TIPOS DE EMPALMES MECÁNICO
Los empalmes mecánicos son obligatorios para barras 1 3/4" o mayores, donde están prohibidos los empalmes traslapados. Estos deben estar escalonados cuando menos 60 cm; pero en elementos de amarre en tracción, deben estarlo por lo menos 75 cm
Si se usan para varillas de acero A-615 Grado 40 (2800 Kg/cm2), deben poder resistir una fuerza = 4200 kg/cm2. Si se usa acero A-615 Grado 40 o Grado 60, deben poder resistir = 6200 kg/cm2.
En las zonas donde no se puede usar empalmes traslapados, y cuando el esfuerzo está en elementos a tracción, estos empalmes se tienen que usar obligatoriamente con varillas recubiertas con epoxi.
En general, los empalmes mecánicos se usan para fi erros gruesos de 1" o más; resultan más económicos, cómodos de usar, y facilitan el llenado de concreto.
DETALLES DEL REFUERZO
GANCHOS ESTÁNDAR
El término gancho estándar se emplea en esta Norma con uno de los siguientes significados: 7.1.1 Un doblez de 180º más una extensión de 4 db, pero no menor de 65 mm hasta el extremo libre de la barra. 7.1.2 Un doblez de 90º más una extensión de 12 db hasta el extremo libre de la barra. 7.1.3 Para ganchos de estribos y ganchos de grapas suplementarias: (a) Para barras de 5/8 y menores, un doblez de 90º más una extensión de 6 db al extremo libre de la barra; o (b) Para barras desde 3/4 hasta 1 inclusive, un doblez de 90º más una extensión de 12 db al extremo libre de la barra; o (c) Para barras de 1 y menores, un doblez de 135º más una extensión de 6 db al extremo libre de la barra. 7.1.4 Los ganchos de los estribos y grapas suplementarias para elementos con responsabilidad sísmica se definen en 21.1.
GANCHOS ESTÁNDAR
DIÁMETROS MÍNIMOS DE DOBLADO
El diámetro de doblado, medido en la cara interior de la barra, excepto para estribos de diámetros desde1/4 hasta 5/8, no debe ser menor que lo indicado en la Tabla Anterior
El diámetro interior de doblado para estribos no debe ser menor que 4 db para barras de 5/8 y menores. Para barras mayores que 5/8, el diámetro de doblado debe cumplir con lo estipulado en la Tabla anterior.
El diámetro interior de doblado en refuerzo electrosoldado de alambre (corrugado o liso) para estribos no debe ser menor que 4 db para alambre corrugado de diámetro mayor a 7 mm y 2 db para diámetros menores. Ningún doblez con diámetro interior menor de 8 db debe estar a menos de 4 db de la intersección soldada más cercana.
EMPALMES SOLDADOS Y EMPALMES MECÁNICO
Normalmente se usan para empalmar varillas de diámetros grandes (# 6 ó mayores). Deben t poder desarrollar por lo menos 125% del límite elástico del acero de la varilla fy. La soldadura debe cumplir con las especificaciones del "Structural Welding Code-Reinforcing . Steel (ANSIIAWS D 1.4). Los empalmes soldados no deben producir excentricidades en el esfuerzo. En la figura 13.15 se muestran algunos de los más utilizado
En la parte correspondiente a diseño asísmico clasifican los empalmes mecánicos como sigue:
a) Empalme mecánico tipo 1 que debe desarrollar por lo menos 125% de fy.
b) Empalme mecánico tipo 2 que debe desarrollar por lo menos la carga de rotura del acero de la varilla f's.
LONGITUD DE ANCLAJE EN VARILLAS DE ACERO EN TENSIÓN
LONGITUD DE ANCLAJE EN VARILLAS DE ACERO EN TENSIÓN
En versiones anteriores del código, el procedimiento para evaluar la longitud de anclaje en tensión era sumamente laborioso, por lo que en la presente versión el proceso se ha simplificado notablemente. Anteriormente, era necesario evaluar un parámetro denominado longitud básica de anclaje y posteriormente afectarlo de una serie de factores que tenían en cuenta la ubicación de la barra, su recubrimiento, el tipo de concreto que la embebía, etc. En la formulación actual, los factores más importantes que afectan la adherencia acero-concreto están presentes en la expresión propuesta para evaluar, directamente, la longitud de anclaje
LONGITUD DE ANCLAJE O DESARROLLO DEL REFUERZO
se ha presentado el mecanismo de desarrollo de adherencia entre concreto y acero y los esfuerzos que se generan en ambos. Estos últimos se presentan bajo una distribución variable que es función del patrón de fisuras que exhibe el elemento. Dado que este patrón es impredecible, no es práctico garantizar el anclaje del refuerzo analizando los esfuerzos a lo largo de el acero. En la práctica, el código del ACI hace uso del concepto de longitud anclaje para asegurar la adecuada adherencia acero-concreto. Se define longitud de anclaje como la longitud de la varilla de acero que se requiere embeber en concreto para garantizar el desarrollo de su resistencia de diseño a partir de una determinada sección crítica. La longitud de anclaje dependerá de las características de la barra: diámetro, ubicación, recubrimiento, y del concreto que la rodea: normal o ligero.
