 7 43/4 6 81/2 10 51/2 7 8 10 (mm) (76) (95) (127) (95) (114) (140) (178) (121) (152) (216) (254) (140) (178) (203) (254) Longitud de roscado (incluyendo la punta cilíndrica) ℓthread Pulg. 11 /2 21/4 31/2 15/8 23/8 33/8 47/8 11/2 23/4 51/4 63/4 21/2 4 5 7 (mm) (38) (57) (93) (41) (60) (86) (124) (38) (70) (133) (171) (63) (103) (128) (179) Longitud no roscada ℓunthr Pulg. 11 /2 21/8 31/4 3 (mm) (39) (54) (83) (77) 1
El espesor mínimo de la parte fijada está basado en el uso del anclaje en el empotramiento mínimo y está controlado por la longitud del roscado. Si se requiere un espesor de sujeción más delgado, incremente el empotramiento del anclaje para que se adapte.2La nota entre paréntesis aplica para el IBC 2006
TABLA 1B—INFORMACIÓN PARA INSTALACIÓN (ANCLAJES DE ACERO INOXIDABLE)
INFORMACIÓN PARA INSTALACIÓN Símbol o Unidad es
Diámetro Nominal del Anclaje (pulg.)
3 /8 1 /2 5 /8 3 /4 Diámetro del anclaje da (do) 2 Pulg. 0.375 0.5 0.625 0.75 (mm) (9.5) (12.7) (15.9) (19.1) Diámetro nominal
de la broca dbit Pulg.
3 /8 1 /2 5 /8 3 /4 Profundidad efectiva min. de empotramiento hef Pulg. 2 2 31 /4 31/8 4 33/4 4 3 /4 (mm) (51) (51) (83) (79) (102) (95) (121) Empotramiento nominal hnom Pulg. 25 /16 23/8 35/8 39/16 47/16 45/16 5 5 /16 (mm) (59) (60) (91) (91) (113) (110) (136) Profundidad mínima de la perforación ho Pulg. 25/8 2 5 /8 4 3 3 /4 4 3 /4 4 1 /2 5 3 /4 (mm) (67) (67) (102) (95) (121) (114) (146) Espesor min.de la placa a sujetar1 tmin
Pulg. 1/4 3 /4 1 /4 3 /8 3 /4 1 /8 1 5 /8 (mm) (6) (19) (6) (9) (19) (3) (41) Torque de apriete recomendado Tinst pie-lb 25 40 60 110 (Nm) (34) (54) (81) (149) Diámetro mínimo de la perforación en la placa base dh Pulg. 7/16 9/16 11/16 13/16 (mm) (11.1) (14.3) (17.5) (20.6) Longitudes estándar del anclaje ℓanch Pulg. 3 33 /4 5 33/4 41/2 51/2 7 43/4 6 81/2 10 51/2 8 10 (mm) (76) (95) (127) (95) (114) (140) (178) (121) (152) (216) (254) (140) (203) (254) Longitud de roscado (incluyendo la punta cilíndrica) ℓthread Pulg. 7 /8 15/8 27/8 15/8 23/8 33/8 47/8 11/2 23/4 51/4 63/4 11/2 4 6 (mm) (22) (41) (73) (41) (60) (86) (124) (38) (70) (133) (171) (38) (102) (152) Longitud no roscada ℓunthr Pulg. 21 /8 21/8 31/4 4 (mm) (54) (54) (83) (102) 1
El espesor mínimo de la parte fijada está basado en el uso del anclaje en el empotramiento mínimo y está controlado por la longitud del roscado. Si se requiere un espesor de sujeción más delgado, incremente el empotramiento del anclaje para que se adapte.2
ESR-1917 Los Más Confiables y Ampliamente Aceptados Página 7 de 14
FIGURA 1—PERNO HILTI KWIK TZ (KB-TZ) DE ACERO AL CARBONO
FIGURA 2—KB-TZ INSTALADO
TABLA 2—SISTEMA DE INDENTIFICACIÓN DE LONGITUD (ANCLAJES DE ACERO AL CARBONO Y DE ACERO INOXIDABLE) Marca de
identificación de longitud en la cabeza del perno
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W Longitud del anclaje, ℓancl (pulg) Desde 1 ½ 2 2 ½ 3 3 ½ 4 4 ½ 5 5 ½ 6 6 ½ 7 7 ½ 8 8 ½ 9 9 ½ 10 11 12 13 14 15 Hasta, pero sin incluir 2 2 ½ 3 3 ½ 4 4 ½ 5 5 ½ 6 6 ½ 7 7 ½ 8 8 ½ 9 9 ½ 10 11 12 13 14 15 16
FIGURA 3—CABEZA DEL PERNO CON CÓDIGO DE IDENTIFICACIÓN DE LONGITUD Y CABEZA KB-TZ GRABADA CON CORTES EN RELIEVE
ℓancl
da dh hef ho tℓ
