IMCYC
Capítulo 11 Refuerzos, cadenas y castillos Introducción
En
este capítulo se hablará de refuerzos tales como cadenas y castillos, y de las diferentes funciones que éstos desempeñan como parte de la estructura de una casa. Es importante comprender cuál es su función, dependiendo de su localización, para poder apreciar su importancia y dedicarle así el cuidado que merece durante el proceso de su construcción. Los materiales básicos que se utilizan para estos refuerzos son varilla de acero de refuerzo y alambre para amarrar las
varillas. Las varillas de refuerzos son comunes, y son las mismas que se utilizan para el resto de la estructura. El concreto que se usa en los castillos y cadenas puede fabricarse para una resistencia de 150 kg/cm2, que es menor a la recomendable para losas y zapatas -200 kg/cm2, aunque es deseable que todos los elementos tengan la misma resistencia de 200 kg/cm2- y además se evitan posibles confusiones. 317
IMCYC
IMCYC
Tipos de refuerzos Los elementos de soporte principal de la vivienda son básicamente los muros, que se construyen con mampostería,
Estas piezas, por sí solas, resisten cargas en dirección vertical sin necesidad de ningún refuerzo, pero no tienen mucha resistencia cuando la carga es lateral, porque el
es decir, que se colocan piezas sólidas o huecas, pegadas
mortero que las une es de poca resistencia y las piezas ter-
con mortero.
minarán por desprenderse (figuras 11-1 y 11-2).
Figuras 11-1 y 11-2. Los muros sin refuerzos no tienen mucha resistencia. 318
Figura11-3. Los refuerzos alrededor del muro, castillos, dalas, cadenas o cerramientos, aumentan su resistencia.
Si al muro se le colocan refuerzos alrededor, para confinar a las piezas, es decir, para mantenerlas unidas, se aumenta mucho su resistencia y duración ante cargas laterales. (figura 11-3). El refuerzo para confinar los muros a su alrededor recibe el nombre de castillos cuando es vertical, y cadenas, dalas o cerramientos cuando es horizontal (figura 11-5).
Figura 11-4 Unión de esquina de un castillo y una dala.
Castillos Son los elementos verticales del confinamiento, los que a la vez sirven de unión entre diferentes muros que ocurren a un mismo punto. Los castillos son utilizados también como apoyo de trabes o columnas superiores. 319
IMCYC
IMCYC
Figura 11-5. Unión de castillos con las cadenas de cimentación y dalas 320
Dependiendo del tipo de piezas que se utilicen en la fabricación del muro, serán las dimensiones y el tipo de castillos. Es importante que el refuerzo con castillos y dalas esté ligado entre sí, para que verdaderamente sea de confinamiento. Esto se logra anclando adecuadamente las varillas de un elemento dentro de otro (figuras 11-5 y 11-6). Más adelante se verá con más detalle la forma correcta de hacerlo.
La separación máxima entre castillos deberá ser de tres metros (figura 11-7). Generalmente, los castillos se ocultan en el espesor del muro, y por lo mismo, una de sus dimensiones está determinada por el ancho de las piezas del muro. La otra dimensión se toma normalmente también igual a la anterior, pero se recomienda que no sea menor de 15 cm. (figuras 11-8, 11-9 y 11-10). Los castillos armados colocados en los muros de piezas macizas se arman generalmente con tres o cuatro varillas núm. 3 (3/8). Si el castillo es utilizado como apoyo de trabes o de columnas superiores, será necesario aumentar sus dimensiones y el diámetro de las varillas, así como las características y el número de estribos. (figuras 11-11, y 11-12). En zonas de sismicidad media a alta (zonas B,C y D), no se recomienda el uso de castillos con tres varillas.
Figura 11-6. Liga o cruce de castillos y dalas.
Otra alternativa es utilizar castillos electrosoldados. Tiene la ventaja de que es un producto que requiere muy poca mano de obra. Permite en forma sencilla, rápida, económica y segura reforzar los muros de la vivienda. Para muros 321
IMCYC
IMCYC
Figura 11-7 Castillo armado en muros con piezas macizas
Figura 11-8 Castillo ahogado en los huecos para muros con piezas de block
Figura11-9 Castillo armado en muros con piezas de block
Figura 11-10 Partes de un castillo
Figura11-11 Castillo con tres varillas
Figura 11-12 Castillo con cuatro varillas
322
de 12 cm de espesor se colocan castillos electrosoldados que se conocen como 12-12-4 y para muros de 15 cm se utiliza el 15-15-4. Durante la construcción del muro, primero se colocan las hiladas de piezas hasta una altura de 1.50 m como máximo, rompiendo las esquinas de las piezas que alojarán el casti-
Figura 11-13 Corte de los tabicones para alojar refuerzos verticales de concreto. Forma correcta
llo, para que al colocarse éste queden huecos llenos con concreto ( figuras 11-13 y 11-14). Las varillas de los castillos irán ancladas desde la cimentación, y dependiendo del tipo de cimiento se colará aislado (piedra, mamposteo) o (zapatas corridas de concreto). El anclaje mínimo de un castillo será de 50 cm en el caso de un segundo piso (nivel) el castillo se continúa de la planta
Figura11-14 Corte de los tabicones para alojar refuerzos verticales de concreto. Forma incorrecta. 323
IMCYC
IMCYC
baja hasta el entrepiso. Si existen pretiles, el castillo llega a la azotea.
refuerzo debe amarrarse a los castillos extremos del muro.
