3.8 TRABAJO EN ACERO 3.8 TRABAJO EN ACERO El Reglamento Nacional de Edificaciones, en las normas E-070 de Albañilería y E-060 de Concreto Armado, presenta una serie de reuisitos mínimos ue se deben respetar cuando se traba!e trab a!e con el acero, para formar las armaduras de los difer diferente entes s ele element mentos os " columnas, vigas, etc#$#
a. Doblado y Anclae de Barras! Cuando se dobla una varilla, se debe cumplir con un di%metro mínimo de doblado y con una longitud mínima del e&tremo doblado# El primero nos garanti'a ue se pueda doblar la barra sin fisuras, y el segundo, asegura un adecuado ancla!e del refuer'o en el concre"o# En obra, generalmente se dobla el #ierro con tubo y trampa, para lo cual se deben respetar ciertas distancias mínimas, es decir, las distancias del tubo a la trampa, ue nos aseguren un adecuado procedimiento de doblado "(er figura )6$#
A continuaci*n continuaci*n se presenta un resumen con las dimensiones mínimas para reali'ar el doblado, así como los di%metros y e&tremos mínimos de doblado ue deben tener las barras de acero+
b. Em$almes median"e "rasla$e os refuer'os ue se colocan en las es"ruc"uras de concre"o no son siempre continuos, mucas (eces se tienen ue unir las barras para alcan'ar la longitud necesaria# Cuando act.a una fuer'a, el traslape de las barras resistir% debido a ue toda su longitud est% embebida en concre"o, es decir ay aderencia entre ambos materiales# Es necesaria una longitud mínima de traslape ue asegure ue lo anterior se cumpla, y por lo tanto, la estructura pueda resistir la fuer'a ue se le apliue "(er figura )7$#
a longi"ud de em$alme/ (ariar% de acuerdo con el di%me"ro de la barra, de la ubicaci*n del empalme, de la resis"encia del concre"o y del tipo de elemento "columna o (iga$# Estas longitudes son dimensiones mínimas ue deben cumplirse, pudiendo ser mayores#
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&ongi"ud de em$alme en columnas!
Cuando se empalma una columna, lo ideal es acerlo en los dos tercios centrales "empalme A$# in embargo, a (eces se empalman en la parte inferior de la columna "empalme 1 y C$, lo ue no es recomendable ya ue debilita esa secci*n# En el caso ue se agan los empalmes 1 * C, la longi"ud de em$alme deber% aumentar# A continuaci*n se detallan cada uno de estos casos+
Empalme A: as barras se empalman en los dos tercios centrales de la columna y alternadas# Este caso es el m%s recomendable "(er figura )2$# B: as barras se
empalman alternadas en la parte inferior de la columna# Al reali'ar este tipo de empalme, se debe aumentar la longitud del empalme tipo A en 304 "(er figura )5$# Empalme
C: as barras se
Empalme
sin columna# del 0$#
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alternar Al reali'ar empalme
en este tipo tipo
la parte de empalme, se A en
inferior de debe aumentar la 704 "(er
empalman la longitud figura
&ongi"ud de em$alme en vigas!
