Las disposiciones de anclaje en el código ACI 318-25 reducen el conservadurismo, aclaran el uso y toman en cuenta los efectos de la confiabilidad y la redundancia, además de incorporar grandes actualizaciones para el cálculo de ruptura de los grupos de barras de refuerzo. En este artículo, publicado originalmente por la revista Structure Magazine, se explican los cambios que presenta ACI 318-25 en esta materia.
Autor: Kenton McBride, Ph.D en Ingeniería Estructural de la Universidad de Florida, director de Códigos y Estándares en Hilti North America, presidente de la Asociación de Productores de Anclajes para Hormigón y Mampostería (CAMA, en sus siglas en inglés).
Fuente: Structure Magazine
Traducción: Felipe Kraljevich M.
“Anclaje” en hormigón es un término ampliamente utilizado que puede referirse a elementos de hormigón, incluidos dispositivos de anclaje pretensados, conexiones entre elementos de hormigón a través de barras de refuerzo y conexiones entre elementos de hormigón y acero a través de elementos de anclaje de acero. Si bien estos tipos de anclaje poseen principios comunes en la transferencia de fuerza, tradicionalmente han sido tratados como mutuamente excluyentes en las disposiciones del código.
El código de construcción ACI 318-25, Requisitos de Reglamento para Hormigón Estructural, del American Concrete Institute (ACI), introduce importantes cambios en el anclaje de las conexiones de acero a hormigón y de las barras de refuerzo. Además de actualizar los factores dentro de las ecuaciones existentes, se implementaron medidas que avanzan en el reconocimiento de las cosas en común entre el anclaje acero/hormigón y hormigón/hormigón en su “Capítulo 17: Anclaje al Hormigón” y en el “Capítulo 25: Detalles del Refuerzo”.
Este artículo se enfoca en los cambios más importantes relacionados al anclaje en ACI 318-25, capítulos 17 y 25. Los cambios al Capítulo 17 abordan ineficiencias y conceptos de confiabilidad, mientras que los cambios al capítulo 25 incluyen nuevos requisitos al Capítulo 17 en el tratamiento de fallas por ruptura (colapso) del hormigón.
Cambios al Capítulo 17: Anclaje al hormigón en ACI 318-25
El Capítulo 17 de ACI 318 entrega requisitos de diseño para el anclaje entre elementos de acero y hormigón. El alcance del Capítulo 17 incluye anclajes con cabeza fundida in situ, anclajes mecánicos y adhesivos postinstalados, y orejetas de corte. Los modos de fallo incorporados en el Capítulo 17 para las comprobaciones de diseño por tensión y corte se resumen en la Tabla 17.5.1. La sección 17.8 aborda la interacción entre los modos de fallo de tracción y corte.
En esta sección se examinan cinco grandes cambios en las disposiciones de diseño:
Cambio 1: Actualizaciones a los factores de seguridad.
Cambio 2: Introducción de un término de momento de vuelco beneficioso.
Cambio 3: Separación beneficiosa de los modos de fallo del hormigón y del acero en las ecuaciones de interacción.
Cambio 4: Uso permitido de los nuevos factores del Capítulo 25 para el uso del refuerzo existente.
Cambio 5: Clarificaciones sobre el uso de barras de refuerzo como refuerzo de anclaje.
Además de estos cinco cambios técnicos presentados, se realizaron cambios editoriales aclaratorios en todo el Capítulo 17.
Capítulo 17, Cambio 1: Actualizaciones a los factores de seguridad
En ACI 318-19, los factores de reducción de resistencia, ϕ, por anclaje se definen en el Capítulo 17 a diferencia de otros Capítulos cuyos factores ϕ se encuentran en el Capítulo 21. Los factores del Capítulo 17 se separaron principalmente para abordar las características de sensibilidad y confiabilidad específicas del producto a través de una asignación de “Categoría de Anclaje”, definición que proviene de una calificación.
En ACI 318-25, los factores ϕ se trasladaron al Capítulo 21 para ser coherentes con el resto del documento. Los ajustes a la Categoría de Anclaje y la condición de refuerzo suplementario se desvincularon de ϕ y se separaron en un nuevo factor de modificación, ψa. Todas las ecuaciones relacionadas a los modos de fallo del hormigón por anclajes mecánicos o adhesivos postinstalados ahora cambiaron para incorporar este factor ψa adicional. Finalmente, se realizó una nueva distinción entre fijaciones redundantes y no redundantes, lo que proporciona un beneficio de capacidad para las fijaciones que se consideran redundantes.
