NTC 401 Tubos de Concreto Reforzado Alcantarillado

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 401 2009-03-11

TUBOS DE CONCRETO ALCANTARILLADO

E:

REFORZADO

PARA

REINFORCED. CONCRETE PIPE FOR SEVERAGE

CORRESPONDENCIA:

esta norma es una adopción por modificada (MOD) respecto al documento de referencia la ASTM C76M:2005. Copyright © ASTM International. 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19429-2959. United States.

DESCRIPTORES:

tubo de concreto reforzado; producto de concreto; ensayo de absorción.

I.C.S.: 23.040.50; 91.140.80 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. (571) 6078888 - Fax (571) 2221435

Prohibida su reproducción

Sexta actualización Editada 2009-03-27

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 401 (Sexta actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo de 2009-03-11. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 103 Tubería de concreto coordinado por la Secretaria Técnica de Normalización del ICPC-Instituto Colombiano de Productores de Cemento. AMERICAN PIPE AND CONSTRUCTION INT. EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ S.A. ESP. EMPRESAS PUBLICAS DE MEDELLÍN S.A. ESP. ETERNA S.A. EXTRUSIONES S.A.

INDUSTRIAS CONCRETODO LTDA. INDUSTRIAS DIQUE S.A. MANUFACTURAS DE CEMENTO S.A. POSTEQUIPOS S.A. PREFABRICADOS JAMAR S.A. TUBOX S.A.

Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: ACODAL ALVARO CANDELA Y CIA LTDA. CAMACOL EXTRUCOL S.A. FIBRIT S.A. INDUSTRIAS ALIADAS S.A. INSTITUTO DE CAPACITACIÓN, INVESTIGACIÓN DEL PLÁSTICO Y EL CAUCHO INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS

MANUFACTURAS DE CEMENTO S.A. MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL MINISTERIO DE TRANSPORTE PAVCO S.A. SOCIEDAD DE ACUEDUCTO, ALCANTARILLADO Y ASEO DE BARRANQUILLA S.A. ESP. TUBESA S.A.

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN


NTC 401 (Sexta actualización)

CONTENIDO

Página

1.

OBJETO .......................................................................................................................1

2

REFERENCIAS NORMATIVAS ...................................................................................1

3.

TERMINOS Y DEFINICIONES .....................................................................................3

4.

CLASIFICACIÓN ..........................................................................................................3

5.

ACEPTACIÓN ..............................................................................................................3

5.1

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN....................................................................................3

5.2

EDAD DE ACEPTACIÓN .............................................................................................4

6.

MATERIALES...............................................................................................................4

6.1

CONCRETO REFORZADO..........................................................................................4

6.2

MATERIALES CEMENTANTES .................................................................................4

6.3

AGREGADOS...............................................................................................................5

6.4

ADITIVOS .....................................................................................................................5

6.5

ACERO DE REFUERZO ..............................................................................................5

6.6

FIBRAS SINTÉTICAS ..................................................................................................5

6.7

AGUA............................................................................................................................5

7.

DISEÑO .......................................................................................................................6

7.1

TABLAS DE DISEÑO ..................................................................................................6

7.2

DISEÑOS ESPECIALES Y MODIFICADOS ...............................................................6



Página

7.3

ÁREA ............................................................................................................................6

8.

REFUERZO ................................................................................................................17

8.1

REFUERZO PERIMÉTRICO .....................................................................................17

8.2

REFUERZO LONGITUDINAL ...................................................................................18

8.3

REFUERZO DE LA JUNTA .......................................................................................18

9.

JUNTAS......................................................................................................................19

10.

FABRICACIÓN ...........................................................................................................19

10.1

MEZCLA .....................................................................................................................19

10.2

CURADO ....................................................................................................................19

11.

REQUERIMIENTOS FÍSICOS ....................................................................................20

11.1

ESPECÍMENES DE ENSAYO ....................................................................................20

11.2

NÚMERO Y TIPO DE ENSAYOS REQUERIDOS PARA DIFERENTES CANTIDADES DE TUBOS SOLICITADOS EN LA ORDEN DE COMPRA...............20

11.3

REQUISITOS RELACIONADOS CON EL APLASTAMIENTO DEBIDO A CARGAS EXTERNAS ...........................................................................................20

11.4

RESISTENCIA DEL CONCRETO ..............................................................................21

11.5

ENSAYOS DE CILINDROS A LA COMPRESIÓN.....................................................21

11.6

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE NÚCLEOS ................................................21

11.7

ACEPTACIÓN CON BASE EN ENSAYOS SOBRE NÚCLEOS ...............................21

11.8

LLENADO DE LOS HUECOS DE NÚCLEOS ...........................................................22

11.9

ABSORCIÓN ..............................................................................................................22

11.10 REENSAYO DE LOS TUBOS ....................................................................................22



Página

11.11 EQUIPOS NECESARIOS PARA LA REALIZACIÓN DEL ENSAYO ........................22

12.

TOLERANCIAS PERMITIDAS ...................................................................................22

12.2

ESPESOR DE PARED ...............................................................................................23

12.3

LONGITUD EN DOS LADOS OPUESTOS ................................................................23

12.4

LONGITUD DEL TUBO ..............................................................................................23

12.5

POSICIÓN Y ÁREA DE REFUERZO .........................................................................23

13.

REPARACIONES .......................................................................................................24

14.

INSPECCIÓN..............................................................................................................24

15.

RECHAZO ..................................................................................................................24

16.

ROTULADO................................................................................................................24

17.

PALABRAS CLAVE ...................................................................................................25

DOCUMENTO DE REFERENCIA..........................................................................................26

FIGURAS Figura 1. Refuerzo por cuadrantes .......................................................................................8 Figura 2. Refuerzo por canasta triple ...................................................................................9

TABLAS Tabla 1. Requisitos de diseño para tubos de concreto reforzado de Clase IA.................7 Tabla 2. Requisitos de diseño para tubos de concreto reforzado de Clase IIA..............10



Página

Tabla 3. Requisitos de diseño para tubos de concreto reforzado de Clase IIIA.............12 Tabla 4. Requisitos de diseño para tubos de concreto reforzado de Clase IVA ............14 Tabla 5. requisitos de diseño para tubos de concreto reforzado de Clase VA ..............16



TUBOS DE CONCRETO REFORZADO PARA ALCANTARILLADO

1.

OBJETO

1.1 Esta norma establece los requisitos que deben cumplir y los ensayos a que deben someterse los tubos de concreto reforzado utilizados en la conducción de aguas lluvias, de aguas negras y de residuos líquidos industriales, para la construcción de alcantarillas, y en general, como conductos no sometidos a presión hidrostática interna. 1.2

La norma es aplicable únicamente a tubos de sección circular.

NOTA 1 En esta norma se contemplan especificaciones para la fabricación y el proceso de compra del producto. No incluye requisitos para su instalación y relleno, ni se establece relación alguna entre las condiciones de carga a que se someteará y la clasificación del tubo según su resistencia. Sin embargo, la experiencia indica que el adecuado comportamiento de este producto depende de la selección apropiada de su clase, del tipo de cimentación, del relleno, el control de los procesos de la fabricación en planta y del cuidado con que se efectúe su instalación. El comprador de la tubería de concreto que se especifica aquí, debe establecer la clase del tubo, de acuerdo con las condiciones de instalación.

2.

REFERENCIAS NORMATIVAS

Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicación de este documento normativo. Para referencias fechadas, se aplica únicamente la edición citada. Para referencias no fechadas, se aplica la última edición del documento normativo referenciado (incluida cualquier corrección). NTC 121, Ingeniería civil y arquitectura. Cemento Pórtland. Especificaciones físicas y mecánicas (ASTM C150). NTC 161, Siderurgia. Barras y rollos lisos de acero al carbono para refuerzo de concreto. NTC 174, Concretos. Especificaciones de los agregados para concreto (ASTM C33). NTC 248, Barras de acero al carbono, lisas y corrugadas, para refuerzo de concreto (ASTM A615/A615M). NTC 321, Ingeniería civil y arquitectura. Cemento Pórtland. Especificaciones químicas (ASTM C150). 1 de 26



