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• Jancarlo Mendoza Martínez

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Concreto Armado 1

Detalles del Refuerzo

El detallado de una estructura debe incorporar todo el proceso mediante el cual, el diseñador, concibió cada parte o elemento de la estructura para que se comporte satisfactoriamente y de manera segura bajo las cargas de servicio y eficientemente cuando se vea sometida a cargas o deformaciones últimas que la lleven a la zona de comportamiento no lineal.

Un análisis y diseño estructural elaborados son insuficientes. Es necesario reflejar los resultados en los planos, con abundancia de detalles.

Funciones o Propósitos del Refuerzo 1) Resistir los esfuerzos de tracción. En el diseño por resistencia, solemos asumir que el concreto circundante es incapaz de tomar tracciones. 2) Asegurar que los anchos de grieta, bajo condiciones de servicio, no excedan de ciertos límites. Debe recordarse que el refuerzo, dentro de los límites prácticos de economía, no puede prevenir el agrietamiento, solo lo controla. 3) Prevenir el agrietamiento excesivo producio por la retracción y los cambios de temperatura restringidos.

Funciones o Propósitos del Refuerzo 4) Proveer fuerzas de compresión cuando el concreto solo no puede resistir los esfuerzos actuantes. 5) Restringir el pandeo de las armaduras en compresión (estribos). 6) Proveer confinamiento al concreto en las zonas de esfuerzos de compresión altos de vigas, columnas, nudos.

La Norma de Concreto especifica una serie de detalles mínimos asociados con la colocación de las armaduras de refuerzo en el concreto.

Muchos de estos detalles provienen de la experiencia constructiva y están relacionados con los espaciamientos máximos y mínimos del refuerzo de acero así como con los recubrimientos mínimos de concreto necesarios para proteger a las armaduras.

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Las múltiples funciones de los refuerzos

colapso de un aula de la UNA en el sismo de 1974

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Edificios aporticados prefabricados

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Edificios prefabricados

Estribos deficientes. Mala habilitación del fierro

Ductos y cajas para instalaciones eléctricas. Del muro de concreto no quedó nada

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Recubrimiento de concreto para el refuerzo a ) Protección del refuerzo de acero contra agentes externos tales como la humedad. Cuando el concreto está expuesto a condiciones externas “agresivas” tales como la presencia de fuentes externas de cloruros provenientes de la aplicación de productos anticongelantes, agua de mar, rocío del agua de mar, agua salobre, aguas servidas, suele ser necesario incrementar los recubrimientos de concreto. Ccuando las condiciones de exposición son agresivas no resulta suficiente incrementar los recubrimientos, en estos casos la calidad del concreto y su impermeabilidad son decisivos para una adecuada protección del refuerzo.

Corrosión severa en las Armaduras

Falta de recubrimiento Volados Expuestos a la brisa marina

Falta de recubrimiento

Cangrejera en una vigueta de aligerado

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Recubrimiento de concreto para el refuerzo

Recubrimiento de concreto para el refuerzo . c) Adherencia entre el acero y el concreto.

b) Protección del refuerzo contra el fuego. El concreto protege al acero de la acción directa de las altas temperaturas que se pueden alcanzar en un incendio. Cuando mayor sea el recubrimiento de concreto, mayor será el tiempo de exposición a las altas temperaturas que puede soportar el acero.

Un adecuado recubrimiento permite que se desarrollen plenamente los esfuerzos de adherencia entre el acero y el concreto. Recubrimientos insuficientes pueden conducir a fallas prematuras de adherencia. En general un recubrimiento con un espesor equivalente por lo menos al diámetro de las barras de refuerzo, suele ser suficiente para la adherencia.

Falta de recubrimiento , mala calidad del concreto

Anclaje del refuerzo???

Recubrimiento de concreto para el refuerzo

Recubrimiento de concreto para el refuerzo

. d) Facilidad de colocación del concreto:

. Norma de Concreto Armado

Los recubrimientos mínimos permiten que el concreto fluya fácilmente alrededor de las barras. Si los recubrimientos son muy pequeños es posible que el concreto no llene completamente el espacio comprendido

Recubrimientos mínimos para condiciones “normales” de exposición y para elementos vaciados en sitio. Para elementos prefabricados en planta y para los preesforzados, la Norma contiene disposiciones específicas.

entre las barras y las superficies libres del elemento.