roscado ℓno roscado hnom arandela elemento de expansión perno tuerca hexagonal Punta cilíndrica cuello mandril roscado UNCESR-1917 Los Más Confiables y Ampliamente Aceptados Página 8 de 14 TABLA 3—INFORMACIÓN DE DISEÑO, KB-TZ ACERO AL CARBONO
INFORMACIÓN DE DISEÑO Símbolo Unidades 3 Diámetro Nominal del Anclaje
/8 1 /2 5 /8 3 /4
Diámetro del anclaje da(do)
Pulg. 0.375 0.5 0.625 0.75
(mm) (9.5) (12.7) (15.9) (19.1)
Profundidad efectiva mínima de empotramiento1 hef
Pulg. 11
/2 2 23/4 2 31/4 31/8 4 31/4 33/4 43/4
(mm) (38) (51) (70) (51) (83) (79) (102) (83) (95) (121) Espesor mínimo del
elemento2 hmin
Pulg. 31/4 4 5 5 4 6 6 8 5 6 8 5 1
/2 6 8 8
(mm) (83) (102) (127) (127) (102) (152) (152) (203) (127) (152) (203) (140) (152) (203) (203) Distancia crítica al borde cac
Pulg. 6 43/8 4 4 1 /8 5 1 /2 4 1 /2 7 1 /2 6 6 1 /2 8 3 /4 6 3 /4 12 10 8 9 (mm) (152) (111) (102) (105) (140) (114) (191) (152) (165) (222) (171) (305) (254) (203) (229) Distancia mínima al borde
cmin Pulg. 8 21 /2 21/2 23/4 23/8 35/8 31/4 912 43/4 41/8 (mm) (203) (64) (64) (70) (60) (92) (83) (241) (121) (105) for s≥ Pulg. 8 5 5 5 3 /4 5 3 /4 6 1 /8 5 7 /8 5 10 1 /2 8 7 /8 (mm) (203) (127) (127) (146) (146) (156) (149) (127) (267) (225) Distancia mínima entre
anclajes smin Pulg. 8 21/2 2 1 /2 2 3 /4 2 3 /8 3 1 /2 3 5 5 4 (mm) (203) (64) (64) (70) (60) (89) (76) (127) (127) (102) for c≥ Pulg. 8 3 5 /8 35/8 41/8 31/2 43/4 41/4 912 91/2 73/4 (mm) (203) (92) (92) (105) (89) (121) (108) (241) (241) (197) Profundidad mínima de la perforación en concreto ho Pulg. 2 25/8 3 3 /8 2 5 /8 4 3 3 /4 4 3 /4 4 4 1 /2 5 3 /4 (mm) (51) (67) (86) (67) (102) (98) (121) (102) (117) (146) Resistencia a la fluencia mínima especificada fy lb/pulg 2 100,000 84,800 84,800 84,800 (N/mm2 ) (690) (585) (585) (585)
Resistencia ultima mínima
especificada futa
lb/pulg 2
125,000 106,000 106,000 106,000
(N/mm2) (862) (731) (731) (731)
Área efectiva de esfuerzo a la
tensión Ase,N
Pulg.2 0.052 0.101 0.162 0.237
(mm2) (33.6) (65.0) (104.6) (152.8)
Esfuerzo del acero en tensión Nsa
lb 6,500 10,705 17,170 25,120
(kN) (28.9) (47.6) (76.4) (111.8)
Esfuerzo cortante del acero Vsa
lb 2,180 3,595 5,495 8,090 13,675
(kN) (9.7) (16.0) (24.4) (36.0) (60.8)
Esfuerzo cortante del acero,
sísmico3 Vsa,eq
lb 2,180 2,255 5,495 7,600 11,745
(kN) (9.7) (10.0) (24.4) (33.8) (52.2)
Esfuerzo de extracción,
concreto no fisurado4 Np,uncr
lb 2,160 2,515 4,110 NA 5,515 NA 9,145 NA 8,280 10,680 (kN) (9.6) (11.2) (18.3) (24.5) (40.7) (36.8) (47.5) Esfuerzo de extracción, concreto fisurado4 Np,cr lb NA 2,270 3,160 NA 4,915 NA NA (kN) (10.1) (14.1) (21.9)
Categoría del anclaje5 2 1
Factor de efectividad kuncr concreto no fisurado 24
Factor de efectividad kcr concreto fisurado
6
17
Ψc,N= kuncr/kcr
7
1.0
Coeficiente para la resistencia al arrancamiento, kcp 1.0 2.0 1.0 2.0
Factor de reducción de la resistencia φ, por tensión
modos de falla en el acero8 0.75
Factor de reducción de la Resistencia φ, por cortante
8 0.65
Factor de reducción de la Resistencia φ, por tensión, modos de falla o arrancamiento del concreto
Condición B9 0.55 0.65
Factor de reducción de la Resistencia φ, por cortante
modos de falla en el acero, Condición B9 0.70
Rigidez axial para un rango de cargas en servicio10
βuncr lb/pulg. 600,000
βcr lb/pulg. 135,000
Para SI: 1 pulg = 25.4 mm, 1 lbf = 4.45 N, 1 psi = 0.006895 MPa. Para unidades libra-pulg: 1 mm = 0.03937 pulgadas.