NTC 673, Concretos. Ensayo de resistencia a la compresión de cilindros normales de concreto. NTC 1022, Tubos de concreto sin refuerzo para alcantarillado (ASTM C14M). NTC 1299, Concretos. Aditivos químicos para concreto (ASTM C494/C494M). NTC 1328, Ingeniería civil y arquitectura. Juntas flexibles para la unión de tubos circulares de concreto (ASTM C443M). NTC 1784, Ingeniería civil y arquitectura. Cementos. Determinación de la actividad puzolánica. Método de contribución a la resistencia a la compresión (COPANT 3:1-025). NTC 1907, Alambre de acero al carbono grafilado para refuerzo de concreto (ASTM A496). NTC 1925, Mallas de acero soldadas, fabricadas con alambre liso, para refuerzo de concreto (ASTM A185). NTC 1977, Compuestos líquidos formadores de membrana de curado para el concreto (ASTM C309) NTC 2310, Metalurgia. Mallas de acero soldadas fabricadas con alambre corrugado para refuerzo de concreto (ASTM A497). NTC 3459, Concretos. Agua para la elaboración de concreto (BS 3148). NTC 3493, Ingeniería civil y arquitectura. Cenizas volantes y puzolanas naturales, calcinadas o crudas, utilizadas como aditivos mineral en el concreto de cemento Pórtland (ASTM C618). NTC 3502, Ingeniería civil y arquitectura. Aditivos incorporadotes de aire para concreto (ASTM C260). NTC 3658, Ingeniería civil y arquitectura. Método para la obtención y ensayo de núcleos extruidos y vigas de concreto aserradas (ASTM C42). NTC 3676, Métodos de ensayo para tubos y secciones de pozos de inspección prefabricados en concreto.( ASTM C497M). NTC 4002, Alambre liso de acero para refuerzo de concreto. NTC 4018,Ingeniería civil y arquitectura. Escoria de alto horno granulada y molida para uso en concretos y morteros (ASTM C989). NTC 4023, Ingeniería civil y arquitectura. Especificaciones para aditivos químicos usados en la producción de concreto fluido (ASTM C1017). NTC 4637, Ingeniería civil y arquitectura. Concretos. Especificaciones para el uso de microsílica como adición en mortero y concreto de cemento hidráulico (ASTM C1240). NTC 4851, Tubos de concreto reforzado para alcantarillados, sometidos a carga muerta específica (ASTM C655M). NTC 5541, Concretos reforzados con fibra (ASTM C1116). ASTM C595M, Specification for Blended Hydraulic Cements. 2

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 3.


TÉRMINOS Y DEFINICIONES

Para efectos de esta norma se deben tener en cuenta las siguientes: 3.1 Diámetro nominal. Diámetro interior del tubo. 3.2 Carga D. Cociente que resulta de dividir la carga total aplicada al tubo, hasta obtener su agrietamiento o su rotura, por el producto del diámetro nominal y la longitud ensayada. La unidad de medida es N/m/mm (kgf/m/cm). 3.3 Agrietamiento. Se considera que se alcanza el agrietamiento cuando se presenta una grieta de 0,30 mm de ancho, en una longitud de 30 cm. 3.4 Refuerzo perimétrico de acero. Refuerzo de acero (sea circular, doble circular, elíptico, por cuadrantes entre otros) que unido con el refuerzo longitudinal constituye la canasta de refuerzo del tubo.

4.

CLASIFICACIÓN

4.1 Los tubos fabricados de acuerdo con los criterios de esta norma serán de cinco clases identificadas como: Clase I, Clase II, Clase III, Clase IV y Clase V. En las Tablas 1 a 5 se presentan los requisitos relativos a su resistencia. 4.2

Para cargas D no contempladas en esta norma, se debe tener en cuenta la NTC 4851.

5.

ACEPTACIÓN

5.1

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN

A menos que se establezca otro requisito por parte del cliente antes o en el momento de la elaboración de la orden de compra, se admiten los siguientes dos criterios de aceptación diferentes y alternativos. Independiente del método de aceptación, la tubería se debe diseñar para cumplir con la carga D para fisura y rotura. 5.1.1 Aceptación con base en los ensayos de carga, ensayos de materiales e inspección de los tubos. La aceptación de los tubos en todos los tamaños y clases, producidos de acuerdo con el numeral 7.1 ó 7.2 debe determinarse por medio de los resultados de: 5.1.1.1 Los ensayos de resistencia de los tres apoyos, ya sea para la carga que produce una grieta de 0,3 mm o a elección del cliente, adicionalmente la carga que origina la rotura. 5.1.1.2 Los ensayos de materiales especificados en los numerales 6.1, 6.2 y 6.4. 5.1.1.3 Los ensayos de absorción realizados en muestras seleccionadas de la pared del tubo por cada diseño de mezcla en cada lote. 5.1.1.4 La inspección visual del tubo terminado, con el propósito de comprobar si se encuentra conforme con el diseño aceptado y si no presenta defectos.

3

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 5.1.2


Aceptación con base en los ensayos de materiales e inspección de los tubos

La aceptabilidad de los tubos en todos los tamaños y clases producidos de acuerdo con lo establecido en los numerales 7.1 ó 7.2 debe determinarse por medio de los resultados de: 5.1.2.1 Los ensayos de materiales especificados en los numerales 6.1, 6.2 y 6.4. 5.1.2.2 Los ensayos de compresión realizados sobre cilindros curados de concreto, o sobre núcleos de concreto extraídos de la pared del tubo. 5.1.2.3 Los ensayos de absorción realizados sobre muestras seleccionadas de la pared del tubo por cada diseño de mezcla en cada lote. 5.1.2.4 La inspección del tubo terminado incluyendo la cantidad y la colocación del refuerzo, para comprobar si está de acuerdo con el diseño y si se encuentra libre de defectos. 5.1.3 Previo acuerdo entre el cliente y el fabricante, cualquier parte o combinación de los ensayos mencionados en los numerales 5.1.1 ó 5.1.2 puede constituir el criterio de aceptación. 5.2

EDAD DE ACEPTACIÓN

Se considera que los tubos se encuentran listos para la aceptación una vez satisfagan los requisitos indicados por los ensayos especificados.

6.

MATERIALES

6.1

CONCRETO REFORZADO

El concreto reforzado debe estar compuesto por materiales cementantes, agregados minerales y agua en los cuales se ha embebido acero, de manera que el acero y el concreto actúen conjuntamente. El concreto reforzado debe cumplir con la resistencia a la compresión especificada en las Tablas 1 a 5. 6.2

MATERIALES CEMENTANTES

6.2.1

Cemento

El cemento debe cumplir con los requisitos para cemento Pórtland exigidos en las NTC 121 y NTC 321. Se permite el uso de cementos fabricados bajo las normas ASTM C150 y ASTM C595. 6.2.2

Adiciones

6.2.2.1 Las adiciones deben cumplir con los siguientes requisitos: -

Ceniza volante u otras puzolanas: Clase F o Clase C de la NTC 3493.

-

Escoria de alto horno: Grado 100 ó 120 de la NTC 4018.

-

Humo de sílice: según lo indicado en la NTC 4637.

NOTA 3

Uno de los métodos para la determinación de la actividad puzolánica se relaciona en la NTC 1784.

4



6.2.2.2 Combinación de materiales cementantes Para la producción de concreto se permite la combinación de los siguientes materiales cementantes: -

sólo cemento Pórtland,

-

solo cemento Pórtland de escoria de alto horno,

-

solo cemento Pórtland con escoria modificada,

-

solo cemento Pórtland puzolánico, o

-

una combinación de cemento Pórtland, ceniza volante, escoria de alto horno, humo de sílice u otra puzolana.

6.3

AGREGADOS

Los agregados deben cumplir con los requisitos establecidos en la NTC 174, con excepción de los relacionados con la gradación. 6.4

ADITIVOS

Pueden emplearse los aditivos que a continuación se relacionan con la respectiva aprobación del cliente. 6.4.1

Aditivos químicos según los requisitos de la NTC 1299.

6.4.2

Incorporadores de aire que cumplan con la NTC 3502.

6.4.3

Aditivos químicos para producir concreto fluido que cumplan con la NTC 4023.

6.5

ACERO DE REFUERZO

El refuerzo debe ser alambre que cumpla con las especificaciones incluidas en la NTC 4002 o la NTC 1907, el refuerzo de barras lisas debe cumplir con la NTC 161, la malla de alambre debe cumplir con la NTC 1925 ó NTC 2310 y las barras de acero grado 300, deben cumplir con la NTC 248. 6.6

FIBRAS SINTÉTICAS

Según elección del fabricante y como material de fabricación no estructural en la tubería de concreto, se pueden usar fibras de polipropileno virgen fibriladas e intercaladas. Solamente se deben aceptar las fibras sintéticas Tipo III diseñadas y fabricadas específicamente para uso en concreto y que cumplan con la NTC 5541. 6.7

AGUA

El agua debe cumplir con los requisitos establecidos en la NTC 3459.