Se proporcionan comentarios sobre la redundancia de anclajes en una versión revisada de R17.5.3, que establece que “se puede suponer redundancia cuando se puede demostrar que la falla de un solo anclaje o punto de anclaje no da como resultado la pérdida de retención de la posición o un colapso progresivo”. Si bien cada caso requerirá de un criterio de ingeniería para determinar si una fijación es redundante o no, un ejemplo de una fijación redundante podría ser una línea de fijaciones de un solo punto de una tubería a un techo donde la falla de cualquier anclaje individual no da como resultado una falla progresiva de los anclajes cercanos o la falla de cualquier otro componente en la trayectoria de carga. Otro ejemplo en un grupo de anclajes podría ser demostrar que la falla de cualquier anclaje individual no provocará la falla del grupo de anclajes, la placa base o cualquier componente dentro de la trayectoria de carga.
La Tabla 1 presenta los nuevos factores ϕ relacionados con los anclajes del Capítulo 21 de ACI 318-25. La Tabla 2 compara los resultados del nuevo producto ϕ. ψa para los modos de fallo por tracción del hormigón de ACI 318-25 con el factor equivalente ϕ de ACI 318-19. Se puede observar que el producto ϕ. ψa para conexiones redundantes en ACI 318-25 es aproximadamente equivalente a los factores ϕ de ACI 318-19, mientras que las capacidades de conexiones no redundantes se reducen entre un 10% y un 15%. La Tabla 3 compara los valores de seguridad entre las dos ediciones del código para los modos de fallo por corte del hormigón.
| Descripción | ϕ |
| Anclaje para barras de refuerzo | 0,75 |
| Refuerzo de anclaje de acuerdo con Sección 17.5.2.1 | 0,90 |
| Falla del hormigón en anclajes en tensión, no redundantes | 0,65 |
| Falla del hormigón en anclajes en tensión, redundantes | 0,75 |
| Falla del hormigón en anclajes en corte | 0,75 |
| Anclaje de acero, tensión, dúctil | 0,75 |
| Anclaje de acero, tensión, no dúctil | 0,65 |
| Anclaje de acero, corte, dúctil | 0,65 |
| Anclaje de acero, corte, no dúctil | 0,60 |
| Variables | ACI 318-19 | ACI 318-25 | ||||||
| Condición | Tipo | Cat. | ϕ | ψa | Redundante | No Redundante | ||
| ϕ | ϕ. ψa | ϕ | ϕ. ψa | |||||
| Refuerzo Suplementario no presente | In situ | n/a | 0,70 | 0,95 | 0,75 | 0,71 | 0,65 | 0,62 |
| Post Instalado | 1 | 0,65 | 0,85 | 0,64 | 0,55 | |||
| 2 | 0,55 | 0,75 | 0,56 | 0,49 | ||||
| 3 | 0,45 | 0,60 | 0,45 | 0,39 | ||||
| Refuerzo suplementario presente* | In situ | n/a | 0,75 | 1,0 | 0,75 | 0,65 | ||
| Post Instalado | 1 | 0,75 | 1,0 | 0,75 | 0,65 | |||
| 2 | 0,65 | 0,85 | 0,64 | 0,55 | ||||
| 3 | 0,55 | 0,75 | 0,56 | 0,49 | ||||
| Condición | 318-19 | 318-25 | ||
| ϕ | ψa | ϕ | ϕ. ψa | |
| Refuerzo suplementario no presente | 0,70 | 0,95 | 0,75 | 0,71 |
| Refuerzo suplementario presente* | 0,75 | 1,0 | 0,75 | |
Capítulo 17, Cambio 2: Introducción de un Término Beneficioso para tener en cuenta la compresión debida al momento de vuelco de la conexión
ACI 318-25 presenta un nuevo factor de aumento de resistencia, ψcm,N, en la Sección 17.6.2.7 para el arranque del hormigón en tensión, para tener en cuenta la influencia positiva de la punta de compresión de un momento de conexión de vuelco. Mientras que el comportamiento descrito por este factor está relacionado en principio con un puntal de hormigón, no funciona del mismo modo porque la condición de anclaje incluye una superficie de hormigón no confinada que no produce el mismo estado de tensión triaxial que un puntal dentro de una masa de hormigón. La nueva ecuación (17.6.2.7.1) se proporciona a continuación.