1
Ver Fig. 2.
2
Para concreto de arena de densidad liviana o densidad normal sobre plataformas de acero, ver Figuras 5A, 5B, 5C y 5D y Tablas 5 y 6.
3
Ver Sección 4.1.8 de este reporte.
4
Para todos los casos de diseño Ψc,P =1.0. NA (no aplica) denota que este valor no controla el diseño. Ver Sección 4.1.4 de este reporte.
5
Ver ACI 318-14 17.3.3 o ACI 318-11 D.4.3, según aplique.
6
Ver ACI 318-14 17.4.2.2 o ACI 318-11 D.5.2.2, según aplique.
7
Para todos los casos de diseño Ψc,N =1.0. Se debe usar el valor de efectividad apropiado para concreto fisurado (kcr) o concreto no fisurado (kuncr)
8
El anclaje KB-TZ es un elemento frágil de acero como se define en ACI 318-14 2.3 o ACI 318-11 D.1, según aplique.
9
Para uso con las combinaciones de cargas de ACI 318-14 Sección 5.3 o ACI 318-11 Sección 9.2, según aplique. La Condición B aplica cuando no se provee refuerzo complementario de acuerdo con ACI 318-14 17.3.3(c) o ACI 318-11 D.4.3(c), según aplique, o cuando gobierna la resistencia a la extracción o al arrancamiento.Para casos donde puede verificarse la presencia de refuerzo complementario, deben usarse los factores de reducción de la resistencia asociados con la Condición A.
10
ESR-1917 Los Más Confiables y Ampliamente Aceptados Página 9 de 14 TABLA 4—INFORMACIÓN DE DISEÑO, KB-TZ DE ACERO INOXIDABLE
INFORMACIÓN DE DISEÑO Símbolo Unidades 3 Diámetro nominal del anclaje
/8 1 /2 5 /8 3 /4 Anclaje O.D. da(do) pulg. 0.375 0.5 0.625 0.75 (mm) (9.5) (12.7) (15.9) (19.1)
Empotramiento mínimo efectivo1 hef
pulg. 2 2 31
/4 31/8 4 33/4 43/4
(mm) (51) (51) (83) (79) (102) (95) (121)
Espesor mínimo del elemento2 hmin
pulg. 4 5 4 6 6 8 5 6 8 6 8 8
(mm) (102) (127) (102) (152) (152) (203) (127) (152) (203) (152) (203) (203) Distancia crítica al borde cac
pulg. 43/8 3 7 /8 5 1 /2 4 1 /2 7 1 /2 6 7 8 7 /8 6 10 7 9 (mm) (111) (98) (140) (114) (191) (152) (178) (225) (152) (254) (178) (229) Distancia mínima al borde
cmin pulg. 21 /2 27/8 21/8 31/4 23/8 41/4 4 (mm) (64) (73) (54) (83) (60) (108) (102) for s≥ pulg. 5 5 3 /4 5 1 /4 5 1 /2 5 1 /2 10 8 1 /2 (mm) (127) (146) (133) (140) (140) (254) (216) Distancia mínimo del anclaje
smin pulg. 21/4 2 7 /8 2 2 3 /4 2 3 /8 5 4 (mm) (57) (73) (51) (70) (60) (127) (102) for c≥ pulg. 3 1 /2 41/2 31/4 41/8 41/4 91/2 7 (mm) (89) (114) (83) (105) (108) (241) (178) Profundidad mínima de la perforación en concreto ho Pulg. 25/8 2 5 /8 4 3 3 /4 4 3 /4 4 1 /2 5 3 /4 (mm) (67) (67) (102) (98) (121) (117) (146) Resistencia a la fluencias mínima especificada fy lb/pulg.2 92,000 92,000 92,000 76,125 (N/mm2 ) (634) (634) (634) (525)
Resistencia ultima mínima
especificada futa
lb/pulg.2
115,000 115,000 115,000 101,500
(N/mm2) (793) (793) (793) (700)