RECUBRIMIENTO Y ESPACIAMIENTO MÍNIMO DEL REFUERZO
DOCENTE: MG. JULIANO JHONATAN ANAMPA PANCCA
INTEGRANTES
JUAN SAUL SALCEDO ONOFRE
NESTOR VILCAMANI CHINO
EUDES CONDORI CHOQUE
BELTRÁN ATENCIO ATENCIO
INTRODUCCIÓN
El recubrimiento y espaciamiento del refuerzo deben ser controlados para evitar las fallas por adherencia descritas en la sección precedente y para garantizar una distribución del acero que facilite el procedimiento constructivo. Además, es necesario asegurar un recubrimiento mínimo de concreto para proteger el refuerzo contra la corrosión, el fuego, la abrasión, etc. Las varillas colocadas muy cerca de los bordes del elemento pueden ser atacadas por agentes externos pues el concreto es un material poroso y siempre presenta fisuras debidas a la contracción de fragua. Sin embargo, el recubrimiento no debe ser demasiado grueso pues ésto puede ocasionar rajaduras en el concreto por falta de refuerzo
RECUBRIMIENTO MÍNIMO DEL ACERO
ESPACIAMIENTOS MÍNIMOS ENTRE VARILLA
RECUBRIMIENTO PARA EL REFUERZO
Cuando se usa concreto armado en la construcción de una edificación, es importante tener en cuenta el recubrimiento al momento de habilitar y colocar los refuerzos en los encofrados. Dicho recubrimiento es la capa de concreto de determinado espesor (e) que cubre el refuerzo de acero y lo aísla del medio ambiente
Como sabemos, el espacio (e) que ocupa el recubrimiento se mide desde la superficie exterior del refuerzo hasta la cara interior de la madera del encofrado. En caso de que lleve estribos se medirá a partir de éstos, y si no los lleva será desde el refuerzo longitudinal, como ocurre con las viguetas
REFUERZO LONGITUDINAL (HORIZONTAL)
Los detalles del refuerzo longitudinal diámetro y cantidad de fierro que debe colocarse en cada una de las vigas a construirse, están indicados en los planos estructurales (Figura 4)
En los extremos de cada refuerzo longitudinal debes considerar un gancho estándar, de acuerdo a lo que indica la Norma (Figura 5): "Un doblez de 90º más una extensión mínima de 12 diámetros hasta el extremo libre de la barra".(Ver Boletín Nº 19: Figura 7).
La separación libre mínima entre barras paralelas de una capa debe ser igual al diámetro de la barra (Ø) más gruesa, pero no menor de 25 mm.(Figura 2).
Cuando se requiera empalmes por traslape para dar la continuidad necesaria, el refuerzo superior debe ser empalmado lo más cerca a la mitad del tramo, y el inferior cerca del apoyo o en él. (Figura 6).
REFUERZO LONGITUDINAL (REFUERZO VERTICAL)
Si la construcción de los pisos superiores va a continuar posteriormente, entonces se deben dejar las mechas de tal manera que los empalmes -a realizarse en la futura construcción- se encuentren ubicados en las posiciones que se indica en la Figura 3 (Tercio central de la columna).
Evitar los empalmes en las zonas de cambio de sección.
Durante la habilitación de las barras, se debe tomar en cuenta las longitudes mínimas de los traslapes, según lo indicado en la Tabla1.
Antes de vaciar el concreto, se debe preparar y colocar los dados de mortero para proveer el necesario recubrimiento al refuerzo de la columna (Figura 4).
CONCLUSIONES
Hoy los ingenieros tenemos la responsabilidad de asegurar la resistencia y la durabilidad de la estructura de Concreto armado, y esta es la resultante de la acción protectora de doble naturaleza que la masa de Concreto ejerce sobre el acero
El recubrimiento ayuda a elevar la alcalinidad del concreto desarrollada sobre el acero de refuerzo creando un espacio para para generan una capa pasivadora que protege el acero de refuerzo de la corrosión.
En este orden de ideas el recubrimiento del acero de refuerzo está directamente relacionado con la durabilidad de la estructura.