La Figura 1 (a la izquierda) ilustra las variables incluidas en el cálculo de ψcm,N y la Figura 1 (a la derecha) muestra la influencia de la ratio del brazo de palanca interno en la profundidad del empotramiento del grupo de anclaje.
Figura 1: Ilustración de las variables ψcm,N (izquierda) y la relación entre z/hef y ψcm,N (derecha. ψcm,N es el eje Y del gráfico y z/hef, el eje X)
Capítulo 17, Cambio 3: Separación beneficiosa de los modos de falla en ecuaciones de interacción
El código ACI 318-19 simplifica de manera conservadora la interacción entre los modos de fallo por tracción y por corte, determinando los modos de falla por tracción y por corte que gobiernan y combinándolos en una única ecuación de interacción. Al reducir todos los modos de falla a una única ecuación de interacción, el ACI 318-19 permite la posibilidad que un modo de falla del hormigón determinante interactúe con un modo de falla del acero gobernante. La Figura 2 muestra un diagrama de la interacción entre la tracción y el corte en ACI 318-19.
Sin embargo, es bien conocido que los modos de falla en el hormigón interactúan sólo con otros modos de falla en el hormigón y que los modos de falla en el acero sólo interactúan con otros modos de falla en el acero. Reconociendo que los modos de falla del hormigón y del acero se comportan por separado y también reconociendo que no es necesario un cálculo de interacción simplificado para simplificar el proceso de diseño, el código ACI 318-25 separa la interacción en tres ecuaciones, una para la falla del hormigón en anclajes individuales, una para la falla del hormigón en grupos de anclaje y una para la falla del acero. Al separar la interacción del acero y del hormigón, se elimina el conservadurismo innecesario, lo que produce diseños más eficientes en muchos casos. La Figura 3 muestra un diagrama de flujo de la interacción entre tracción y corte en ACI 318-25.
Capítulo 17, Cambio 4: Uso permitido de los nuevos factores del Capítulo 25 para el uso de refuerzo existente
Se permite el uso de la nueva ecuación (25.4.11.2) del Capítulo 25 para el cálculo de la capacidad de ruptura por tracción de los anclajes en la nueva Sección 17.1.6 del ACI 318-25. Revisar la sección “Cambio 1” del Capítulo 24. Cuando se utilice la ecuación (25.4.11.2) en un diseño por Capítulo 17, se aplican los siguientes restricciones y requisitos notables:
- Los factores kc utilizados para determinar Ncm son los mismos que se utilizan para el diseño por Capítulo 17 en contraste a los factores kc más altos permitidos, utilizados en la ecuación de diseño (25.4.11.2).
- Se permite que el factor relativo a la fisuración del hormigón, ψcm,N, sea mayor que 1,0 de acuerdo con el Capítulo 17.
- El factor ψa se determina de acuerdo con el Capítulo 17.
El término “refuerzo distribuido” Nsrg no se puede utilizar en combinación con las disposiciones de “refuerzo de anclaje” del Capítulo 17.
Capítulo 17, Cambio 5: Clarificaciones en el uso de barras de refuerzo como refuerzo de anclaje
Las disposiciones sobre refuerzo de anclaje del Capítulo 17 de ACI 318 permiten omitir los cálculos de ruptura del hormigón y sustituirlos por cálculos de acero de barras de refuerzo especiales cuando estas cumplan con los requisitos geométricos de la Sección 17.5.2.1. Se introdujeron dos cambios técnicos en el uso de barras de refuerzo como refuerzo de anclajes.
La Sección 17.5.2.1 ahora se divide en dos subsecciones, 17.5.2.1.1 y 17.5.2.1.2, para el refuerzo de anclaje destinado a interceptar la ruptura por tracción y corte, respectivamente. En ambas subsecciones, un componente aclaratorio (b) establece que las patas del refuerzo de anclaje deben ser paralelas a la dirección de la carga aplicada. La nueva Sección 17.5.2.1.3 aclara además que cuando el refuerzo de anclaje cumple con los requisitos de 17.5.2.1 no está orientado paralelo a la carga, sólo se permite que el componente paralelo de la barra de refuerzo al cálculo de la resistencia del refuerzo de anclaje.