Área efectiva de esfuerzo a la
tensión Ase,N
pulg.2 0.052 0.101 0.162 0.237
(mm2) (33.6) (65.0) (104.6) (152.8)
Esfuerzo del acero en tensión Nsa
Lb 5,968 11,554 17,880 24,055
(kN) (26.6) (51.7) (82.9) (107.0)
Resistencia del acero en
cortante Vsa
lb 4,720 6,880 9,870 15,711
(kN) (21.0) (30.6) (43.9) (69.9)
Esfuerzo de extracción en
tensión, sísmica2 Np,eq
lb 2,340 (10.4) 2,735 NA NA 5,840 (26.0) 8,110 (36.1) NA (kN) (12.2)
Esfuerzo cortante del acero,
sísmico2 Vsa,eq
lb 2,825 6,880 9,350 12,890
(kN) (12.6) (30.6) (41.6) (57.3)
Esfuerzo de extracción, concreto no fisurado3 Np,uncr
lb 2,630
NA 5,760 NA NA 12,040
(kN) (11.7) (25.6) (53.6)
Esfuerzo de extracción, concreto
fisurado 3 Np,cr
lb 2,340 3,180
NA NA 5,840 8,110 NA
(kN) (10.4) (14.1) (26.0) (36.1)
Categoría del anclaje 4 1 2 1
Factor de efectividad kuncr concreto no fisurado 24
Factor de efectividad kcr concreto fisurado 5 17 24 17 17 17 24 17
ΨC,N= kuncr/kcr 6 1.0
Factor de reducción de la resistencia φ, por tensión
modos de falla en el acero 7 0.75
Factor de reducción de la Resistencia φ, por cortante,
modos de falla en el acero7 0.65
Factor de reducción de la Resistencia φ, por tensión,
modos de falla en el concreto, Condición B8 0.65 0.55 0.65
Coeficiente para la resistencia al arrancamiento, kcp 1.0 2.0
Factor de reducción de la resistencia φ, por cortante,
modos de falla en el concreto,Condición B8 0.70
Rigidez axial para un rango de cargas en servicio9
βuncr lb/pulg. 120,000
βcr lb/pulg. 90,000
Para SI: 1 pulg = 25.4 mm, 1 lbf = 4.45 N, 1 psi = 0.006895 MPa Para unidades libra-pulg: 1 mm = 0.03937 pulg.
1
Ver Fig. 2.
2
Ver Sección 4.1.8 de este reporte. NA (no aplica) denota que este valor no controla el diseño.
3
Para todos los casos de diseño Ψc,P =1.0. NA (no aplica) denota que este valor no controla el diseño. Ver Sección 4.1.4 de este reporte.
4
Ver ACI 318-14 17.3.3 o ACI 318-11 D.4.3, según aplique.
5
Ver ACI 318-14 17.4.2.2 o ACI 318-11 D.5.2.2, según aplique.
6
Para todos los casos de diseño Ψc,N =1.0. Se debe usar el valor de efectividad apropiado para concreto fisurado (kcr) o concreto no fisurado (kuncr).
7
El anclaje KB-TZ es un elemento dúctil de acero como se define en ACI 318 D.1.
8
Para uso con las combinaciones de cargas de ACI 318-14 Sección 5.3 o ACI 318-11 Sección 9.2, según aplique. La Condición B aplica cuando no se provee refuerzo complementario de acuerdo con ACI 318-14 17.3.3(c) o ACI 318-11 D.4.3(c), según aplique, o cuando gobierna la resistencia a la extracción o al arrancamiento. Para casos donde puede verificarse la presencia de refuerzo complementario, deben usarse los factores de reducción de la resistencia asociados con la Condición A.