5


DISEÑO

7.1

TABLAS DE DISEÑO


El diámetro, el espesor de pared, la resistencia a la compresión del concreto y el área del refuerzo perimétrico deben ser los establecidos en las Tablas 1 a 5 para las Clases I a V, con excepción de lo establecido en el numeral 7.2. 7.1.1 Las notas de pie de tabla constituyen ampliaciones de los requisitos tabulados y se deben aplicar y tener en cuenta como si formaran parte integral de la norma. La cuantía de refuerzo relacionado en las tablas permite una canasta circular, circular interior y exterior, elíptica, o una combinación de éstas. 7.2

DISEÑOS ESPECIALES Y MODIFICADOS

7.2.1 El fabricante puede solicitar aprobación por parte del cliente para utilizar diseños especiales o modificados, los que difieren de los presentados en el numeral 7.1 o los elaborados para diámetros o cargas diferentes a las indicadas en las Tablas 1 a 5, o para los diámetros que no presenten área de refuerzo en las Tablas 1 a 5. 7.2.2 Los diseños especiales o modificados deben basarse en la evaluación racional o empírica del comportamiento del tubo al agrietamiento y a la rotura. Tales diseños deben describir completamente cualquier desviación con respecto a los requerimientos del numeral 7.1. La descripción de los diseños especiales o modificados debe incluir: el espesor de pared, la resistencia del concreto, así como el área, el tipo, la colocación, el número de capas y la resistencia del acero de refuerzo. 7.2.3 El fabricante debe entregar al cliente pruebas de la idoneidad del diseño especial o modificado que propone. Tales pruebas pueden estar constituidas por un certificado de ensayos realizados por el método de los tres apoyos, que sean aceptables para el comprador, igualmente en caso de que tales ensayos no se puedan realizar o no sean aceptados por el cliente, se puede solicitar al fabricante la realización de pruebas sobre tamaños y clases seleccionados por parte del cliente, con el propósito de demostrar la idoneidad del diseño propuesto. 7.2.4 Los tubos correspondientes a los diseños especiales o modificados deben satisfacer los ensayos y los requisitos de comportamiento establecidos por el cliente de acuerdo con los criterios establecidos en el numeral 5. 7.3

ÁREA

Cuando en esta norma, cuando no se establezca expresamente si la palabra área corresponde a la sección transversal o al área de una sola varilla o al alambre, se entenderá que corresponde a la sección transversal de refuerzo por longitud unitaria del tubo.

6



Tabla 1. Requisitos de diseño para tubos de concreto reforzado de Clase I A NOTA

Véase el numeral 5 relacionado con los criterios de aceptación establecidos por el cliente.

El requisito del ensayo de resistencia en newton por metro lineal de tubo según el método de los tres apoyos será, bien sea la carga D (carga de ensayo expresada en newton por metro lineal por mm de diámetro) para producir una grieta de 0,3 mm, o la carga D para producir una grieta de 0,3 mm y la carga de rotura tal como se establece a continuación, multiplicada por el diámetro interno del tubo en mm. Carga D para producir una grieta de 0,3 mm. E

Carga D para producir la rotura

Diámetro nominal interno mm 600 685 700 750 800 840 900 1000 1 100 1 200 1 300 1 400 1 500 1 600 1 700 1 800 1 900 2 000 2 150 2 300 2 450 2 600

2 750 2 900 3 050 3 200 3 350 3 500 3 650 A

40,0 60,0

Refuerzo en cm2 por metro lineal de tubo Pared A Pared B Concreto de 27,6 MPa (280 kgf/cm2) Concreto de 27,6 MPa (280 kgf/cm2) Refuerzo circular C Refuerzo Circular C Espesor Espesor mínimo mínimo Refuerzo Refuerzo D D Canasta Canasta Canasta Canasta pared pared elíptico elíptico interior exterior interior exterior mm mm B B 1,50 1,50 1,50B 1,50B 63 --75 66 --83 1,50B 1,50B 1,50B 1,50B B B B 67 --84 1,50 1,50 1,50 1,50B B B B B 70 --88 1,50 1,50 1,50 1,50 B B B 71 --92 1,50 1,50 1,50 1,50B B B B 73 --95 1,50 1,50 1,50 1,50B B 75 --100 2,05 1,50 1,75 1,50B 83 1,50 1,50 110 1,55 1,85 2,30 1,70 92 1,65 1,60 115 2,50 2,20 3,05 2,40 100 2,00 1,80 120 3,53 2,70 3,75 3,01 108 2.75 2,00 130 4,20 3,30 4,45 3,67 116 2,87 2,20 140 4,63 3,85 5,15 4,30 125 3,20 2,60 150 5,30 4,40 5,90 4,90 134 3,60 3,00 160 6,03 5,00 6,63 5,57 142 4,00 3,37 170 6,73 5,57 7,43 6,20 150 4,40 3,70 175 7,40 6,10 8,30 6,80 8,97 185 6,57 3,97 7,33 159 8,13 4,87 4,30 7,97 167 8,83 5,30 9,73 195 7,13 205 8,10 4,57 9,03 179 9,80 5,87 10,87 10,07 192 10,73 6,40 11,83 217 9,03 5,40 204 12,03 7,20 13,13 230 10,27 6,13 11,17 217 13,67 8,20 241 11,90 7,10 Canasta Canasta interior interior 5,47 + 4,80 + Canasta Canasta elíptica elíptica 8,20 7,01 ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A

. Para modificaciones o diseños especiales véase el numeral 7.2 o con la aceptación del comprador se pueden utilizar los datos del proyecto de NTC 4851. Las áreas de hierro pueden ser interpoladas entre aquellas que se muestran para diferentes variaciones en diámetros, cargas o espesores de pared. Tubos con diámetros superiores a 2 450 mm tendrán dos canastas circulares o una circular interna con una canasta elíptica. Continúa....

7


NTC 401 (Sexta actualización) Tabla 1. (Final)

B

.

C

.

D

.

E

.

Para estas clases y tamaños se especifica el mínimo refuerzo práctico. La resistencia real a la rotura es superior a la mínima resistencia determinada para tubos no reforzados de diámetro equivalente en las indicaciones de la NTC 1022. Como alternativa a los diseños que requieren ambas canastas circulares, externa e interna, el refuerzo puede ser colocado y proporcionado en una de las siguientes formas: Una canasta circular interna más una canasta elíptica, de tal forma que el área de la canasta elíptica no sea menor a la especificada en la tabla para la canasta exterior, y el área total de la canasta circular interna y elíptica no sea menor a la especificada en la tabla para la canasta interior. Una canasta interior y exterior elíptica de acuerdo con la Figura 1 o una canasta interior y exterior con los cuadrantes emparrillados de acuerdo con la Figura 2. El refuerzo elíptico y del cuadrante puede ser manejado para su colocación por medio de varillas, estribos u otros medios. El ensayo de los tres apoyos destinado a determinar la carga de rotura no se requiere en el caso de tubos de hasta 1 500 mm de diámetro, siempre y cuando todos los demás requisitos contemplados en esta norma se satisfagan.

Parte externa Canasta exterior Canasta elíptica Canasta circular interior

NOTA 1 La suma del área de refuerzo (Asi) de la canasta interior más la del emparrillado por cuadrante en los cuadrantes 1 y 2 no será menor que lo especificado para la canasta interior en las Tablas 1 a 5. NOTA 2 El área de refuerzo (Aso) de la canasta exterior más la del emparrillado por cuadrante en los cuadrantes 3 y 4 no será menor de lo especificado para la canasta exterior en las Tablas 1 a 5. NOTA 3 El área de refuerzo (A´si) de la canasta interior en los cuadrantes 3 y 4 no será inferior al 25 % de lo especificado para la canasta interior en las Tablas 1 a 5. NOTA 4 El área de refuerzo (A´so) de la canasta exterior en los cuadrantes 1 y 2 tampoco será inferior al 25 % de lo especificado para la canasta exterior en las Tablas 1 a 5. NOTA 5 Si el área de refuerzo (A´so) de la canasta exterior en los cuadrantes 1 ó 2 es menor al 50 % del especificado para la canasta exterior en las tablas 1 a 5, el emparrillado por cuadrante usado para la canasta exterior en los cuadrantes 3 y 4, se extenderán dentro de los cuadrantes 1 y 2 a una distancia no menor al espesor de la pared especificado en las Tablas 1 a 5. Figura 1. Refuerzo por canasta triple

8


NTC 401 (Sexta actualización) Punto de la parte externa

Cuadrante 2 90°

A'so

Asi

A'si

Aso

Cuadrante 3 90°

Cuadrante 4 90°

Aso

A'si

Asi

A'so Cuadrante 1 90°

NOTA 1. El área total de refuerzo de la canasta circular interior y la canasta elíptica no debe ser inferior a la especificada para la canasta interior en las Tablas 1 a 5. NOTA 2. El área total de refuerzo de la canasta circular exterior y la canasta elíptica no debe ser inferior a la especificada para la canasta exterior en las Tablas 1 a 5. Figura 2. Refuerzo por cuadrantes

9


NTC 401 (Sexta actualización) Tabla 2. Requisitos de diseño para tubos de concreto reforzado de Clase IIA

NOTA


El requisito del ensayo de resistencia en newton por metro lineal de tubo según el método de los tres apoyos será, bien sea la carga D (carga de ensayo expresada en newton por metro lineal por mm de diámetro) para producir una grieta de 0,3 mm, o la carga D para producir una grieta de 0,3 mm y la carga de rotura tal como se establece a continuación, multiplicada por el diámetro interno del tubo en mm. Carga D para producir una grieta de 0,3 mm 50,0 F 75,0 Carga D para producir la rotura

Diámetro nominal interno, mm 600 685 700 750 800 840 900 1 000 1 100 1 200 1 300 1 400 1 500 1 600 1 700 1 800 1 900 2 000 2 150 2 300 2 450

Pared A Concreto de 27,6 MPa (280 kgf/cm2) Refuerzo circularC Espesor Refuerzo mínimo D Canasta Canasta elíptico pared, mm interior exterior 63 66 67 69 71 73 75 84 92 100 109 117 125 134 142 150 159 167 179 192 204