Cuando los castillos se construyen ahogados en los huecos de los bloques, es necesario colocar castillos en los extremos de los tableros de muro, en las instalaciones de muros y en los apoyos de trabes o columnas superiores, pero además de éstos deberá colocarse una varilla alojada también en los huecos del block, cada metro. (Fig 11-15).
rilla de alambre electrosoldado, que se vende comercial-
Los refuerzos en los extremos del muro son generalmente de dos varillas que se ligan entre sí con grapas de alambrón núm. 2, uno en cada hilada (hasta 20 cm verticales) (figura 11-16). Cuando se presenta la intersección de dos muros es conveniente colocar cuatro varillas distribuidas en los huecos y ligadas entre sí por grapas de alambrón núm. 2 en cada hilada, en número suficiente para que liguen las varillas verticales entre sí. (ver figura 11-17). Además de las varillas de refuerzo vertical, es necesario que cuando los castillos son ahogados en el muro se coloque un refuerzo horizontal cada dos hiladas verticales. Este 324
Este refuerzo horizontal se hace normalmente con escalemente en diferentes medidas. Esta escalerilla puede sustituirse por varillas 6000 de 5 32 alojadas cada una dentro de la junta sobre la pared del block (figura 11-19). Otra forma de reforzar los muros horizontalmente es con el uso de las dalas ahogadas en el muro (figura 11-19), las cuales se detallan posteriormente. Cuando se tienen refuerzos ahogados en los huecos del muro, los cuidados serán mayores durante el colado de castillos por la dificultad que tiene esta operación en lugares con dimensiones muy pequeñas. Se elaborará concreto para una resistencia Fc = 150 kg/cm2 pero, en vez de grava normal se utilizará granzón o gravilla con tamaño máximo de 1 cm. Este concreto deberá colocarse en estado fluido para que llene fácilmente los huecos del block, sin formar burbujas de aire atrapado en medio del muro.
Figura 11-15. Refuerzo en la intersección en los extremos de muros. 325
IMCYC
IMCYC
Figura 11-16 Refuerzo en el extremo del muro. 326
Figura 11-17 Refuerzo en la intersección de dos muros
Figura 11-18. Refuerzo horizontal cada dos hiladas.
Un problema muy frecuente en este tipo de castillos es que durante el junteo del block se forma rebaba de mortero en el interior del hueco, lo que reduce el espacio libre del hueco para que el concreto llene bien el hueco del castillo. Para evitar lo anterior, los muros se levantan hasta una altura de 1.20 m para después colar los castillos en ese tramo. Previo al colado de los castillos, se limpiará el interior del hueco,
metiendo y sacando una varilla que remueva la rebaba del mortero. El retiro de la rebaba y basura acumuladas se efectúa abriendo una ventana inferior, que se cerrara para llevar a cabo el colado (figuras. 11-20). Vibrar o picar con una varilla cada hueco que se está colando nos permite un mejor acomodo del concreto, en beneficio de la estructura. 327
IMCYC
IMCYC
Figura 11-19. Uso de dalas ahogadas. 328
Figura 11-20. Ventana para retirar rebabas y basura.
Cadenas Son los refuerzos horizontales de los muros, que sirven para confinar los tableros de muros, apoyo a la losa, cerramiento en los huecos de puertas y ventanas, etc. (figura 11-21). Como elemento de confinamiento, las dalas, cadenas o cerramientos se colocan a una separación máxima de tres metros entre una y otra. De esta manera, con las dalas y los castillos se formarán siempre tableros de muros, sensiblemente cuadrados. Las dalas o cadenas se ocultan también en el espesor de los muros, y sus dimensiones dependen básicamente de los requisitos y dimensiones arquitectónicos y del tipo de piezas con que se construyen los muros (cuando se construye con muros de block, las cadenas tendrán por dimensiones, múltiplos de la dimensión vertical del block (figura 11-22). Como dimensión mínima, las dalas no podrán tener menos de 12 cm de ancho ni menos de 20 cm de altura.