El acero su$erior debe empalmarse en el centro de la (iga y los inferiores, cerca de los e&tremos# En el caso de usar los empalmes tipo 1 * C, se debe aumentar la longitud del empalme obtenida para el tipo A en un 304 y 704 respecti(amente "(er figura 8$#
c. Recubrimien"o
Es el concre"o ue separa al acero del medio e&terno y e(ita ue entre en contacto con el agua, la umedad o el fuego# Es importante porue protege el acero# e debe tomar en cuenta ue este recubrimiento se mide desde la cara e&terior del es"ribo'# A continuaci*n, se presenta un cuadro resumen con los recubrimientos+
(*) El recubrimiento para la vivienda construida con muros portantes de ladrillos
(ROD)CT*+*DAD E(A&E- DE ARAD)RA- (ARA CONCRETO Ing. Teodoro Harmsen, Presidente Vitalicio Gy, Presidente E!ecutivo GI, iembro Honorario del "#I $ %&", del #IP y de la "cademia Peruana de Ingenier'a, tearmsengmisa.com.pe
Cuando instalamos las armaduras de acero en una obra, debido a diferentes ra'ones constructi(as o estructurales, nos (emos en la necesidad de unir diferentes segmentos de varillas de cons"ruccin# A estas uniones se les denomina 9 em$almes9# Como se sabe, s*lo se permite em$almes en 'onas de mínimo esfuer'o, nunca en 'onas de m%&imo esfuer'o, ni en auellas donde pueden producirse articulaciones pl%sticas "o sea, donde ay momentos m%&imos de fle&i*n$ ni a distancias menores a : d de la cara de los apoyos "siendo 9d9 el peralte de las (igas$# os em$almes pueden ser de 3 clases+ ;raslapados, oldados y
E(A&ETRA-&A(ADOEn los em$almes "rasla$ados, la fuer'a de una barra se transfiere al concreto ue la rodea por aderencia y simult%neamente, por el mismo efecto, a la otra barra# a eficiencia de estos em$almes depende del desarrollo de la aderencia a lo largo de la superficie de las (arillas, y de la capacidad del concreto para transferir los ele(ados esfuer'os cortantes ue se generan#
Estos "rasla$es pueden acerse con las barras separadas "no m%s de 8= de la longitud de em$alme, ni m%s de 8 cm#$ o con las barras en contacto, para lo cual se puede amarrar las (arillas con alambres "operaci*n ue sir(e para facilitar el proceso constructi(o$# >or la forma en ue traba!an estos em$almes, pueden ser+ a Traccin, o aCom$resin# os em$almes a Traccin, generan com$resin diagonal en el concreto ubicado entre (arillas por este moti(o, es importante incorporar estribos ue limiten el desarrollo de las grietas originadas por estos esfuer'os, y ue aseguren una falla d.ctil# Es importante acer notar ue el Reglamento >eruano, no e&ige estos estribos adicionales su actual e&igencia es similar al AC?-382-25, c*digo ue fue cambiado despu@s de las malas e&periencias detectadas en los terremotos de California, en anders "855:, magnitud 7#3$ y en ector eruano E060-:008 para Concretos de fBc :80 y :20 Dg=cm:#
En todos los casos, podemos (er ue las longi"udes de em$alme ue e&ige el Reglamento Americano son muco mayores ue las del Reglamento >eruano#
E(A&E-O&DADOos em$almes -oldados, s*lo pueden usarse si las barras son de Acero A-T A /01 "acero soldable de ba!a aleaci*n ue a recibido un tratamiento t@rmico controlado, dentro de su proceso de laminaci*n$# En determinados casos, se podrían usar barras con(encionales, si se cumplen con algunos reuisitos especiales# Asimismo, la soldadura debe cumplir con las especificaciones del 9tructural elding Code - Reinforcing teel "AN?-=A F 8#)$9# Normalmente se usan para em$almar varillas de di%metros grandes "3=)9 o mayores$, siendo obligatorio para las barras mayores o iguales a la 8 3=)9# Gn empalme soldado debe poder desarrollar por lo menos el 8:4 del límite el%stico "fy$ del acero de la (arilla# os em$almes soldados no deben producir e¢ricidades en el esfuer'o# En la siguiente figura se muestran algunos de los m%s utili'ados+