2,80 3,20 3,20 3,20 3,33 3,44 3,00 3,27 3,77 4,50 5,03 5,67 6,40 7,07 7,83 8,70 9,37 10,07 11,23 12,43 14,10

------1,80 1,93 2,23 2,70 3,03 3,40 3,80 4,20 4,67 5,20 5,60 6,03 6,77 7,50 8,50

2,30 2,83 2,87 3,00 3,13 3,20 3,20 3,60 4,17 4,90 5,57 6,27 7,00 7,87 8,70 9,50 10,37 11,23 12,50 13,73 15,03

Refuerzo en cm2 por metro lineal de tubo Pared B Concreto de 27,6 MPa (280 kgf/cm2) Refuerzo circularC Espesor Refuerzo mínimo D Canasta Canasta elíptico pared, interior exterior mm 1,50 -1,50 75 2,83 2,33 -83 2,87 2,37 -84 3,00 2,50 -88 3,13 2,70 -92 3,24 2,80 -96 E 2,50 2,80 1,50 100 110 2,97 3,33 1,77 115 3,40 3,80 2,03 120 3,80 4,20 2,30 130 4,40 4,80 2,63 140 4,90 5,37 2,93 150 5,30 5,90 3,20 160 6,17 6,77 3,73 170 6,87 7,57 4,13 180 7,40 8,30 4,40 190 8,13 8,97 4,87 200 8,90 9,80 5,33 210 10,07 11,23 6,03 217 11,23 12,50 6,77 230 12,87 13,70 7,73

Pared C Concreto de 27,6 MPa (280 kgf/cm2) Refuerzo circular C Espesor Refuerzo mínimo D Canasta Canasta elíptico pared, interior exterior mm 94 1,50 1,50 101 1,50 1,50 102 1,50 1,50 106 1,50 1,50 111 1,50 1,50 114 1,50 1,54 119 1,50 1,50 1,70 128 1,90 1,50 2,10 136 2,40 1,60 2,60 144 3,00 1,80 3,20 153 3,40 2,07 3,73 161 3,97 2,40 4,37 170 4,70 2,80 5,10 175 5,10 3,07 5,63 186 5,67 3,40 6,27 194 6,40 3,80 7,00 203 7,07 4,20 7,87 211 7,83 4,67 8,77 224 9,20 5,50 10,20 236 10,67 6,40 11,77 248 12,10 7,30 13,47 Continúa...

10



Diámetro nominal interno, mm 2 600

2 750 2 900 3 050 3 200 3 350 3 500 3 650

Refuerzo en cm2 por metro lineal de tubo Pared A Pared B Concreto de 34,5 MPa (350 kgf/cm2) Concreto de 34,5 MPa (350 kgf/cm2) Espesor Espesor Refuerzo circularC Refuerzo circularC Refuerzo Refuerzo mínimo mínimo Canasta Canasta Canasta Canasta elíptico D elípticoD pared, mm pared, mm interior exterior interior exterior 217 16,73 10,07 Canasta 241 14,97 8,97 Canasta interior interior 6,67 + 6,00 + Canasta Canasta elíptica elíptica 10,07 8,97 ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A

Pared C Concreto de 34,5 MPa (350 kgf/cm2) Espesor Refuerzo circularC Refuerzo mínimo Canasta Canasta elípticoD pared, mm interior exterior 261 13,67 8,23 Canasta interior 5,43 + Canasta elíptica 8,23 ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A

A

Para modificaciones o diseños especiales véase el numeral 7.2 o con la aprobación del comprador se pueden utilizar los datos de la NTC 4851. Las áreas de hierro pueden ser interpoladas entre aquellas que se muestran para diferentes variaciones en diámetros, cargas o espesores de pared. Tubos con diámetros superiores a 2 450 mm tendrán dos canastas circulares o una circular interna con una canasta elíptica.

B

Para estas clases y tamaños se especifica el mínimo refuerzo práctico. La resistencia real a la rotura es superior a la mínima resistencia determinada para tubos no reforzados de diámetro equivalente en las indicaciones de la NTC 1022.

C

Como alternativa a los diseños que requieren ambas canastas circulares, externa e interna, el refuerzo puede ser colocado y proporcionado en una de las siguientes formas: Una canasta circular interna más una canasta elíptica, de tal forma que el área de la canasta elíptica no sea menor a la especificada en la tabla para la canasta exterior, y el área total de la canasta circular interna y elíptica no sea menor a la especificada en la tabla para la canasta interior. Una canasta interior y exterior con una canasta elíptica de acuerdo con la Figura 1 o una canasta interior y exterior con los cuadrantes emparrillados de acuerdo con la Figura 2.

D

El refuerzo elíptico y del cuadrante pueden ser unidos para su colocación por medio de varillas, estribos u otros medios.

E

Como alternativa se puede usar como refuerzo una canasta simple. El área de refuerzo en cm² por metro lineal será de 4,2 para las paredes Tipo B.

F

Del ensayo de los tres apoyos destinado a determinar la carga de rotura no se requiere en el caso de tubos de hasta 1 500 mm de diámetro, siempre y cuando todos los demás requisitos contemplados en esta norma se satisfagan.

11


NTC 401 (Sexta actualización) Tabla 3. Requisitos de diseño para tubos de concreto reforzado de Clase IIIA

NOTA


El requisito del ensayo de resistencia en newton por metro lineal de tubo según el método de los tres apoyos será, bien sea la carga D (carga de ensayo expresada en newton por metro lineal por mm de diámetro) para producir una grieta de 0,3 mm, o la carga D para producir una grieta de 0,3 mm y la carga de rotura tal como se establece a continuación, multiplicada por el diámetro interno del tubo en mm. Carga D para producir una grieta de 0,3 mm 65,0 Carga D para producir la rotura F 100,0

Diámetro nominal interno, mm 600 685 700 750 800 840 900 1 000 1 100 1 200 1 300 1 400 1 500 1 600 1 700 1 800 1 900 2 000 2 150

Refuerzo en cm2 por metro lineal de tubo Pared A Pared B Concreto de 27,6 MPa ( 280 kgf/cm2) Concreto de 27,6 MPa ( 280 kgf/cm2) Espesor Refuerzo circularC Espesor Refuerzo circularC Refuerzo Refuerzo mínimo mínimo Canasta Canasta Canasta Canasta elípticoD elípticoD pared, mm pared, mm interior exterior interior exterior B B 1,50 63 -3,60 1,50 -3,00 75 3,45 3,03 66 -3,83 -3,45 83 3,53 3,07 67 -3,87 -3,53 84 3,80 3,20 70 -4,00 -3,80 88 4,07 3,47 71 -4,27 -4,07 92 4,86 3,68 73 -4,40 -4,30 96 E 3,60 4,00 75 2,20 4,45 2,60 4,70 100 110 4,13 4,60 84 2,47 5,00 3,00 5,50 115 4,63 5,17 92 2,77 5,80 3,50 6,40 120 5,10 5,70 100 3,10 6,80 4,10 7,40 130 5,77 6,43 109 3,50 7,60 4,57 8,40 140 6,47 7,20 117 3,90 8,43 5,07 9,40 150 7,20 8,00 125 4,30 9,30 5,60 10,40 160 8,47 9,13 134 5,10 10,17 6,13 11,20 170 9,53 10,27 142 5,73 11,10 6,70 12,17 180 10,40 11,40 150 6,20 12,10 7,30 13,30 Concreto de 34,5 MPa (350 kgf/cm2) 159 13,03 7,83 14,43 190 11,53 6,93 12,67 167 14,07 8,43 15,63 200 12,57 7,57 13,87 179 15,83 9,50 17,63 210 13,87 8,33 15,43

Pared C Concreto de 27,6 MPa ( 280 kgf/cm2) Espesor Refuerzo circularC Refuerzo mínimo Canasta Canasta elípticoD pared, mm interior exterior 94 1,50 -1,50 101 1,75 -1,53 102 1,83 -1,57 107 2,10 -1,70 111 2,37 -1,97 114 2,55 -2,06 119 1,70 1,50 1,90 128 2,23 1,50 2.50 136 2,80 1,67 3.13 144 3,40 2,00 3.80 153 4,07 2,40 4,53 161 4,70 2,80 5,23 170 5,30 3,20 5,90 175 6,17 3,73 6,77 186 6,93 4,20 7,63 194 7,60 4,60 8,50 203 211 224

8,47 9,47 11,23

5,07 5,67 6,77

9,43 10,57 12,60 Continúa...