Cuando el largo del hueco (colado) que deberá ser cubierto por las dalas exceda dos metros se tendrá un mayor refuerzo de varillas, cuya cantidad y dimensiones corresponderán a una trabe, en cuyo caso se recomienda acudir a la asesoría de un especialista. El armado de las dalas normales será de cuatro varillas núm. 3 (3/8”) con estribos de alambrón núm. 2 separados cada 20 centímetros. También puede reforzarse con castillo electrosoldado conocido como 12-20-4 para muros de 12 cm o usando 15-20-4 cuando los muros son de 15 cm de espesor. Al igual que los castillos ahogados en muro de block, si se quiere tener el acabado aparente en el muro sin recubrimientos, las dalas también pueden construirse ahogadas en el muro. Puede hacerse usando piezas especiales fabricadas para tal efecto o bien rompiendo las paredes internas del block para lograrlo. Otra ventaja de estas piezas es un ahorro de cimbra para la dala (figuras 11-23, 11-24 y 1125). 329
IMCYC
IMCYC
Figura 11-21. Refuerzo horizontal: dala, cadena o cerramiento.
330
Figura 11-22. Dalas, cadenas y cerramientos.
331
IMCYC
IMCYC
Figura 11-24 Pieza especial.
Figura 11-23 Dala intermedia. 332
Figura 11-25 Pieza fabricada.
Figura 11-26. Dala de remate.
Esta opción es muy útil para el caso de dalas de remate en los bordes inferiores de huecos de ventana (cerramientos) (figura 11-26). Constructivamente, es necesario enmarcar los huecos de puertas y ventanas con dalas y castillos. Si por otro lado se utiliza la dala para apoyar la losa, puede suceder que casi se junten ésta con la de ventanas y puertas, y que sea conveniente.(figura 11-26).
Requisitos complementarios del refuerzo
Recubrimiento El recubrimiento o cantidad de concreto alrededor de una varilla, es fundamental para protegerla de la corrosión por oxidación del acero ante la acción del medio ambiente, y a la vez proporciona el anclaje de las varillas en el concreto a través de las corrugaciones propias de cada varilla (figura 11-27). El recubrimiento mínimo a emplearse dependerá del tamaño máximo de la grava que se utilice en el concreto, para
Independientemente de la forma, la cantidad de refuerzo, su posición, etc, para que las varillas puedan desarrollar las funciones para las que fueron colocadas, hay que tener cuidados sencillos, pero muy importantes: • Recubrimiento • Anclajes • Traslapes
Figura 11-27. Corrugaciones de la varilla. 333
IMCYC
IMCYC
lograr que entre las varillas y la cimbra fluya bien el concreto durante el colado (figura 11-28). Para la construcción de la vivienda, comúnmente se usa grava de 3/4” (1 cm) y recubrimientos de 2 cm libres entre la cimbra y la varilla más cercana.
Figura 11-28. Recubrimiento mínimo, espacio entre la varilla y la cimbra334
El recubrimiento requerido se puede lograr colocando calzas en las varillas, en algunos puntos de la zona donde se vaya a colocar. Las calzas pueden ser de piedra laja o placas de concreto coladas especialmente para ello y se evitarán las calzas de madera (figura 11-29).
Figura 11-29. Calzas para el refuerzo.
Figura 11-30. Aplastar los nudos de alambre para que no estorben el paso del concreto.
Para garantizar el recubrimiento y evitar la formación de huecos en el colado se recomienda aplastar los moños o gasas de los nudos de alambre de los amarres, para que no estorben el paso del concreto (figura 11-30).
Anclajes El anclaje de las varillas en el concreto se realiza a través de las corrugaciones de ésta. Dependiendo del diámetro de la varilla se dará una mayor o menor longitud en el extremo de la varilla para garantizar un anclaje correcto. Como una
Figura 11.31. Anclaje de varilla en escuadra y pasador. 335
IMCYC
IMCYC
regla práctica puede tomarse esta longitud como 40 veces el diámetro de la varilla (véase figura 11-33). Cuando una varilla se ancla en algún elemento de concreto, esto se hace a través de una varilla en escuadra, la cual deberá medir 40 diámetros de la varilla anclada medido desde la superficie del concreto donde se ancla (figura 1131). Si el elemento de concreto donde quiere anclarse la varilla no tiene las dimensiones suficientes para alojar la escuadra de 40 diámetros, será necesario doblar la varilla en forma de gancho y colocar un pasador en ese gancho (véase tabla de dimensiones de gancho).
Figura 11.33 Traslape de varilla.
El pasador no es otra cosa que un pedazo de varilla, generalmente de desperdicio, que se coloca en forma perpendicular al gancho (figura 11-32). Estribos
Figura 1132. Detalles de estribos.
336
Varilla No. 2 No. 3
Caso I anclaje 6 f 7 cm 7 cm
Caso II anclaje 12 f 7 cm 12 cm
Tabla de traslapes Diámetro de la varilla
Longitud de traslape mínimo “L”
( 14 ")
30 cm
No. 3 (3 8 ")
40 cm
No. 2 No. 4
( 12
")
50 cm
No. 5 (5 8 ")
65 cm
Castillo electrosoldado
30 cm
Malla soldada
Un cuadro más 5 cm
Dimensiones de gancho estándar Gancho de 180º
Gancho de 90º
Dimensión de la barra
G cm
J cm
D cm
A cm
D cm
No. 3
13
8
6
15
8
No. 4
15
10
8
20
8
No. 5
18
13
10
20
10
337
IMCYC