Una nueva Sección 17.5.2.1.4 establece que los cálculos de fricción por corte de la Sección 22.9 no pueden utilizarse en el diseño del refuerzo de anclaje. Esto implica la prohibición de utilizar cálculos de fricción por corte para reemplazar los cálculos de rotura del hormigón por tracción y corte.
Cambios al Capítulo 25: Detalles del Refuerzo en ACI 318-25
El anclaje de las barras de refuerzo se aplica generalmente a la conexión entre dos elementos estructurales de hormigón, por ejemplo, entre columnas y fundaciones.
Esta sección examina dos cambios importantes en las disposiciones de diseño:
Cambio 1: Requisitos de diseño para la ruptura de un grupo de barras de refuerzo.
Cambio 2: Actualizaciones de las ecuaciones de longitud de desarrollo de barras con gancho y barras con cabeza.
Otros cambios al Capítulo 25 que no se desarrollan en este artículo incluyen actualizaciones a los requisitos de calificación y clasificación de acopladores y cambios editoriales en todo el capítulo.
Capítulo 25, Cambio 1: Requisitos de diseño para la ruptura de un grupo de barras de refuerzo
La Sección 17.1.6 de ACI 318-19 establece que se requiere la consideración de la ruptura de grupos de barras de refuerzo. Sin embargo, no entrega soluciones para determinar la capacidad de ruptura que incorporen niveles de seguridad para el problema de los grupos de barras de refuerzo, dejando todo a consideración del juicio del ingeniero.
ACI 318-25 introduce una importante expansión a las disposiciones para la ruptura de grupos de barras de refuerzo al proporcionar ecuaciones explícitas en la nueva Sección 25.4.11 a un nivel de seguridad correspondiente a las ecuaciones de longitud de desarrollo existentes en el Capítulo 25. La ecuación (25.4.11.2) proporciona la expresión básica para la capacidad de ruptura de grupos de barras de refuerzo, incorporando un término de contribución del hormigón, Ncpg, y un término de contribución del acero, Nsrg.
Ncpg se calcula utilizando la ecuación de ruptura en la Sección 17.6.2 con las siguientes modificaciones:
Un factor ϕ de 0,90 se asigna a la capacidad de ruptura, en contraste con factores ϕ más bajos para el diseño por Capítulo 17. El autor infiere ψa = 1,0 en este cálculo (ver Capítulo 17, Cambio 1).
Se permite tomar el factor de efectividad del hormigón kc, como 35 para barras de refuerzo rectas y 40 para barras de refuerzo con ganchos y cabeza O se permite utilizar la ecuación 17.6.2.2.3 con un factor de aumento adicional de 5/3.
El factor de hormigón fisurado ψc,N siempre se considera como 1,0, ya que los factores kc anteriores ya incorporan la condición de hormigón no fisurado. La condición de hormigón no fisurado se acepta en estas disposiciones ya que el anclaje de las barras de refuerzo incluye empotramientos más largos que los anclajes poco profundos que se ven más afectados por las fisuras bisecantes.
Nsrg se define por la ecuación (25.4.11.5) de ACI 318-25 y se aplica al “refuerzo distribuido” con las siguientes propiedades ilustradas en la Figura 4:
El refuerzo distribuido no debe tener un diámetro mayor que las barras ancladas, está encabezado o enganchado al extremo embebido y está orientado paralelo a las barras ancladas dentro del área Ac,e f f.
El espaciado del refuerzo distribuido no es mayor que 0,25hef para Nrg > 2,5Ncbg y no es mayor que 0,5hef para Nrg ≤ 2,5Ncbg.
El refuerzo distribuido se extiendo sobre el 90% de la incrustación del grupo de barras y termina más allá del extremo embebido del grupo de barras.
En la ecuación (25.4.11.5) de ACI 318-25, pt es la relación de refuerzo promedio dentro de la superficie de ruptura potencial; Ac,e ff es el área definida por las dimensiones en ambas direcciones que no excedan 0,75Hef desde los anclajes externos y la distancia entre estos anclajes hasta el borde del hormigón, lo que sea menor, como se ilustra en la Figura 4; y fy es la resistencia al rendimiento nominal del refuerzo distribuido.
