Acero p Concreto3.113.01

PETROLEOS MEXICANOS

NORMAS PARA CONSTRUCCION DE OBRAS

ACERO DE REFUERZO PARA CONCRETO NORMA 3.113.01

Primera Edición 1974

Esta norma se elaboró atendiendo las recomendaciones de la Comisión Técnico Consultiva de Contratos y Obras Públicas. En la elaboración tomaron parte las Gerencias de Explotación, Inspección y Verificación de Construcción, Marina, Proyectos y Construcción, Refinación, Seguridad Industrial y Ventas. Agradeceremos a las personas e instituciones que hagan uso de esta norma, nos comuniquen por escrito las observaciones que estimen convenientes para tomarlas en cuenta en próximas ediciones, dirigiendo su correspondencia a: PETROLEOS MEXICANOS Subdirección de Proyecto y Construcción de Obras Gerencia de Ingeniería de Proyecto Departamento de Normas y Especificaciones

INDICE

A DEFINICION....................................................................................................... 4 B REFERENCIAS.................................................................................................. 4 C MATERIALES .................................................................................................... 5 D REQUISITOS DE EJECUCION ......................................................................... 5 E CRITERIOS DE MEDICION ............................................................................. 13 F CONCEPTOS DE TRABAJO ........................................................................... 13

ACERO DE REFUERZO PARA CONCRETO NORMA 3.113.01 A

DEFINICION El acero de refuerzo a que se refiere esta norma, es aquel que se coloca ahogado en la masa de concreto para tomar los esfuerzos debidos a cargas, contracción por fraguado y cambios de temperatura.

A.01

Alcance Esta norma comprende el acero de refuerzo para concreto colado en la obra o para elementos precolados. No incluye el acero de preesfuerzo o postensado, ni el acero estructural para construcción compuesta de concreto y acero. B

B.01

REFERENCIAS Las normas que se mencionan a continuación complementan a la presente y se aplicarán en lo que corresponda. 1. Acero de refuerzo para concreto. Requisitos de calidad 2. Acero de refuerzo para concreto, muestreo y pruebas

B.02

4.113.01 5.113.01

Bibliografía 1. Building Code Requirements for Reinforced Concrete, ACI 318-71. 2. Manual of Standard Practice for Detailing Reinforced Conrcete Structures, ACI 315-74. 3. Recomended Practices for Welding Reinforcing Steel, Metal Inserts and Connections in Reinforcing Concrete Construction, AWS D 12.1. 4. Recomendaciones para soldar varillas de refuerzo en estructuras de concreto, Instituto de Ingeniería, UNAM, folleto No. 293. 5. Specifications for Structural Concrete for Buildings, ACI 301-72.

Petróleos Mexicano s

5

C C.01

MATERIALES La calidad del acero de refuerzo corresponderá a lo especificado en las normas que se refieren en la cláusula B. Las varillas de refuerzo que se reciban en la obra deberán clasificarse por diámetros y almacenarse bajo cobertizo, colocadas sobre tarimas o polines para aislarse del terreno natural. Antes de su corte y habilitado se examinará que las varillas no estén deformardas por golpes o dañadas por un largo periodo de almacenamiento. La superficie estará libre de lodo, aceite, pintura u otras materias que impidan o disminuyan la adherencia del concreto. Se permitirá la presencia de óxido y escamas ligeras; se considerarán como ligeras siempre que al limpiar la varilla con cepillo de alambre no se alteren las dimensiones ni el peso mínimo especificados.

C.02

C.03

D

REQUISITOS DE EJECUCION

D.01

Las varillas deberán corresponder a la clase, diámetro número indicados en los planos autorizados. Todo el acero deberá estar sujeto con amarres, de alambre recocido o con el tipo de sujeción que se especifique. Los separadores para dar recubrimiento al acero deberán ser cubos de mortero o concreto y silletas de acero o asbesto: no deberán usarse para este objeto gravas, trozos de madera o pedazos de metal diferente del acero.

D.02

Gancho estándar El gancho para anclaje (fig. 1) deberá tener las siguientes características: a) Una vuelta semicircular más una extensión de 4 diámetros de la varilla, pero no menor de 65 mm, en el extremo libre. b) Una vuelta a 90º más una extensión de 12 diámetros de la varilla en el extremo libre. c) Para estribos y anillos, una vuelta de 90° o de 135° más una extensión de 6 diámetros de la varilla en el extremo libre, pero no menor de 65 mm.

Acero de refuerzo para concreto

D.03

6

Diámetro de doblez El diámetro interior del gancho no será menor que el indicado en la tabla 1. TABLA 1. Diámetro interior del gancho estándar. Número de la varilla

Diámetro mínimo * D

3a8 9, 10 y 11 14 y 18

6d 8d 10 d

* Para varilla del 3 al 11 y del grado 28 se permitirá que D sea igual a 5 d.