9
ESR-1917 Los Más Confiables y Ampliamente Aceptados Página 10 de 14
FIGURA 4—INTERPOLACIÓN DE DISTANCIA MÍNIMA AL BORDE Y DISTANCIA DEL ANCLAJE
TABLA 5—INFORMACIÓN DE DISEÑO DE TENSIÓN Y DE CORTANTE DE ANCLAJES DE ACERO AL CARBONO HILTI KWIK BOLT TZ (KB-TZ) PARA INSTALACIÓN EN EL ELEMENTO EN LA LOSA COMPUESTA6,7,8
INFORMACIÓN DE
DISEÑO Símbolo
Unid ades
Diámetro del Anclaje
3
/8 1/2 5/8 3/4
Profundidad de
empotramiento efectiva hef pulg. 1 1 /2 2 2 3 /4 2 3 1 /4 3 1 /8 4 3 1 /4 3 3 /4 Profundidad mínima de la perforación ho pulg. 2 2 5 /8 3 3 /8 2 5 /8 4 3 3 /4 4 3 /4 4 4 1 /2
Cargas de acuerdo con la Figura 5A
Resistencia a la extracción, concreto no fisurado 5 Np,deck,uncr lb 1,365 2,060 3,070 2,060 3,695 2,825 6,555 4,230 4,255 Resistencia a la extracción, concreto fisurado 6 Np,deck,cr lb 1,145 1,460 2,360 1,460 2,620 2,000 4,645 3,000 3,170
Resistencia del acero en
cortante 7 Vsa,deck lb 1,745 2,130 2,715 3,000 4,945 4,600 6,040 4,840 6,190
Resistencia del acero en
cortante, sísmico 8 Vsa,deck,eq lb 1,340 1,340 1,710 3,000 4,945 4,320 5,675 3,870 5,315
Cargas de acuerdo con la Figura 5B
Resistencia a la extracción, concreto no fisurado 5 Np,deck,uncr lb 1,365 2,010 3,070 2,010 3,695 2,825 5,210 4,230 4,255 Resistencia a la extracción, concreto fisurado 6 Np,deck,cr lb 1,145 1,425 2,360 1,425 2,620 2,000 3,875 3,000 3,170
Resistencia del acero en
cortante 7 Vsa,deck lb 1,745 2,130 2,715 2600 4,065 4,600 5,615 4,840 6,190
Resistencia del acero en
cortante, sísmico 8 Vsa,deck,eq lb 1,340 1,340 1,710 2600 4,065 4,320 5,275 3,870 5,315
Cargas de acuerdo con la Figura 5C
Resistencia a la extracción, concreto no fisurado 5 Np,deck,uncr lb 1,285 1,845 1,865 3,375 4,065 Resistencia a la extracción, concreto fisurado 6 Np,deck,cr lb 1,080 1,660 1,325 3,005 2,885 Resistencia del acero en
cortante 7 Vsa,deck lb 1,845 2,845 2,585 3,945 4,705
Resistencia del acero en
cortante, sísmico 8 Vsa,deck,eq lb 1,790 1,790 2,585 3,945 4,420 1
Las instalaciones deben cumplir con las Secciones 4.1.10 y 4.3 y las Figuras 5A, 5B y 5C de este reporte.
2Los valores para ɸ
pen tensión y ɸsa en cortante se encuentran en la Tabla 3 de este reporte. 3
La resistencia a la extracción característica para resistencia a la compresión de concreto mayor a 3,000 psi puede incrementarse multiplicando el valor en la tabla por (f ' c / 3000)
1/2
para psi o (f 'c / 20.7) 1/2
para MPa [se requiere un mínimo de 24 MPa de acuerdo con ADIBC Apéndice L, Sección 5.1.1].
4
No se requiere la evaluación de la capacidad de desprendimiento del concreto para anclajes instalados en el elemento de láminas de acuerdo conACI 318-14 17.4.2, 17.5.2 y 17.5.3 o con ACI 318-11 D.5.2, D.6.2, y D.6.3, según aplique.
5
Los valores listados deben usarse de acuerdo con la Sección 4.1.4 de este reporte.
6
Los valores listados deben usarse de acuerdo con las Secciones 4.1.4 y 4.1.8.2 de este reporte.
7
Los valores listados deben usarse de acuerdo con la Sección 4.1.5 de este reporte.
8
Los valores listados deben usarse de acuerdo con la Sección 4.1.8.3 de este reporte. Los valores son aplicables a combinaciones de cargas estáticas y sísmicas
sdiseño cdiseño
ESR-1917 Los Más Confiables y Ampliamente Aceptados Página 11 de 14 TABLA 6—INFORMACIÓN DE INSTALACIÓN DE ANCLAJES DE ACERO AL CARBONO HILTI KWIK BOLT TZ (KB-TZ)
EN LA PARTE SUPERIOR DE LOSAS COMPUESTAS DE CONCRETO RELLENO ACUERDO CON LA FIGURA 5D1,2,3,4 INFORMACIÓN DE
DISEÑO Símbolo Unidades
Diámetro nominal del anclaje
3/8 1/2
Profundidad de
Empotramiento Efectiva hef pulg. 11/2 2 2
Profundidad de
Empotramiento Nominal hnom pulg. 1
13 /16 25/16 23/8 Profundidad Mínima de la Perforación h0 pulg. 2 2 5 /8 2 5 /8
Espesor mínimo del
concreto5 hmin,deck pulg. 21/4 31/4 31/4
Distancia crítica al borde cac,deck,top pulg. 8 41/2 6
Distancia mínima al borde cmin,deck,top pulg. 16 3 41/2
Distancia mínima entre
anclajes smin,deck,top pulg. 8 4 61/2
Torque de apriete
requerido Tinst pie-lb 25 25 40
1
La instalación debe cumplir con las Secciones 4.1.10 y 4.3 y la Figura 5D de este reporte.
2
Para todos los otros diámetros de anclajes y profundidades de empotramiento ver las Tablas 3 y 4 para los valores aplicables para hmin, cmin, y smin
3
La capacidad de diseño debe estar basada en cálculos de acuerdo con los valores de las Tablas 3 y 4 de este reporte.