Capítulo 25, Cambio 2: Actualizaciones de las ecuaciones de longitud de desarrollo de barras con gancho y barras con cabeza
Los grupos de refuerzo con gancho y cabeza están sujetos a los requisitos de cálculo de ruptura descritos en la sección “Cambio 1” anterior. Además de las nuevas comprobaciones requeridas para el cálculo de ruptura, ambas ecuaciones básicas para la longitud de desarrollo han cambiado, como se describe en esta sección.
La norma ACI 318-19 incrementó de forma conservadora la longitud de desarrollo de las barras con gancho en comparación con ACI 318-14 y las ediciones anteriores. ACI 318-25 perfeccionó la ecuación de desarrollo de las barras con gancho para regresar a la misma ecuación básica de longitud de desarrollo que estaba en ACI 318-14, pero incorporando factores de modificación ajustados, incluyendo un nuevo factor de modificación para el efecto del tamaño.
Tabla 4. Evolución de las ecuaciones de longitud de desarrollo de barras con gancho desde 2014 a 2025
| Edición ACI-318 | Ecuación básica de barra con gancho | Factores de modificación |
| 2014 |  |  Epóxico (1,0 a 1,2) |
 Cubierta (0,7 a 1,0) | ||
 Confinamiento de refuerzo (0,8 a 1,0) | ||
| λ Hormigón liviano (0,75 a 1,0) | ||
| 2019 |  | Epóxico (1,0 a 1,2) |
 Confinamiento de refuerzo (1,0 a 1,6) | ||
 Ubicación (1,0 a 1,25) | ||
 Resistencia del hormigón (~0,7 a 1,0) | ||
| λ Hormigón liviano (0,75 a 1,0) | ||
| 2025 |  | Epóxico (1,0 a 1,2) |
 Tamaño (1,0 a 1,5) | ||
 Cubierta (0,7 a 1,0) | ||
 Confinamiento de refuerzo (0,8 a 1,0) | ||
| λ Hormigón liviano (0,75 a 1,0) |
El texto en rojo indica un cambio desde la versión anterior. Un texto en azul indica una reversión al uso de 2014.
Tabla 5. Evolución de las ecuaciones de longitud de desarrollo de barras con cabeza desde 2014 a 2025
| Edición ACI-318 | Ecuación básica de barra con gancho | Factores de modificación |
| 2014 |  | Epóxico (1,0 a 1,2) |
| Cubierta (0,7 a 1,0) | ||
| Confinamiento de refuerzo (0,8 a 1,0) | ||
| λ Hormigón liviano (0,75 a 1,0) | ||
| 2019 |  | Epóxico (1,0 a 1,2) |
 Barra paralela de refuerzo (1,0 a 1,6) | ||
| Ubicación (1,0 a 1,25) | ||
| Resistencia del hormigón (~0,7 a 1,0) | ||
| λ Hormigón liviano (0,75 a 1,0) | ||
| 2025 |  | Epóxico (1,0 a 1,2) |
 Barra paralela de refuerzo (1,0 a 1,6) | ||
 Ubicación (1,0 a 1,25) | ||
| Resistencia del hormigón (~0,7 a 1,0) | ||
| λ Hormigón liviano (0,75 a 1,0) |
El texto en rojo indica un cambio desde la versión anterior.
La Tabla 4 muestra la evolución de la ecuación de longitud de desarrollo de la barra con gancho desde 2014 hasta la edición de 2025.
La longitud de desarrollo de la barra con cabeza mantuvo su estructura desde la edición 2019, pero se acortó en aproximadamente un 17% al aumentar el término constante en el denominador de la ecuación. La Tabla 5 muestra la progresión de la ecuación de longitud de desarrollo de la barra con cabeza desde 2014 hasta la edición de 2025.
Resumen
Las disposiciones para anclaje en los Capítulos 17 y 25 de ACI 318 se han actualizado significativamente en la edición 2025. En el Capítulo 17, se realizaron varios cambios para reducir el conservadurismo, aclarar el uso y entregar una contabilidad directa de los efectos de la confiabilidad y la redundancia.
En el Capítulo 25, se agregó un importante nuevo requisito para tener en cuenta el potencial de ruptura de los grupos de barras de refuerzo y al mismo tiempo se actualizaron las ecuaciones básicas de longitud de desarrollo para barras con ganchos y cabezas. Si bien el tema del anclaje aún permanece inconexo entre el Capítulo 17 y el Capítulo 25, se unieron algunos elementos comunes en este documento (ACI 318-25) publicado recientemente.