D.04

Doblado Las varillas se doblarán en frío; se observará que el doblez de la varilla no produzca fisuramiento, laminación o desprendimientos superficiales. El doblado en caliente requerirá la supervisión de personal calificado, no debiendo calentarse en ningún caso arriba de 535°C. Para las varillas parcialmente ahogadas en concreto que sea necesario calental para doblar, la temperatura de calentamiento deberá estar comprendida entre 315° y 425°C. Se evitará el calentamiento de las varillas torcidas en frío.

D.05

Colocación

D.05.a

Espaciamiento. La separación mínima libre entre varillas paralelas de una capa será de un diámetro de las mismas o 1.3 veces el tamaño máximo del agregado grueso (fig. 2), pero en ningún caso menor de 2.5 cm. Las varillas de capas inferiores se colocarán en la misma vertical que las superiores, respetando el espaciamiento aquí indicado. La localización longitudinal de dobleces y cortes de varillas tendrá una tolerancia de ± 50 mm. Recubrimiento del refuerzo. Los siguientes serán los valores del recubrimiento, en centímetros; se medirán desde la -superficie del concreto hasta la superficie más próxima del refuerzo al cual se refiere.

D.05.b

Petróleos Mexicanos

7

A.

Concreto colado en el lugar: Elementos en contacto con el terreno y permanentemente expuesto a él

7

Elementos expuestos al intemperismo: varillas No. 6 a No. 18 varillas No. 5 o menores

5 4

Elementos no expuestos al intemperismo ni en contacto con el terreno. Losas, muros y trabes: varillas No. 14 a No. 18 varillas No. 11 y menores vigas y columnas, varillas No. 3 a No. 18

4 2 4

Cascarones y placas delgadas: varillas No. 6 y mayores varillas No. 5 y menores B.

2 1.5

Concreto precolado (con control en planta) Elementos expuestos al intemperismo o en contacto con el terreno. Muros: varillas No. 14 a No. 18 varillas No. 11 y menores Otros elementos: varillas No. 14 a No. 18 varillas No. 6 a No. 11 varillas No. 5 y menores Elementos no expuestos al internperismo ni en contacto con el terreno. Losas, muros y trabes: varillas No. 14 a No. 18 varillas No. 11 v menores

4 2 5 4 3

3 1.5

Vigas, trabes y columnas: el diámetro nominal de una varilla o alambre, pero no menor de 1.5 cm ni mayor de 4 cm. Anillos, estribos o espirales Cascarones y placas delgadas: varillas No. 6 y mayores varillas No. 5 y menores

1 1.5 1


8

Se podrán aumentar los valores anteriores, si así se especifica en el proyecto, cuando el concreto está en atmósferas corrosivas o para protección contra el fuego. Las tolerancias en el recubrimiento están indicadas en la tabla 2. TABLA 2. Tolerancias en el recubrimiento. Peralte efetivo de Tolerancia* la Pieza, cm mm _______________________________________________________________________ 20 ± 5 20 a 60 ± 10 mayor de 60 ± 15 *La reducción máxima del recubrimiento no deberá ser mayor de un tercio del valor nominal.

El recubrimiento especificado del acero longitudinal en columnas no se reducirá en más de 5 mm. El espaciamiento será igual a una y media veces el diámetro nominal de la varilla, pero no menor de 4 cm. En muros o losas. excepto losas nervadas, la separación máxima del refuerzo por contracción o temperatura será de 5 veces el espesor de la pieza, pero no mayor de 45 cm. La separación del refuerzo transversal en trabes, vigas y columnas no diferirá de la de proyecto en 1 cm más el I0% de dicha separación. Los cruces de varillas no se fijarán con puntos de soldadura, a menos que esta operación esté controlada personal calificado y autorizado por Petróleos Mexicanos. D.06

Paquetes de varrillas Los paquetes no deberán constar de más de cuatro varillas, dispuestas en forma cuadrada, o triangular para el caso de tres varillas. Los paquetes deberán estar sujetos con anillos de alambre; los ganchos y dobleces de las varillas individuales se localizarán alternados y los cortes se espaciarán por lo menos 40 diámetros de la varilla. Las varillas mayores del número 11 no deberán colocarse en paquetes en estructuras de edificio o similares.