12



Refuerzo en cm2 por metro lineal de tubo Pared A Pared B Pared C Concreto de 34,5 MPa (350 kgf/cm2) Concreto de 34,5 MPa (350 kgf/cm2) Concreto de 34,5 MPa 350 kgf/cm2) Diámetro nominal Espesor Espesor Refuerzo circularC Espesor Refuerzo circular C Refuerzo circularC interno, mm Refuerzo Refuerzo Refuerzo mínimo mínimo mínimo Canasta Canasta Canasta Canasta Canasta Canasta elípticoD elípticoD elíptico pared, pared, pared, interior exterior interior exterior interior exterior mm mm mm 2 300 192 17,97 10,80 20,00 217 15,10 9,10 16,80 236 13,27 7,97 14,70 2 450 204 20,40 12,23 Canasta 230 17,10 10,30 Canasta 248 15,73 9,47 Canasta interior + interior + interior 6,27 + Canasta Canasta Canasta elíptica elíptica elíptica 9,47 2 600 217 23,13 13,90 Canasta 241 20,37 12,23 Canasta 261 18,73 11,27 Canasta interior 9.23 interior 8,13 + interior 7,47 + + Canasta Canasta Canasta elíptica 13,9 elíptica 12,23 elíptica 11,27 ---A ---A -2 750 A --A ------A ---2 900 A ----A --3 050 A ---A ----A ---A -3 200 A ----A ---3 350 A ---A --A ---A -3 500 A ----A ---3 650 A ---A --A. Para modificaciones o diseños especiales véase el numeral 7.2 o con la aprobación del comprador se pueden utilizar los datos de la NTC 4851. Las áreas de hierro pueden ser interpoladas entre aquellas que se muestran para diferentes variaciones en diámetros, cargas o espesores de pared, Tubos con diámetros superiores a 2 400 mm tendrán dos canastas circulares o una circular interna con una canasta elíptica. B. Para éstas clases y tamaños se especifica el mínimo refuerzo práctico. La resistencia real a la rotura es superior a la mínima resistencia determinada para tubos no reforzados de diámetro equivalente en las indicaciones de la NTC 1022. C. Como alternativa a los diseños que requieren ambas canastas circulares, externa e interna, el refuerzo puede ser colocado y proporcionado en una de las siguientes formas: Una canasta circular interna más una canasta elíptica, de tal forma que el área de la canasta elíptica no sea menor a la especificada en la tabla para la canasta exterior, y el área total de la canasta circular interna y elíptica no sea menor a la especificada en la tabla para la canasta interior. Una canasta interior y exterior con una canasta elíptica de acuerdo con la Figura 1, o una canasta interior y exterior con los cuadrantes emparrillados de acuerdo con la Figura 2. D. El refuerzo elíptico y del cuadrante puede ser manejado para su colocación por medio de varillas, estribos u otros medios. E. Como alternativa se puede usar como refuerzo una canasta simple. El área de refuerzo en cm² por metro lineal será de 6,4 para las paredes Tipo B. F. El ensayo de los tres apoyos destinado a determinar la carga de rotura no se requiere en el caso de tubos de hasta 1 500 mm de diámetro, siempre y cuando todos los demás requisitos contemplados en esta norma se satisfagan.

13


NTC 401 (Sexta actualización) Tabla 4. Requisitos de diseño para tubos de concreto reforzado de Clase IVA

NOTA


Los requisitos del ensayo de resistencia en newton por metro lineal de tubo según el método de los tres apoyos será, bien sea la carga D (carga de ensayo expresada en newton por metro lineal por mm de diámetro) para producir una grieta de 0,3 mm, o la carga D para producir una grieta de 0,3 mm y la carga de rotura tal como se establece a continuación, multiplicada por el diámetro interno del tubo en mm.

Diámetro nominal interno, mm 600 685 700 750 800 840 900 1 000 1 100 1 200 1 300 1 400

Carga D para producir una grieta de 0,3 mm

100,0

Carga D para producir la roturaD

150,0

Refuerzo en cm2 por metro lineal de tubo Pared A Pared B Concreto de 34,5 MPa ( 350 kgf/cm2) Concreto de 27,6 MPa ( 280 kgf/cm2) Espesor Espesor Refuerzo circularB Refuerzo circularB Refuerzo Refuerzo mínimo mínimo Canasta Canasta Canasta Canasta elíptico C elíptico C pared, mm pared, mm interior exterior interior exterior 4,90 -5,70 75 5,70 -6,10 63 5,38 -6,71 83 6,71 -7,13 66 5,50 -6,87 84 6,87 -7,33 67 5,90 -7,40 88 7,40 -8,00 70 6,17 2,27 6,27 92 ---A 6,44 3,48 5,82 95 ---A 7,00 3,80 6,30 100 ---A 7,87 4,20 7,03 110 ---A 8,83 4,70 7,90 115 ---A 9,90 5,30 8,90 120 ---A 11,03 6,03 10,03 130 ---A 12,40 6,77 11,23 140 ---A

Pared C Concreto de 27,6 MPa ( 280 kgf/cm2) Espesor Refuerzo circularB Refuerzo mínimo Canasta Canasta elíptico C pared, mm interior exterior --1,97 1,50 1,77 103 2,10 1,50 1,90 109 2,37 1,50 2,17 111 2,64 1,56 2,44 114 3,20 1,80 3,00 119 4,20 2,27 3,80 128 5,17 2,77 4,63 136 6,10 3,30 5,50 144 7,37 3,97 6,63 153 8,57 4,60 7,70 161

Concreto de 34,5 MPa (350 kgf/cm2) 1 500 1 600 1 700

150 160 170

12,50 13,90 15,30

7,50 8,37 9,20

14,00 15,53 17,07

170 175 186

8,70 10,10 11,50

5,20 6,07 6,90

9,70 11,23 12,80 Continúa...

14



Diámetro nominal interno, mm

1 800 1 900 2 000 2 150 2 300 2 450 2 600 2 750 2 900 3 050 3 200 3 350 3 500 3 650 A

.

B

.

C

. .

D

Refuerzo en cm2 por metro lineal de tubo Pared A Pared B Concreto de 34,5 MPa ( 350 kgf/cm2) Concreto de 34,5 MPa ( 350 kgf/cm2) Refuerzo circularB Refuerzo circularB Espesor Espesor Refuerzo Refuerzo mínimo mínimo Canasta Canasta Canasta Canasta elíptico C elíptico C pared, mm pared, mm interior exterior interior exterior A A A A A A A A A A A A A A

---------------

---------------

---------------

16,70 -------------

180 A A A A A A A A A A A A A

10,00 --------------

18,60 --------------

Pared C Concreto de 34,5 MPa ( 350 kgf/cm2) Espesor Refuerzo circularB Refuerzo mínimo Canasta Canasta elíptico C pared, mm interior exterior Concreto de 34,5 MPa (350 kgf/cm2) 14,40 7,70 12,90 194 15,93 8,57 14,30 203 17,77 9,60 16,00 211 20,30 10,85 18,40 224 ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A ---A

Para modificaciones o diseños especiales véase el numeral 7.2 o con la aprobación del comprador se pueden utilizar los datos de la NTC 4851. Las áreas de hierro pueden ser interpoladas entre aquellas que se muestran para diferentes variaciones en diámetros, cargas o espesores de pared, Tubos con diámetros superiores a 2 400 mm tendrán dos canastas circulares o una circular interna con una canasta elíptica. Como alternativa a los diseños que requieren ambas canastas circulares, externa e interna, el refuerzo puede ser colocado y proporcionado en una de las siguientes formas: Una canasta circular interna más una canasta elíptica, de tal forma que el área de la canasta elíptica no sea menor a la especificada en la tabla para la canasta exterior, y el área total de la canasta circular interna y elíptica no sea menor a la especificada en la tabla para la canasta interior. Una canasta interior y exterior con una canasta elíptica de acuerdo con la Figura 1, o una canasta interior y exterior con los cuadrantes emparrillados de acuerdo con la Figura 2. Para paredes Tipo C, en tamaños de 600 mm A 825 mm se colocará una canasta circular simple con un área no inferior a la suma del área de refuerzo circular interior y exterior especificados, El refuerzo elíptico y del cuadrante puede ser manejado para su colocación por medio de varillas, estribos u otros medios. El ensayo de los tres apoyos destinado a determinar la carga de rotura no se requiere en el caso de tubos de hasta 1 500 mm de diámetro, siempre y cuando todos los demás requisitos contemplados en esta norma se satisfagan.