4
Aplicable para 31/4-pulg. ≤ hmin,deck < 4-pulg. Para hmin,deck≥ 4-pulg. use la información de la Tabla 3 de este reporte. 5
El espesor mínimo del concreto se refiere al espesor del concreto encima del canal superior. Ver Figura 5D
FIGURA 5B—INSTALACIÓN EN EL ELEMENTO DE CONCRETO SOBRE LOSAS COMPUESTAS – LÁMINA W 1 1
Los anclajes deben colocarse en el canal superior o inferior de la plataforma de acero perfilada siempre que el despeje mínimo de la perforación sea satisfactorio.
FIGURA 5A—INSTALACIÓN EN EL ELEMENTO DE CONCRETO SOBRE LOSAS COMPUESTAS – LÁMINA W 1 1
Los anclajes deben colocarse en el canal superior o inferior de la lámina de acero perfilada siempre que el despeje mínimo la perforación sea satisfactorio.
ESR-1917 Los Más Confiables y Ampliamente Aceptados Página 12 de 14
FIGURA 5C—INSTALACIÓN EN EL ELEMENTO DE CONCRETO SOBRE LOSAS COMPUESTAS – LÁMINA B1,2 1
Los anclajes deben colocarse en el canal superior o inferior de la plataforma de acero perfilada siempre que el despeje mínimo de la perforación sea satisfactorio. Los anclajes en el canal inferior deben instalarse con un intervalos de máximo 1/8- pulg en ambas direcciones desde el centro del canal. La distancia de desplazamientos incrementará proporcionalmente para perfilados con canales inferiores más anchos que los mostrados siempre que la distancia mínima al borde del canal inferior es satisfactoria.
2
Los anclajes deben ser colocados en el canal superior de la losa compuesta de acuerdo con la Figura 5B, es satisface es satisfactorio que el espesor del concreto encima del canal superior es de 31/4-pulg. mínimo y el despeje mínimo de la perforación es de
5
/8-pulg.
FIGURA 5D—INSTALACIÓN EN LA PARTE SUPERIOR DE CONCRETO SOBRE LOSAS COMPUESTAS – LÁMINA B 1,2 1
Ver Tabla 6 para información sobre los ajustes de anclajes en la parte superior de concreto sobre plataformas de acero.
2
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TABLA 7—EJEMPLO CON FINES ILUSTRATIVOS DE VALORES PERMISIBLES DE DISEÑO POR RESISTENCIA Tensión Permisible (lbf)
Diámetro Nominal del Anclaje (pulg.)
Profundidad de empotramiento (pulg.)
Acero al Carbono Acero Inoxidable
f'c = 2,500 psi 3 /8 11/2 800 NA 2 1,105 1,155 23/4 1,805 NA 1 /2 2 1,490 1,260 31/ 4 2,420 2,530 5/ 8 31/8 2,910 2,910 4 4,015 4,215 3 /4 31/4 3,085 NA 33/ 4 3,635 3,825 43/4 4,690 5,290
Para SI: 1 lbf = 4.45 N, 1 psi = 0.00689 MPa 1 psi = 0.00689 MPa. 1 pulg = 25.4 mm.
1
Anclajes individuales con carga de tensión estática únicamente.
2
Se determina que el concreto debe permanecer sin fisuras durante la vida servicio del anclaje
3
Combinaciones de carga de ACI 318-14 Sección 5.3 o ACI 318-11 Sección 9.2, según aplique (no carga sísmica)
4
30% carga muerta (D) y 70% carga viva (L); combinaciones de carga controladora 1.2 D + 1.6 L
5
Cálculo de del promedio ponderado de α = 0.3*1.2 + 0.7*1.6 = 1.48 6
f 'c = 2,500 psi (concreto de densidad normal). 7
ca1 = ca2≥ cac 8
h ≥ hmin 9
Los valores son para la Condición B cuando no se proporcionó refuerzo complementario de acuerdo con ACI 318-14 17.3.3(c) o ACI 318-11 D.4.3(c), según aplique.
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Proporcionado:
Dos anclajes de acero al carbono KB-TZ de ½-pulg. bajo carga de tensión estática como se muestra.
hef = 3.25 pulg.
Concreto de densidad normal, f'c = 3,000 psi
Sin refuerzo complementario (Condición B por ACI 318-14 17.3.3(c) o ACI 318-11 D.4.3(c), según aplique)
Se asume que es concreto fisurado ya que no hay otra información disponible.
Necesario: Usar Diseño de Tensión Permisible (ASD) para calcular la carga de tensión permisible para esta configuración...