9

D.07

Juntas y traslapes

D.07.a

No deberán traslaparse varillas mayores del número 11 excepto en las zapatas cuando sean refuerzo de columnas en donde no se presente tensión. En tales casos se traslaparán a espigas de menor diámetro ancladas en la zapata, con las longitudes de traslape correspondientes. Las varillas trastapadas sin contacto entre sí, en elementos sujetos a flexión, no deben separarse más de 0.20 de la longitud de traslape ni más de 15 cm. La longitud de traslape de los paquetes de varillas será la correspondiente al diámetro individual de las varillas del paquete, incrementada en 20% para paquetes de tres varillas y 33%. para paquetes de cuatro varillas. Dentro de un paquete, las varillas que lo forman no deben traslaparse entre sí. Las juntas soldadas a tope tendrán una resistencia de por lo menos 125% de la resistencia de fluencia de las varillas soldadas (Bibliografía, referencias 3 y 4). En zonas de bajo esfuerzo, menor de 0.5 fy, se permitirá soldar las varillas a traslape y reducir el esfuerzo de resistencia especificado en este inciso. (Ver detalles de juntas en tensión para bajo esfuerzo. D.08.b)

D.07.b D.07.c

D.07.d

D.08

Longitud de desarrollo, o de traslape, para varillas sujetas a tensión.

D.08.a

La longitud básica de desarrollo Id, en centímetros, para varilla corrugada sujeta a tensión, deberá ser la siguiente: a)

0.06 A b f y

Para varillas No. 11 y menores

f'C

pero, no menor de 0.0057 db. f´y b)

Para varillas No. 12 a No. 14

c)

Para alambre corrugado

0.8 f y f'c

0.11db f y f'c

en que: Ab: fy f'c, db:

área de la sección de varilla, cm2 resistencia a la fluencia del acero de refuerzo, kg/cm2 resistencia a la compresión del concreto, kg/cm2 diámetro nominal del alambre, cm.


10

En ningún caso la logitud Id en tensión será menor de 30 cm. En la tabla 3 están los valores de Id para diferentes diámetros de varilla. Tabla 3. Longitud de desarrollo Id en tensión, para varilla corrugada con fy = 4200 kg/cm2 Varilla de refuerzo Número Diámetro mm 2.5 3 4 5 6 7 8 9 10 12 D.08.b

7.9 9.5 12.7 15.9 19.1 22.2 25.4 28.6 31.8 38.1

Concreto f'c = 200 kglcm2

Concreto f'c = 250 kglcm2

Id, cm

Id, cm

30 30 30 38 51 69 89 115 142 240

30 30 30 38 46 62 81 103 127 182

La longitud básica Id se deberá modificar de acuerdo con los siguientes factores: 1. Para refuerzo del lecho superior 1.4 Id 2. Concreto con agregado ligero 1.3 Id 3. Varillas confinadas por una espiral no menor del No. 2 y con paso no mayor de 10 cm 0.75 Id En zonas de esfuerzo alto (mayor de 0.5 fy) : 4. Para elementos con refuerzo lateral a base de anillos 5. Para elementos con refuerzo lateral distinto de los anillos a). Si se van a traslapar no más de la mitad de las varillas b). Si se van a traslapar más de la mitad de las varillas En zonas de esfuerzo bajo (menor de 0.5 fy): 6. Para elementos con refuerzo lateral base de anillos

2.00 Id 1.3 ld 1.7 ld 2.0 Id


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7. Para elementos con refuerzo lateral distinto de los anillos. a). Si se traslapan no más de las tres cuartas partes de las varillas b). Si se traslapan más de las tres cuartas partes de las varillas D.09

ld 1.3 ld

Longitud de desarrollo, o de traslape, para varillas sujetas a compresión La longitud básica de desarrollo Id, en centímetros, para varilla corrugada sujeta a compresión está dada por la expresión: 0.075 db f y f 'c en que: db: diámetro nominal de la varilla, cm fy: resistencia a la fluencia del acero de refuerzo, kg/cm2 f'c: resistencia a compresión del concreto, kg/cm2 Cuando el refuerzo esté confinado con espiral, de diámetro no menor del No. 2 y paso no mayor de 10 cm, la longitud de traslape será de 0.75 ld. En ningún caso la longitud ld en compresión será menor de 30 cm. En la tabla 4 están los valores de ld para diferentes diámetros de varilla.

Tabla 4. Longitud de desarrollo ld en compresión, para varilla corrugada con fy = 4200 kg/cm2. _______________________________________________________________________ Varilla de refuerzo Concreto f′c = 200 kglcm2 Concreto f´c = 250 kg/cm2 Número Diámetro mm Id, cm Id,cm _______________________________________________________________________ 2.5 7.9 30 30 3 9.5 30 30 4 12.7 30 30 5 15.9 35 32 6 19.1 43 38 7 22.2 50 45 8 25.4 57 51 9 28.6 64 57 10 31.8 71 64 12 38.1 85 76 _______________________________________________________________________


D.10

12

Traslape de malla soldada Para malla de alambre liso o alambre corrugado, la longitud de traslape será igual al espaciamiento entre los alambres (un cuadro) más 5 cm para zonas de esfuerzo alto, figura 3.