15



Tabla 5. Requisitos de diseño para tubos de concreto reforzado de Clase VA NOTA


El requisito del ensayo de resistencia en newton por metro lineal de tubo según el método de los tres apoyos será, bien sea la carga D (carga de ensayo expresada en newton por metro lineal por mm de diámetro) para producir una grieta de 0,3 mm, o la carga D para producir una grieta de 0,3 mm y la carga de rotura tal como se establece a continuación, multiplicada por el diámetro interno del tubo en mm. Carga D para producir una grieta de 0,3 mm D Carga D para producir la rotura

140,0 175,0

Refuerzo en cm2 por metro lineal de tubo Pared B Pared C Diámetro Concreto de 41,4 MPa ( 420 kgf/cm2) Concreto de 41,4 MPa ( 420 kgf/cm2) nominal Espesor Refuerzo circularB Espesor Refuerzo circularB interno Refuerzo Refuerzo mínimo mínimo Canasta Canasta Canasta Canasta mm elípticoC elípticoC pared pared interior exterior interior exterior mm mm 600 5,10 -75 -6,40 ---685 9,01 -83 -8,09 -4,85 -700 9,17 3,67 84 103 8,23 3,27 4,93 1,97 760 9,70 4,20 89 108 8,70 3,80 5,20 2,30 800 10,43 4,93 92 111 9,37 4,53 5,60 2,70 840 11,02 5,50 95 114 9,88 5,06 5,92 3,00 900 11,90 6,30 100 119 10,60 5,70 6,40 3,40 4,20 1 000 13,43 7,77 110 128 12,00 6,97 7,20 5,03 1 100 15,17 9,33 115 136 13,63 8,37 8,17 5,90 1 200 17,10 11,00 120 144 15,50 9,90 9,30 6,90 1 300 -12,67 A 153 -11,50 -7,90 1 400 -14,50 A 161 -13,13 -8,90 1 500 -16,50 A 170 -14,80 -10,10 1 600 -18,63 A 175 -16,80 -11,33 1 700 -20,90 A 186 -18,87 -12,60 1 800 -23,30 A 194 -21,00 --1 900 --A A ----2 000 --A A -----2 150 --A A ----2 300 --A A ----2 450 --A A ----2 600 --A A ----2 750 --A A ----2 900 --A A ----3 050 --A A ----3 200 --A A ----3 350 --A A ----3 500 --A A ----3 650 --A A --A . Para modificaciones o diseños especiales véase el numeral 7.2 o con la aprobación del comprador se pueden utilizar los datos de la NTC 4851. Las áreas de hierro pueden ser interpoladas entre aquellas que se muestran para diferentes variaciones en diámetros, cargas o espesores de pared, tubos con diámetros superiores a 2 400 mm tendrán dos canastas circulares o una circular interna con una canasta elíptica. B . Como alternativa a los diseños que requieren ambas canastas circulares, externa e interna, el refuerzo puede ser colocado y proporcionado en una de las siguientes formas: Una canasta circular interna más una canasta elíptica, de tal forma que el área de la canasta elíptica no sea menor a la especificada en la tabla para la canasta exterior, y el área total de la canasta circular interna y elíptica no sea menor a la especificada en la tabla para la canasta interior. Una canasta interior y exterior con una canasta elíptica de acuerdo con la Figura 1 o una canasta interior y exterior con los cuadrantes emparrillados de acuerdo con la Figura 2. C . El refuerzo elíptico y del cuadrante puede ser manejado para su colocación por medio de varillas, estribos u otros medios. D . El ensayo de los tres apoyos destinado a determinar la carga de rotura no se requiere en el caso de tuberías de hasta 1 500 mm de diámetro, siempre y cuando todos los demás requisitos contemplados en esta norma se satisfagan.

16


REFUERZO

8.1

REFUERZO PERIMÉTRICO


Una canasta de refuerzo perimétrico para un área total determinada puede estar compuesta por dos capas para los tubos, con espesores de pared inferiores a 180 mm o tres capas para tubos con espesores de pared igual o mayor a 180 mm. Las capas no deben estar separadas en más del diámetro del refuerzo longitudinal más 6 mm. Las capas múltiples se deben unir bien para formar una canasta sencilla. Todos los demás requisitos relacionados con las especificaciones, tales como traslapos, soldaduras y tolerancias de colocación en la pared del tubo, etc., se deben aplicar a este método de fabricación de una canasta de refuerzo. 8.1.1 Cuando se utilice una sola canasta de refuerzo perimétrico, ésta deberá quedar a una distancia de la cara interior del tubo entre el 35 % y el 50 % del espesor de pared. 8.1.2 En los tubos en los cuales se presenten dos canastas de refuerzo perimétrico, cada una de ellas debe colocarse de tal manera que el recubrimiento de concreto sobre el refuerzo perimétrico en la pared de la tubería sea de 25 mm. 8.1.3 En los tubos con refuerzo elíptico y con espesores de pared iguales o superiores a 63 mm, el refuerzo en la pared del tubo debe colocarse de tal manera que el recubrimiento de concreto sea de 25 mm medido desde la superficie interior del tubo sobre el diámetro vertical y de 25 mm medido desde la superficie exterior sobre el diámetro horizontal. 8.1.4 La posición del refuerzo estará sometida, sin embargo, a las variaciones permisibles que se presentan en el numeral 12.5. 8.1.5 La distancia centro a centro del refuerzo perimétrico en una canasta no será superior a 100 mm en el caso de tubos de hasta 100 mm de espesor de pared, ni excederá del valor del espesor en el caso de tubos con espesores de pared superiores. No obstante, en ningún caso excederá de 150 mm. 8.1.6 En caso de que el refuerzo de la pared no se extienda dentro de la junta, la distancia longitudinal máxima hasta el último alambre del refuerzo perimétrico medida desde el reborde interno de la campana o el reborde del espigo debe ser de 75 mm. Excepto si esta distancia excede la mitad del espesor de pared, la pared del tubo debe contener por lo menos un área total de refuerzo igual al área mínima especificada por metro lineal multiplicada por la longitud del tramo neto instalado de la sección de tubo. El recubrimiento mínimo sobre el último alambre de refuerzo más próximo al reborde del espigo debe ser de 13 mm. 8.1.6.1 En el caso que se coloque refuerzo en la campana o en el espigo, el recubrimiento mínimo del último alambre de refuerzo, debe ser de 13 mm en la campana y 6 mm en el espigo. 8.1.7 La continuidad del acero de refuerzo perimétrico no debe destruirse durante el proceso de la fabricación del tubo. 8.1.8 Si los empalmes del refuerzo no se sueldan, la longitud del traslapo será de 20 diámetros, como mínimo, para barras corrugadas o para alambre corrugado trabajado en frío; y de por lo menos 40 diámetros, para barras lisas o para alambre estirado en frío. Además, cuando se tengan canastas de malla de alambre soldado y se traslape sin soldar, el traslapo contendrá un alambre longitudinal.

17



8.1.9 Los empalmes que no cumplan con las longitudes de traslapo según lo especificado anteriormente, deben soldarse de tal forma que las pruebas de tracción en muestras representativas desarrollen por lo menos el 50 % de la resistencia especificada para el acero y el traslapo mínimo deberá ser de 50 mm. Cuando se suelda un extremo con otro (al tope) de las varillas, procedimiento que sólo es permitido para canastas de devanado helicoidal, las pruebas de tracción deberán mostrar al menos un 75 % de la resistencia especificada para el acero. 8.2

REFUERZO LONGITUDINAL

Cada espira de refuerzo perimétrico debe estar ensamblada a una canasta que incluirá suficientes varillas o elementos longitudinales destinados a mantener el refuerzo perimétrico rígidamente en la formaleta y en posición correcta dentro de la misma, de modo que se respeten las variaciones permisibles establecidas en el numeral 7.1. Se permitirá tener sin recubrimiento los extremos de las longitudinales, de los estribos o de los espaciadores-separadores que se hayan utilizado para dar firmeza a las canastas durante el vaciado del concreto. 8.3

REFUERZO DE LA JUNTA

La longitud de la junta, a que se refiere esta norma, es la longitud interior de la campana o la longitud exterior del espigo medida a partir del reborde hasta el extremo del tubo. Las distancias al extremo o el recubrimiento sobre la última espira de refuerzo deben aplicarse a cualquier punto de la espira. En caso de que se emplee el refuerzo devanado helicoidalmente, estas distancias, así como el área de los enrollamientos, deben medirse a partir de los puntos del enrollamiento que se encuentren más cercanos al extremo del tramo de tubo. A menos que se establezca otra cosa por parte del cliente, se deben aplicar los siguientes requisitos relacionados con el refuerzo de la junta. 8.3.1

Refuerzo para la junta cuando no se emplee unión con empaque de caucho

8.3.1.1 En el caso de tubos con diámetros superiores a 900 mm, bien sea el espigo o la campana, deben contener el refuerzo perimétrico. Este refuerzo debe corresponder a una extensión de la canasta de pared, o puede ser una canasta individual de por lo menos el área por metro lineal de la establecida para la canasta exterior o, si resulta ser menor, la mitad de la especificada para el refuerzo en la pared para una sola canasta. 8.3.1.2 En el caso de que el espigo o la campana requieran refuerzo, el máximo recubrimiento de la última varilla de refuerzo debe ser el menor entre 75 mm, o la mitad de la longitud de la junta. 8.3.2

Refuerzos de la junta cuando se emplea unión con empaque de caucho

8.3.2.1 En el caso de tubos que tengan diámetros iguales o superiores a los 600 mm, las campanas deben contener un refuerzo perimétrico. Tal refuerzo debe ser una extensión de la canasta externa o de una canasta de la pared, cualquiera que sea la menor, o puede ser una canasta independiente de al menos la misma área por metro lineal, con longitudinales de acuerdo con lo especificado en el numeral 7.2. En caso de que se emplee una canasta independiente, la canasta debe extenderse dentro del tubo (con el último alambre perimétrico) al menos 25 mm, mas allá del reborde interno en el sitio en donde el cuerpo del tubo coincida con el reborde de la campana. 8.3.2.2 Cuando las campanas requieren refuerzo, el recubrimiento máximo del último alambre de refuerzo, debe ser de 50 mm. 18



JUNTAS

El diseño de las juntas y los extremos de los diferentes tubos de concreto debe ser tal, que los tubos se puedan tender sin interrupción para formar una tubería continua compatible con las variaciones permisibles del numeral 12. 9.1 Cuando la tubería de concreto emplee unión con empaque de caucho, la junta debe cumplir con lo establecido en la NTC 1328.

