¿Cómo montar ganchos en un techo de hormigón que debe poder soportar varias veces el peso corporal?

Yo colocaría un 4x4 de madera o un dintel de acero u otro tipo de ángulo de hierro pesado en el techo. Luego, desde allí puedes colgar lo que quieras. Lo adjuntaría cada 16" OC con un anclaje de cuña de 1/2" de cabeza roja (disponible en cualquier centro de hogar). Están clasificados para una fuerza de extracción de 5,000 lb. Si el concreto tuviera una clasificación de 5,000 psi, podría colgar su automóvil con un solo perno. Como no sabe qué tan fuerte es el concreto, los otros pernos actuarán como respaldo entre sí. También porque no sabe qué tan grueso es el concreto, solo vaya con 2-3 pulgadas de penetración. No quieres ir por las nubes.

Hablando con mi novia de mente ingeniera, tenemos demasiadas preguntas para poder responder esto. Es posible que el concreto, que está destinado a soportar una carga muerta, no sea capaz de soportar las cargas de momento que planea poner sobre él. Sin tener un diagrama estructural para todo el edificio y detalles sobre lo que se supone que deben hacer las vigas (por ejemplo, ¿son de un tipo que es una correa para soportar una carga muerta lateral solo para mantener juntas las paredes? ¿Cuánta carga ya está en la viga y dónde? ¿Qué tipo de forma tiene el concreto y qué tan bien reforzado está (recuerde que tiene casi 100 años!), nadie más que un ingeniero podría decirle realmente. El hormigón, incluso reforzado, es una sustancia muy frágil.

Deberá estar conectado a una parte estructural de la estructura. En la siguiente imagen de una estructura tipo almacén totalmente de hormigón, observe que la estructura son las columnas o pilares (elementos verticales) y las vigas (lo que se monta sobre las columnas y las une a las paredes). Tenga en cuenta que en el caso de la imagen, no hay nada adherido a las vigas. Probablemente se deba a que las vigas están allí únicamente para proporcionar un marco para el techo. Las cosas que están unidas al techo no se mueven y por lo tanto son cargas "muertas".

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Si no tiene acceso a una de las vigas, no querrá intentar esta tarea... el concreto al que intentará adherirse se agrietará hacia adentro cuando se aplique la carga de momento a los puntos. Si tiene acceso lateral a una de las vigas o columnas, probablemente pueda sujetar una placa al costado de la viga o columna y usar varios pernos para sujetar la placa, y luego usar un poste de metal para separar las placas. Una barra o tubería de metal de espesor suficiente será lo suficientemente elástica para absorber y flexionar con cargas de momento puntuales donde se agrietará un solo anclaje o un par de anclajes en concreto.

Dado que es un apartamento y no es únicamente su estructura, la mayoría de las soluciones que podríamos idear si la viga es suficiente para soportar los distintos tipos de cargas incluiría perforar un orificio permanente de cuatro pulgadas en la viga y luego colocar un perno de manguito expansible con un respaldo de epoxi para mampostería permanente. Perforar con un taladro percutor y luego instalar un perno de manguito expansible conlleva un gran riesgo de agrietar la viga. Dado que vive en una estructura compartida, esto probablemente no sea recomendable . Deberá consultar con cualquier asociación de propietarios o convenios de escritura, que pueden restringirle legalmente de realizar modificaciones a la estructura del edificio de tal manera que podría ser perjudicial para sus vecinos y cohabitantes.

Aquí hay un ejemplo del tipo de ancla que usaría para anclar en concreto:

Están fabricados por ITW RedHead y están disponibles en la mayoría de las tiendas de mejoras para el hogar.

Hablando sobre posibles soluciones con mi novia, que no es ingeniera estructural y no sabe nada de su estructura, sugirió usar un marco montado en el piso. Su gimnasio de crossfit tiene un marco de gimnasia que se unió con pernos en una estructura segura que sería sólida contra varios kN de fuerza y ​​distribuiría la carga en el piso en lugar de confiar en la estructura superior. Tampoco implicarían una modificación permanente de la estructura. No estoy seguro de dónde encontrarías algo así; He visto el de su gimnasio y me pareció hecho a medida.

Sería muy reacio a atornillar directamente a un techo de concreto por lo que está haciendo por dos razones:

1. El concreto falla explosivamente. A diferencia de la madera, que se astillará primero, o los metales que se combarán o doblarán un poco, el concreto simplemente explotará.
2. El concreto es débil para manejar las fuerzas de tracción; es mejor en compresión. (Incluso las roturas de arista en el hormigón tienden a tener un ángulo de 45° y se calculan como roturas de tracción, no de arista.

Si realmente quisiera hacer esto, lo más importante sería usar los pernos más largos que pudiera, ya que cuando el concreto falla, va a arrancar un cono de concreto (suponiendo que el perno no se afloje y si es más largo, es posible que sienta que se desliza primero y reciba una advertencia). Cuanto más larga sea el ancla, más grande será el cono que tendrá que arrancar, lo que significa que se requerirá más área de superficie para romperse.

No soy ingeniero profesional, pero todavía tengo algunos de mis libros de texto universitarios en casa y podría tener algunas de las fórmulas para calcular la resistencia, pero también necesitaría conocer las características de esa mezcla específica de concreto.

Colgué una bolsa de ejercicios pesada con el anclaje recomendado aquí en un techo de concreto. También usé un poco de epoxi para fijar el ancla. Cáncamo adjunto con un manguito de acoplamiento al perno de anclaje. Perno y tuercas marcados para monitorear cualquier movimiento o pérdida de trabajo. El perno de 1/2" se burló después de aproximadamente 16 meses de uso entre la contratuerca y el acoplamiento. Probaré el ángulo de hierro con dos anclajes para absorber mejor el impacto durante el uso.