D.11

Detalles de columnas

D.11.a

Refuerzo lateral con espiral. El refuerzo en espiral consistirá en espirales continuas espaciadas regularmente. Para elementos colados en el sitio, el diámetro mínimo de la varilla espiral será de 9.5 mm. El anclaje de la espiral se dará con una vuelta y media de la varilla en los extremos del tramo. El traslape de la varilla espiral tendrá una longitud de 48 diámetros de la varilla, o se dará soldando la junta. La espiral deberá extenderse desde el nivel del piso hasta el nivel del refuerzo horizontal de la trabe o la losa. En columnas con capitel, la espiral se extenderá hasta el nivel en el que el diámetro o ancho del capitel sea igual a dos veces el diámetro o ancho de la columna, figura 4.

D.11.b

Refuerzo lateral con estribos. Los estribos se dispondrán en tal forma que cada varilla longitudinal alternada tenga un soporte lateral proporcionado por la esquina de un estribo, que forme un ángulo no mayor de 135°, figura 5. El diámetro mínimo de los estribos será del No. 3 para varillas longitudinales hasta del No. 10; y del No. 4 para varillas longitudinales del No. 11 o mayores. El espaciamiento de los estribos será igual al valor menor de los siguientes,: – 48 diámetros del estribo – 16 diámetros de las varillas longitudinales – dimensión menor de la columna A partir del nivel superior e inferior de trabes o losas, los estribos se cerrarán a la mitad del espaciamiento en una longitud ocupada por tres estribos, debiendo colocar el primero a 5 cm de dichos niveles.


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D.12

Conexiones de vigas y columnas En la unión de vigas y columnas, los refuerzos respectivos continuos o los anclajes extremos se deberán confinar con estribos cerrados. E

CRITERIOS DE MEDICION Los trabajos a los que se refiere esta norma se medirán en toneladas con aproximación de dos decimales.

F

CONCEPTOS DE TRABAJO

F.01

A menos que en los documentos del concurso o del contrato se indique lo contrario, los conceptos siguientes incluyen todos los recursos directos o indirectos necesarios para efectuar el trabajo, tales como materiales, mano de obra, operación y mantenimiento de equipo, administración y dirección de los trabajos.

F.02

Conceptos para tabulador o catálogo general Los números de los conceptos de trabajo que aparecen a continuación, son los corespondientes del tabulador de precios unitarios de obra vigente.

020.001 a 020.016 y 020.101 a 020.116

Alambrón del numero 2. Incluye las que correspondan de las siguientes operaciones: maniobras locales, estibado en lugar seco, limpieza

020.017 a 020.099 y 020.117 a 020.199

Acero de refuerzo de ____________ ,de _____________ . (1) (2) (1) Calidad del acero: Grado estructural Grado duro

de oxidación superficial, enderezado, trazo, corte, doblado, armado incluyendo traslapes y alambre para amarrar.

(2)

Diámetro del refuerzo.

Incluye las que correspondan de las siguientes operaciones: maniobras locales, estibado en lugar seco, limpieza de oxidación superficial, enderezado, trazo, corte, ganchos, armado incluyendo traslape, alambre para amarrar y calzado de las varillas.


020.300 a 020.325

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Malla de acero ____________ . (1) (1) Tipo de malla. Incluye las que correspondan de las siguientes operaciones: maniobras locales, estibado en lugar seco, limpieza de oxidación superficial, enderezado, trazo, corte, armado incluyendo traslapes, alambre para amarrar y calzado de la malla.

F.03

Concepto para concurso y contratación Acero de refuerzo ________ para __________en (1) (2) _________ (3) (1) (2) (3)

Se especificará la calidad del acero y el diámetro de las varillas. Se indicará el elemento estructural para el que está destinado. Se determinará la ubicación dentro de la obra.

Incluye los que correspondan de los conceptos y, operaciones siguientes: maniobras locales, estibado en lugar seco, limpieza de oxidación superficial, enderezado, trazo, corte. ganchos, armado, traslapes, alambre para amarrar, calzado de las varillas y retiro del material sobrante al sitio indicado por Pemex.


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FIG. I

GANCHO ESTANDAR.

FIG. 2 COLOCACION DE VARILLAS


PARA DESARROLLAR ESFUERZOS MENORES DE 0.5 fy

16

PARA DESARROLLAR ESFUERZOS MAYORES DE 0.5 fy

FIG. 3 TRASLAPE DE MALLA DE ALAMBRE


17

6 LOSA DE ENTREPISO

1

5 CM

2D

ESPIRAL

D

FIG. 4 ARMADO TIPICO DE COLUMNAS INTERIORES


5

*CUANDO ES MENOR DE 15 Cm. SE PUEDE SUPRIMIR LOS ESTRIBOS INTERIORES

FIG. 5 COLOCACION DE ESTRIBOS EN COLUMNAS

Acero p Concreto3.113.01

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