10.

FABRICACIÓN

10.1

MEZCLA

Los agregados deben tener un tamaño, gradación y proporción tales que, mezclados con determinadas cantidades de material cementante y agua, produzcan una mezcla homogénea de concreto de tal calidad que los tubos satisfagan los requisitos de diseño y los ensayos establecidos en esta norma. Todo el concreto debe tener una relación agua/material cementante que no exceda el valor de 0,53 en masa. El material cementante debe ser el establecido en el numeral 6.2 y se debe adicionar a la mezcla en una proporción no menor de 280 kg/m3 a menos que los diseños de la mezcla con contenidos inferiores de material cementante indiquen que la calidad y comportamiento del tubo satisfacen los requisitos de esta norma. 10.2

CURADO

Los tubos deberán someterse a cualquiera de los métodos de curado descritos en los numerales 10.2.1 a 10.2.4, o a cualquier otro método o combinación de métodos aprobados por el cliente, que ofrezcan resultados satisfactorios. Los tubos deben someterse al proceso de curado durante un período de tiempo tal que se obtenga la resistencia a la carga D en el caso en el que la aceptación se basa en los criterios expresados en el numeral 5.1.1 o tal que el concreto adquiera la resistencia a la compresión preestablecida en un término igual o menor a 28 d cuando los criterios de aceptación se basen en el numeral 5.1.2. 10.2.1 Curado al vapor Para llevar a cabo este procedimiento, los tubos se pueden colocar en una cámara de curado, libre de corrientes externas de aire, en presencia de una atmósfera húmeda mantenida mediante la inyección de vapor. El proceso se realiza a una temperatura y durante un período de tiempo tales que garanticen que los tubos adquieran la resistencia preestablecida. La cámara de curado debe estar construida de tal manera que permita la libre circulación del vapor alrededor de todo el tubo. 10.2.2 Curado con agua Los tubos de concreto pueden ser curados con agua cubriéndolos con un material saturado de agua o utilizando un sistema de tubos perforados, rociadores mecánicos, mangueras porosas o cualquier otro método apropiado que garantice la humedad del tubo durante todo el período de curado preestablecido. 10.2.3 Curado por medio de membrana de sello Se puede aplicar una membrana para retención del agua de acuerdo con los requisitos de la NTC 1977 y dejarla intacta hasta que se alcance la resistencia preestablecida. La temperatura 19



del concreto en el momento de la aplicación de la membrana, no debe tener más de 6 °C de diferencia con respecto a la temperatura ambiente. Antes de, así como durante la aplicación de los compuestos, todas las superficies deben mantenerse húmedas. 10.2.4 El fabricante puede a su elección, combinar los métodos descritos en los numerales 10.2.1 a 10.2.3, siempre y cuando se obtenga la resistencia a la compresión especificada.

11.

REQUISITOS FÍSICOS

11.1

ESPECÍMENES DE ENSAYO

El fabricante debe suministrar, sin costo alguno, el número de tubos que se requieran para la realización de los ensayos y el cliente ha de seleccionarlos al azar. No deben formar parte de la muestra los tubos que son rechazados individualmente por inspección visual. El cliente debe especificar en la orden de compra los sitios donde tomará la muestra. 11.2

NÚMERO Y TIPO DE ENSAYOS REQUERIDOS PARA DIFERENTES CANTIDADES DE TUBOS SOLICITADOS EN LA ORDEN DE COMPRA

11.2.1 El comprador tiene derecho a que antes de que se inicien los despachos se realicen los ensayos preliminares, según los criterios de aceptación establecidos en el numeral 5, hasta en tres tubos de dicho diámetro. 11.2.2 Luego de los ensayos preliminares, el comprador puede solicitar otros ensayos en el momento que lo considere necesario y en cantidades cuyo tamaño de muestra (incluidas las muestras para los ensayos preliminares) sea el mayor entre un tubo o el 1% de los tubos de cada diámetro, de las cantidades indicadas en la orden de compra. 11.3

REQUISITOS RELACIONADOS CON EL APLASTAMIENTO DEBIDO A CARGAS EXTERNAS

11.3.1 La carga que produce una fisura de 0,30 mm o la carga de rotura, determinada mediante el método de los tres apoyos, tal como se describe en la NTC 3676, no debe ser inferior a la indicada en las Tablas 1 a 5 para cada clase de tubo. Los tubos que se hayan sometido solamente al ensayo de la formación de la fisura de 0,3 mm y que cumplan los requisitos a la carga de grieta de 0,3 mm, deben aceptarse para su uso. No se requiere que los tubos sometidos a ensayo sean fisurados o cargados hasta la falla, siempre y cuando satisfagan los requisitos de carga. Los ensayos por el método de los tres apoyos destinados a verificar la carga de rotura, no se requieren para ninguna de las clases de tubos hasta de 1 500 mm de diámetro incluidos en las Tablas 1 a 5 siempre y cuando todos los demás requisitos de esta norma se satisfagan. NOTA 4 Tal como se emplea en esta norma, la grieta de 0,3 mm es un criterio de ensayo para los tubos que se someten a ensayo de acuerdo con el método de los tres apoyos, y no está destinado a indicar si el tubo se encontrará sobretensionado o si fallará bajo las condiciones de instalación.

11.3.2 Reensayo de tubos que no satisfagan los requisitos relacionados con la resistencia a la compresión debida a cargas externas Se considera que los tubos satisfacen los requisitos sobre resistencia cuando todos los especímenes los satisfacen. Si cualquiera de los especímenes no satisface los requisitos sobre resistencia, se permitirá que el fabricante someta a reensayo dos especímenes adicionales por cada uno que haya fallado, y el tubo será aceptado solamente cuando todos los especímenes de reensayo satisfagan los requisitos de resistencia. 20

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 11.4


RESISTENCIA DEL CONCRETO

Los ensayos de compresión destinados a evaluar la resistencia del diseño, se pueden realizar bien sea sobre cilindros estándar de concreto compactados con varilla, o cilindros compactados y curados de la misma manera que se hace con los tubos, o sobre núcleos extraídos de la pared del tubo. 11.5

ENSAYOS DE CILINDROS A LA COMPRESIÓN

11.5.1 Fabricación de cilindros Los cilindros se deben preparar de acuerdo con el método de ensayo de la NTC 673. 11.5.2 Número de cilindros Se deben preparar no menos de 5 cilindros diarios. 11.5.3 Se deben aceptar los cilindros de ensayo cuando, 11.5.3.1 La resistencia a la compresión de todos los cilindros ensayados sea igual o superior a la resistencia de diseño. 11.5.3.2 La resistencia a la compresión del promedio de los cilindros ensayados sea igual o superior a la resistencia de diseño, no más de un 10 % de los cilindros ensayados sea inferior a la resistencia de diseño y ningún cilindro ensayado presente una resistencia inferior al 80 % de la resistencia de diseño. 11.5.3.3 La resistencia a la compresión de los cilindros ensayados no cumple con el criterio de aceptación dado en los numerales 11.5.3.1 y 11.5.3.2, pero se ha cumplido con lo indicado en el numeral 11.6. 11.6

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE NÚCLEOS

11.6.1 Extracción de núcleos Los núcleos deben ser extraídos y preparados de acuerdo con la NTC 3658. 11.6.2 Número de núcleos Cuando se requiera verificar la resistencia del concreto y se adopte como criterio de aceptación la resistencia sobre núcleos se deben extraer al menos tres núcleos de 7,5 cm de diámetro y 15 cm de longitud, de un tubo seleccionado aleatoriamente para un día de producción por cada mezcla del concreto. 11.7

ACEPTACIÓN CON BASE EN ENSAYOS SOBRE NÚCLEOS

11.7.1 El concreto representado por los núcleos ensayados se considera aceptable si: a)

el promedio de la resistencia de tres núcleos es mayor o igual al 85 % de la resistencia especificada, y

b)

ningún núcleo individual presenta una resistencia inferior al 75 % de la resistencia especificada. 21



11.7.2 Si la resistencia a la compresión de los núcleos ensayados es menor que el 85 % de la resistencia a la compresión de diseño, se puede extraer otro núcleo del mismo tubo. El concreto se considera aceptable si la resistencia a la compresión de este nuevo núcleo extraído satisface los requisitos del numeral 11.6. 11.7.3 Si la resistencia a la compresión del nuevo núcleo extraído es menor que el 85 % de resistencia a la compresión de diseño, el tubo del cual fue extraído debe ser rechazado. Se selecciona al azar dos tubos del resto del lote del mismo día de producción y de cada uno se extrae un núcleo. Si el promedio de las resistencias a la compresión de ambos núcleos satisface los requisitos del numeral 11.6, la resistencia a la compresión para el resto del lote se considera aceptable. Si incumplen alguno de los requisitos del numeral 11.6 todos los tubos deben ser rechazados o en opinión del fabricante se puede seguir el proceso descrito en este numeral y se aceptan individualmente los tubos que cumplan los dos criterios del numeral 11.6. 11.8