E(A&E-
EC2N*CO-
on pie'as met%licas ue conectan una (arilla con la otra# Actualmente son muy usados y son m%s seguros ue los empalmes soldados# En el mercado e&isten di(ersos dispositi(os patentados para estos em$almes mec%nicos, como manguitos ue se presionan mec%nicamente a las (arillas, dispositi(os con rosca en la varilla, manguitos ue se presionan con tornillos, etc# Fesde el punto de (ista antisísmico, ay dos tipos+ a$Em$alme mec%nico Ti$o , ue debe desarrollar por lo menos 8:4 del esfuer'o de fl uencia "fy$ del acero de la (arilla# En p*rticos asísmicos especiales o muros estructurales especiales "(er AC? 382-02, :8#8#8#7$, no deben usarse dentro de una distancia igual al doble del peralte de la (iga o donde sea probable se produ'ca la fl uencia del refuer'o, como resultado de despla'amientos laterales inel%sticos, como en el caso de r*tulas pl%sticas# b$Em$alme mec%nico Ti$o 4, ue debe desarrollar por lo menos un esfuer'o igual a la carga de rotura "fBs$ del acero de la (arilla# e pueden usar en cualuier locali'aci*n#
os em$almes mec%nicos son obligatorios para barras 8 3=)9 o mayores, donde est%n proibidos los em$almes "rasla$ados# Estos deben estar escalonados cuando menos 60 cm pero en elementos de amarre en tracci*n, deben estarlo por lo menos 7 cm# i se usan para (arillas de acero A-68 Hrado )0 ":200 Ig=cm:$, deben poder resistir una fuer'a ):00 Dg=cm:# i se usa acero A-68 Hrado )0 o Hrado 60, deben poder resistir 6:00 Dg=cm:# En las 'onas donde no se puede usar em$almes "rasla$ados, y cuando el esfuer'o est% en elementos a tracci*n, estos empalmes se tienen ue usar obligatoriamente con (arillas recubiertas con epo&i# En general, los em$almes mec%nicos se usan para fi erros gruesos de 89 o m%s resultan m%s econ*micos, c*modos de usar, y facilitan el llenado de concreto# e debe tomar precauciones especiales en los espaciamientos entre barras, y en los recubrimientos, dado ue el di%metro e&terior del em$alme mec%nico es mayor ue el de la barra# i se trata de ampliaciones de edifi cios antiguos, en los ue se usaba acero grado )0 o menor, se deben acer pruebas del em$alme con ese tipo de acero#
CO(ARAC*5N DE CO-TO-, ENTRE E(A&E- TRA-&A(ADO- 6 E(A&EEC2N*CO Algunas de las (enta!as y des(enta!as de los em$almes mec%nicos y de los em$almes "rasla$ados, son+ Respecto a los Estribos+ Fe acuerdo al A#C#?#, para los em$almes "rasla$ados, se reuiere colocar estribos adicionales a cada 80 cm#, a lo largo de la longitud de traslape#
Gna (enta!a de los em$almes mec%nicos, es ue no se reuiere colocar m%s estribos# Respecto a la separaci*n de fierros+ El em$alme "rasla$ado e&ige colocar los fi erros m%s separados, para mantener la distancia libre especificada entre fierros# o mismo pasa con los recubrimientos# Respecto a la facilidad de traba!o+ El em$alme mec%nico es m%s r%pido y facilita el llenado de concreto# A continuaci*n, se muestra un cuadro comparati(o de costos, entre los em$almes "rasla$ados y los em$almes mec%nicos, para (arillas de 3=)9, 89, y 8 3=29#
No"a! os costos an sido calculados considerando G J 8#3= Dg de acero "material, mano de obra, euipos, erramientas y utilidad$ Como se puede apreciar, el em$alme mec%nico para 3=)9 es muy caro# >ara 89 cuesta apro&imadamente lo mismo, con las (enta!as de rapide' y facilidad de llenado# >ara 8 3=29 es claramente, m%s econ*mico#
B*B&*O7RA9A •
AR<EN, ;#, 9Fiseño de Estructuras de Concreto9, :00# )ta Edici*n, Adenda :005
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Reuisitos de Reglamento para Concreto Estructural, AC? 382 K 02
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Reglamento Nacional de Edifi caciones, Norma E- 060 Concreto Armado Obra $ro"egida $or la ley de derec:os de au"or
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