Cálculo por ACI 318-14 Capítulo 17, ACI 318-11 Apéndice D y este reporte. Ref. ACI 318-14
Ref. ACI 318-11
Ref. Reporte
Paso 1. Calcular la capacidad del acero: φNs =φnA fse ut= 0.75×2 × 0.101× 106,000 = 16,059 lb
Revisar si futa no es mayor que 1.9fya y 125,000 psi.
17.4.1.2 17.3.3(a) D.5.1.2 D.4.3(a) §4.1.2 Tabla 3
Paso 2. Calcular la resistencia al desprendimiento de concreto de anclaje en tensión:
b N cp N c N ed N ec, , , ,
N
Nco Nc cbgA
A
N
=
ψ
ψ
ψ
ψ
17.4.2.1 D.5.2.1 § 4.1.3Paso 2a. Verificar espesor mínimo del elemento, distancia y distancia al borde:
hmin= 6 pulg. ≤ 6 pulg. ∴ok
pendiente =2.3753.5−−2.375 = 5.75 −3.0 17.7 D.8 Tabla 3 Fig. 4
smin=5.75 – [(2.375 – 4.0)(-3.0)] = 0.875 < 2.375 pulg. < 6 pulg.
∴
OKPaso 2b. Para AN revisar 1.5hef = 1.5(3.25) = 4.88 pulg. > c 3.0hef = 3(3.25) = 9.75 pulg. > s
17.4.2.1 D.5.2.1 Tabla 3
Paso 2c. Calcular ANco y ANc para el anclaje: 𝐴𝐴𝑁𝑁𝑐𝑐𝑁𝑁= 9ℎ𝑒𝑒𝑓𝑓2 = 9 × (3.25)2= 95.1𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝.2
𝐴𝐴𝑁𝑁𝑐𝑐=�1.5ℎ𝑒𝑒𝑓𝑓+𝑐𝑐��3ℎ𝑒𝑒𝑓𝑓+𝑠𝑠�= [1.5 × (3.25) + 4][3 × (3.25) + 6] = 139.8𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝.2< 2𝐴𝐴𝑁𝑁𝑐𝑐𝑁𝑁∴ 𝑜𝑜𝑜𝑜
17.4.2.1 D.5.2.1 Tabla 3
Paso 2d. Determinarψec,N: eN' =0∴ψec,N =1.0 17.4.2.4 D.5.2.4 - Paso 2e. Calcular Nb:𝑁𝑁𝑏𝑏=𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐𝜆𝜆𝑎𝑎�𝑓𝑓𝑐𝑐′ℎ𝑒𝑒𝑓𝑓1.5= 17 × 1.0 ×√3,000 × 3.251.5= 5,456 𝑝𝑝𝑙𝑙 17.4.2.2 D.5.2.2 Tabla 3 Paso 2f.Calcular factor de modificación para distancia del borde:: 0.95
) 25 . 3 ( 5 . 1 4 3 . 0 7 . 0 ,N= + = ed ψ 17.4.2.5 D.5.2.5 Tabla 3
Paso 2g. Calcular factor de modificación para concreto fisurado: ψc,N=1.00 (concreto fisurado) 17.4.2.6 D.5.2.6 Tabla 3 Paso 2h. Calcular factor de modificación para división
N cp,
ψ =1.00 (concreto fisurado) - - § 4.1.10
Tabla 3
Paso 2i. Calcular φNcbg : φNcbg =0.65 ×
139.8 95.1 × 1.00 × 0.95 × 1.00 x 5,456 = 4,952 lb 17.4.2.1 17.3.3(c) D.5.2.1 D.4.3(c) § 4.1.3 Tabla 3 Paso 3. Revisar Resistencia al desprendimiento:
Tabla, φnNpn,f′c = 0.65 × 2 × 5,515 lb x �32,,000500 = 7,852 lb >4,952
∴
OK 17.4.3.2 17.3.3(c) D.5.3.2 D.4.3(c) § 4.1.4 Tabla 3Paso 4. Resistencia controladaφNcbg = 4,952 lb < φnNpn < φNs∴φNcbg controla 17.3.1.2 D.4.1.2 Tabla 3
Paso 5.Para convertir a ASD, se asume U = 1.2D + 1.6L: Tpermisible = 4,9521.48 = 3,346 lb. - - § 4.2 FIGURA 7—EJEMPLO DE CÁLCULO
Para cmin = 4 pulg. => 2.375 controla
2.375, 5.75 smin 3.5, 2.375 cmin 0.875 4
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DIVISION: 03 00 00—CONCRETE
SECTION: 03 16 00—CONCRETE ANCHORS
DIVISION: 05 00 00—METALS
SECTION: 05 05 19—POST-INSTALLED CONCRETE ANCHORS
REPORT HOLDER:
HILTI, INC.