Los estribos cerrados se deben formar de una sola pieza con sus ganchos extremos colocados superpuestos abrazando la misma barra longitudinal, o se deben formar de una dos piezas unidas mediante un empalme por traslape clase b
El refuerzo transversal para elementos de pórticos sometidos a esfuerzos de torsión o esfuerzos reversibles de flexión en los apoyos debe consistir en estribos cerrados o espirales colocados alrededor refuerzo de flexión.
ANEXOS
REFUERZO LONGITUDINAL (REFUERZO VERTICAL)
Se debe cumplir siempre con lo indicado en los planos estructurales, respecto al diámetro y cantidad de fierros corrugados que se deben colocar en cada una de las columnas.
El refuerzo vertical debe ingresar totalmente a la cimentación, respetando un recubrimiento mínimo de 7.5 cm. (Figura 1).
Si la columna va a continuar en los pisos superiores, se debe dejar las "mechas" con la longitud de empalme apropiado
EMPALMES DE VARILLA
En todos los casos, podemos ver que las longitudes de empalme que exige el Reglamento Americano son mucho mayores que las del Reglamento Peruano.
EMPALMES DE VARILLA
Para la determinación de la longitud de anclaje de varillas empalmadas simultáneamente, se considerará que su espaciamiento es igual al espaciamiento entre varillas fuera de la zona de empalme menos el diámetro de una barra. Para columnas con varillas cuyos ejes no están alineados y para empalmes escalonados, se tendrán en cuenta las consideraciones mostradas en la figura 3.13.
EMPALMES DE VARILLA
Los empalmes son utilizados cuando la longitud del refuerzo en un elemento excede la longitud comercial de las varillas de acero y es necesario unir dos de ellas para conseguir el largo adecuado. También se presentan en los nudos o apoyos y cuando se desea cambiar el diámetro de las varillas. Deben ubicarse en las zonas menos esforzadas para no disminuir la resistencia de la pieza y su distribución será especificada en los planos. Existen tres tipos de empalme: empalme traslapado, empalme soldado y empalme mecánico.
Empalme traslapado
El empalme traslapado consta de las dos varillas a empalmar, una a continuación de la otra, con una cierta longitud de traslape. La fuerza en una barra se transfiere al concreto que la rodea por adherencia y, simultáneamente, por el mismo efecto, del concreto a la otra barra. La distribución de esfuerzos es similar a la mostrada en la figura 3.12. La eficiencia de un empalme depende del desarrollo de la adherencia a lo largo de la superficie de las varillas y de la capacidad del concreto para transferir los elevados esfuerzos cortantes que se generan. Los empalmes traslapados tienen la desventaja que el concreto que los rodea presenta grietas locales irregulares
REFUERZO DE VIGAS (II) VIGAS PERALTADAS
En la construcción de viviendas no sólo se utilizan vigas de confinamiento, como vimos en el Boletín Nº 19, sino también las denominadas vigas peraltadas (Figura 1). En este artículo nos referiremos a ellas
Las vigas peraltadas son elementos estructurales hechas de concreto armado (concreto simple más refuerzo), las cuales por tener una altura o peralte mayor al espesor de la losa, hacen necesaria la construcción previa de encofrados (Figura 2) para el respectivo vaciado de concreto.
EMPALMES DE VARILLA
El empalme traslapado con contacto es mejor pues se puede amarrar el acero con alambres. Si las varillas empalmadas no están en contacto directo, no deberán separarse más de un quinto de la longitud del empalme ni más de 15 cm. pues sino se genera una sección no reforzada entre varillas que favorece el agrietamiento (ACI-12.14.2.3).
El código del ACI recomienda que no se debe usar empalmes traslapados para varillas mayores a la #11 (ACI-12.14.2.1)
TIPOS DE REFUERZO
Longitudinal: Conformado por varillas corrugadas colocadas en toda su longitud (Figura 2). Su función principal es tomar los esfuerzos de compresión y tracción que el concreto no puede resistir. Adicionalmente permite a la viga flexionarse sin que se triture el concreto. También ayuda a distribuir en la viga la energía que un sismo produce.
Transversal o estribos: Compuesto por un conjunto de piezas cerradas hechas con fierro de diámetro pequeño (6 mm., 3/8", 1/2") dispuestas verticalmente a intervalos regulares, que se amarran a las barras longitudinales con un gancho a 45º. Su principal objetivo es tomar los esfuerzos de corte que el concreto no puede resistir. También minimizan el tamaño de las potenciales grietas producto de estos esfuerzos de corte y ayudan a mantener en su posición al refuerzo longitudinal (Figura 3). Los estribos son muy importantes para soportar las fuerzas sísmicas.
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