LLENADO DE LOS HUECOS DE NÚCLEOS

El fabricante debe llenar y sellar los huecos de tal forma que el tubo cumpla todos los requisitos de esta norma. Los tubos sellados se aceptan para su uso. 11.9

ABSORCIÓN

La absorción de una muestra tomada de la pared de un tubo, determinada de acuerdo con los métodos de la NTC 3676, no debe exceder del 9 % de la masa seca según el Método A, ó de 8,5 % según el Método B. Cada una de las muestras correspondientes al Método A debe tener una masa mínima de 0,1 kg, debe estar libre de grietas que se puedan detectar a simple vista, y debe ser representativa del espesor total de la pared del tubo. En caso de que la muestra de absorción considerada inicialmente no satisfaga los criterios de esta norma, el ensayo de absorción deberá realizarse sobre otra muestra tomada del mismo tubo y los resultados del reensayo deben ser tomados en cuenta en lugar de los resultados originales del ensayo. 11.10 REENSAYO DE LOS TUBOS Cuando máximo el 20 % de los especímenes de concreto no satisfacen los requisitos de esta norma, el fabricante puede hacer una selección entre el material almacenado, eliminar cualquier cantidad de tubo deseada y la debe marcar para que no sea enviada. Los ensayos requeridos se deben hacer sobre el resto del pedido; los tubos se deben aceptar si cumplen con los requisitos de esta norma. 11.11 EQUIPOS NECESARIOS PARA LA REALIZACIÓN DEL ENSAYO Todo fabricante dispuesto a entregar tubos de acuerdo con los requisitos de esta norma, debe suministrar los equipos, las instalaciones y el personal necesario para la realización de los ensayos descritos en los métodos de la NTC 3676.

12.

TOLERANCIAS PERMITIDAS

12.1 La tolerancia del diámetro nominal interno no debe exceder de ± 1,5 % para los tubos de hasta 600 mm de diámetro y ± 1,0 %, para los tubos mayores de 600 mm de diámetro nominal del tubo.

22

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 12.2


ESPESOR DE PARED

Se permitirá una variación en los espesores de las paredes de los tubos hasta el valor que resulte mayor entre un ± 5 % y 5 mm, con respecto al espesor de pared especificado o de diseño. Un espesor mayor al requerido en el diseño no será causa de rechazo de los tubos. Se aceptarán los tubos que teniendo variaciones locales en el espesor que excedan las especificadas anteriormente, su resistencia según el método de los tres apoyos así como su recubrimiento mínimo cumplan con las especificaciones contenidas en esta norma. 12.3

LONGITUD EN DOS LADOS OPUESTOS

Las variaciones en la longitud útil en dos lados opuestos del tubo no deben ser superiores a 6 mm para todos los tamaños hasta de 600 mm de diámetro interno; no más de 10 mm/m de diámetro interno para los tamaños mayores, con un valor máximo de 16 mm en cualquier longitud de tubo de hasta 2 150 mm de diámetro interno; y un máximo de 19 mm para diámetros internos a partir de 2 300 mm. Se exceptúa cuando el cliente solicite tubos chaflanados para colocar en curvas. NOTA 6 Para los diámetros menores a 600 mm, que no se encuentran en las Tablas 1 a 5, se debe consultar la NTC 1022.

12.4

LONGITUD DEL TUBO

La variación negativa en la longitud de un tramo de tubo no debe ser superior a 10 mm por metro, con un máximo de 13 mm para cualquier longitud de tubo. Independientemente de la variación positiva o negativa en cualquier tubo, los requisitos sobre recubrimiento de los numerales 8 y 12 deben respetarse. 12.5

POSICIÓN Y ÁREA DE REFUERZO

12.5.1 Posición La variación máxima en la posición del refuerzo deberá ser la que resulte mayor entre ±13 mm ó ±10 % de espesor de la pared. Los tubos que tengan variaciones en la posición del refuerzo que excedan aquellas establecidas anteriormente, deben aceptarse siempre y cuando se satisfagan los requisitos de resistencia obtenidos según el método de los tres apoyos con un espécimen representativo. No obstante, en ningún caso, el recubrimiento sobre el refuerzo perimétrico debe ser inferior a 6 mm cuando se mide en el extremo del espigo o de 13 mm cuando se mide en cualquier otra parte del tubo. Estos límites mínimos de recubrimiento no tienen aplicación a las superficies que casan en juntas de empaque diferentes a las de caucho o en las ranuras de los empaques en las juntas de empaques de caucho. En caso de que se emplee un refuerzo enrollado, el alambre extremo de la circunferencia enrollada puede estar en la superficie extrema de la junta siempre y cuando las espirales alternas tengan un recubrimiento de por lo menos 25 mm contado a partir de la superficie extrema de la junta. 12.5.2 Área del refuerzo Se considerará que el refuerzo satisface los requisitos de diseño si el área, calculada sobre la base del área nominal de los alambres o de las varillas empleadas, iguala o excede los requisitos de los numerales 7.1 ó 7.2. El área real del refuerzo empleado puede variar con respecto al área nominal de acuerdo con las variaciones permisibles de las especificaciones estándar para el refuerzo. Cuando se emplean simultáneamente dos canastas circulares una interior y otra circular exterior, el área de diseño de la canasta interior puede variar hasta el límite inferior del 85 % 23



del área del diseño de la elíptica; el área de diseño de la canasta exterior puede variar hasta el límite inferior de 51 % del área de diseño elíptica, siempre y cuando el área total de la canasta interior más la canasta exterior no sea menor de 140 % del área de la canasta elíptica de diseño.

13.

REPARACIONES

13.1 Los tubos pueden ser sometidos a reparaciones, en caso de que sea necesario, debido a imperfecciones originadas en el proceso de fabricación o a defectos originados durante la manipulación. El cliente deberá el tubo reparado si satisface los requisitos de esta norma.

14.

INSPECCIÓN

14.1 La calidad de todos los materiales así como de los tubos terminados, debe someterse a inspección y ser aprobada por el cliente. La inspección puede realizarse en la fábrica o en el sitio de entrega. El método para rotular los tubos de acuerdo con su aceptación o rechazo debe ser previamente acordado entre el cliente y el productor. Los tubos rechazados deberán ser reemplazados por el productor o por el vendedor con tubos que satisfagan los requisitos de esta norma.

15.

RECHAZO

15.1 Los tubos serán rechazados si no satisfacen uno o varios de los requisitos de esta norma. Los tubos individuales pueden rechazarse por una o varias de las siguientes causas: 15.1.1 Fracturas o grietas que pasen a través de la pared, con la excepción de una sola grieta en los extremos que no exceda la profundidad de la junta. 15.1.2 Defectos que indiquen que la dosificación, la mezcla y el moldeo no se encuentran de acuerdo con los criterios del numeral 10.1; o defectos superficiales que indiquen una textura abierta como hormigueros u orificios que pueda afectar el comportamiento del tubo. 15.1.3 Los extremos del tubo no son perpendiculares a las paredes y a la línea central del tubo, dentro de los límites correspondientes a las tolerancias establecidas en los numerales 12.3 y 12.4. 15.1.4 Extremos dañados o fisurados que afecten la ejecución satisfactoria de la junta. 15.1.5 Cualquier fisura superficial que tenga un ancho superficial de 0,3 mm, o más, y que se extienda por una longitud de 300 mm, o más, independientemente de su posición en la pared del tubo.

16.

ROTULADO

16.1 La siguiente información deberá estar colocada de manera legible en cada uno de los tubos: 16.1.1 La clase y el diámetro del tubo.

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16.1.2 La fecha de fabricación. 16.1.3 El nombre o marca registrada del fabricante. 16.1.4 La identificación de la planta de fabricación. 16.2 Uno de los extremos de cada tubo con refuerzo por cuadrante o elíptico, debe marcarse claramente durante el proceso de fabricación o inmediatamente después de él, tanto en la cara interna como en la externa de las paredes opuestas a lo largo del eje menor del refuerzo elíptico ó a lo largo del eje vertical del refuerzo por cuadrantes. 16.3 Los tubos con refuerzo elíptico o por cuadrantes se deben marcar en los extremos en la parte interior y exterior, la posición de la clave de instalación. 16.4 El rótulo debe encontrarse en bajo relieve en el tubo, o pintado con pintura a prueba de agua.

17.

PALABRAS CLAVE

Tubo circular, carga D, tubo, concreto reforzado, tubos para alcantarillado, Aguas Lluvias, Aguas Negras.

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DOCUMENTO DE REFERENCIA ASTM INTERNATIONAL. Philadelphia. Standard Specification for Reinforced Concrete Culvert, Storm Drain, and Sewer Pipe. 2005 11p, (ASTM C76M-05a).

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NTC 401 Tubos de Concreto Reforzado Alcantarillado

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