7250 DALLAS PARKWAY, SUITE 1000
PLANO, TEXAS 75024
EVALUATION SUBJECT:
HILTI KWIK BOLT TZ CARBON AND STAINLESS STEEL ANCHORS
IN CRACKED AND UNCRACKED CONCRETE
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ESR-1917
Reissued May 2015 Revised September 2016 This report is subject to renewal May 2017.www.icc-es.org
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A Subsidiary of the International Code Council
®DIVISION: 03 00 00—CONCRETE Section: 03 16 00—Concrete Anchors DIVISION: 05 00 00—METALS
Section: 05 05 19—Post-Installed Concrete Anchors REPORT HOLDER:
HILTI, INC.
7250 DALLAS PARKWAY, SUITE 1000 PLANO, TEXAS 75024
(800) 879-8000
www.us.hilti.com
EVALUATION SUBJECT:
HILTI KWIK BOLT TZ CARBON AND STAINLESS STEEL ANCHORS IN CRACKED AND UNCRACKED CONCRETE 1.0 EVALUATION SCOPE
Compliance with the following codes:
2015, 2012, 2009 and 2006 International Building Code® (IBC)
2015, 2012, 2009 and 2006 International Residential Code® (IRC)
2013 Abu Dhabi International Building Code (ADIBC)† †
The ADIBC is based on the 2009 IBC. 2009 IBC code sections referenced in this report are the same sections in the ADIBC.
For evaluation for compliance with the National Building Code of Canada® (NBCC), see listing report ESL-1067 at http://www.icc-es.org/reports/pdf_files/ESL-1067.pdf Property evaluated:
Structural
2.0 USES
The Hilti Kwik Bolt TZ anchor (KB-TZ) is used to resist static, wind, and seismic tension and shear loads in cracked and uncracked normal-weight concrete and lightweight concrete having a specified compressive strength, f′c, of 2,500 psi to 8,500 psi (17.2 MPa to
58.6 MPa) [minimum of 24 MPa is required under ADIBC Appendix L, Section 5.1.1].
The 3/8-inch- and 1/2-inch-diameter (9.5 mm and
12.7 mm) carbon steel KB-TZ anchors may be installed in the topside of cracked and uncracked normal-weight or sand-lightweight concrete-filled steel deck having a minimum member thickness, hmin,deck, as noted in Table 6
of this report and a specified compressive strength, f′c,
of 3,000 psi to 8,500 psi (20.7 MPa to 58.6 MPa) [minimum of 24 MPa is required under ADIBC Appendix L, Section 5.1.1]. The 3/8-inch-, 1 /2-inch-, 5 /8-inch- and 3 /4-inch diameter
(9.5 mm, 12.7 mm and 15.9 mm) carbon steel KB-TZ anchors may be installed in the soffit of cracked and uncracked normal-weight or sand-lightweight concrete over metal deck having a minimum specified compressive strength, f'c, of 3,000 psi (20.7 MPa) [minimum of 24 MPa
is required under ADIBC Appendix L, Section 5.1.1].
The anchoring system complies with anchors as described in Section 1901.3 of the 2015 IBC, Section 1909 of the 2012 IBC, and Section 1912 of the 2009 and 2006 IBC. The anchoring system is an alternative to cast-in-place anchors described in Section 1908 of the 2012 IBC, and Section 1911 of the 2009 and 2006 IBC. The anchors may also be used where an engineered design is submitted in accordance with Section R301.1.3 of the IRC.
3.0 DESCRIPTION 3.1 KB-TZ:
KB-TZ anchors are torque-controlled, mechanical expansion anchors. KB-TZ anchors consist of a stud (anchor body), wedge (expansion elements), nut, and washer. The anchor (carbon steel version) is illustrated in Figure 1. The stud is manufactured from carbon steel or AISI Type 304 or Type 316 stainless steel materials. Carbon steel KB-TZ anchors have a minimum 5 μm (0.0002 inch) zinc plating. The expansion elements for the carbon and stainless steel KB-TZ anchors are fabricated from Type 316 stainless steel. The hex nut for carbon steel conforms to ASTM A563-04, Grade A, and the hex nut for stainless steel conforms to ASTM F594.
The anchor body is comprised of a high-strength rod threaded at one end and a tapered mandrel at the other end. The tapered mandrel is enclosed by a three-section expansion element which freely moves around the mandrel. The expansion element movement is restrained by the mandrel taper and by a collar. The anchor is installed in a predrilled hole with a hammer. When torque is applied to the nut of the installed anchor, the mandrel is drawn into the expansion element, which is in turn expanded against the wall of the drilled hole.
3.2 Concrete:
Normal-weight and lightweight concrete must conform to Sections 1903 and 1905 of the IBC.
3.3 Steel Deck Panels:
Steel deck panels must be in accordance with the configuration in Figures 5A, 5B, 5C and 5D and have a
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