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 5/8” ó menos = 4 cm  3/4” ó más = 5 cm

Concreto en contacto con el suelo

Recubrimientos mínimos en zapatas Recubrimientos mínimos para muros

Armadura de temperatura y retracción

Recubrimientos mínimos en losas aligeradas Recubrimientos mínimos en losas macizas armadas en una o dos direcciones

Vigas chatas Vigas peraltadas Recubrimientos mínimos en vigas

Falta de recubrimientos.

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Recubrimientos en columnas y soleras delgadas (elementos de confinamiento))

Recubrimientos mínimos en columnas

Espaciamiento del Acero de Refuerzo Necesidad de garantizar el flujo del concreto fresco dentro de los espacios libres entre las barras y entre estas y el encofrado, de tal modo que no se generen “cangrejeras” en el concreto.

Asegurar la adherencia entre las barras y el concreto. Si las barras de una capa están poco espaciadas, puede sobrevenir una falla de adherencia que se manifiesta con una hendidura (split) a lo largo del concreto a la altura de la capa de refuerzo.

grietas de adherencia

Espaciamiento entre armaduras de refuerzo

Espaciamiento no menor que db ni 1”, ó 1 3 veces el máximo tamaño del agregado grueso

Espaciamientos mínimos en armaduras de vigas

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Para losas y muros, se especifica un espaciamiento máximo del refuerzo. Asegurar un agrietamiento mejor distribuido y evitar que grandes porciones de concreto se queden sin ningún refuerzo. En losas, también ayuda a prevenir la falla por punzonamiento que podría producirse en presencia de cargas concentradas en zonas pequeñas de la losa. Espaciamiento no menor de 1.5 db ni 4 cm o 1.3 veces el máximo tamaño del agregado grueso. Espaciamientos mínimos en columnas

Refuerzo principal por flexión S  3 hf S  0.45 m

Espaciamiento entre armaduras de refuerzo

Paquetes de Barras

- Espaciamiento Máximos

Asegurar un agrietamiento mejor distribuido y evitar que grandes porciones de concreto se queden sin ningún refuerzo.

Paquetes de Barras Esta agrupación es conveniente cuando existe congestión del refuerzo.

Tamaño máximo de las barras = # 11 Máximo número de barras = 4

Se supone que las barras agrupadas actúan como una unidad, es decir el paquete equivale a una barra cuya área es la suma de las áreas de las barras que lo conforman.

Los paquetes deben alojarse en las esquinas de estribos cerrados

Los paquetes deben alojarse en las esquinas de estribos cerrados. El recubrimiento y espaciamiento libre debe basarse en el diámetro equivalente de una barra ficticia cuya área sea igual al área del paquete, sin embargo el recubrimiento mínimo no necesita ser mayor de 5 cm o 7 cm para el caso de elementos vaciados contra el suelo y en contacto con él permanentemente.

Paquetes de barras.

Cuando el espaciamiento y recubrimiento se basen en el diámetro de barra db, se calculará el diámetro equivalente con un área igual al área total del paquete.

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Tolerancias en la Colocación del Refuerzo La armadura debe colocarse con precisión, respetando los recubrimientos especificados en los planos de estructuras así como los espaciamientos mínimos y detalles.

La armadura debe asegurarse para que durante el vaciado no se produzcan desplazamientos.

Las tolerancias indicadas en la Norma se aplican a los elementos en flexión, elementos en compresión y muros.

Tolerancias en la colocación del refuerzo ???

Tolerancias en la colocación del refuerzo ???

Diámetros Mínimos de Doblado del Refuerzo Los factores principales que controlan los diámetros mínimos de doblado de las barras de refuerzo, tienen que ver con la capacidad (ductilidad) del acero de doblarse sin romperse o rajarse y con la necesidad de prevenir el aplastamiento del concreto dentro del doblez.

Se recupera la fe en la humanidad

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Ganchos Estándar Gancho estándar de 90 y 180 grados para las barras longitudinales de refuerzo y de 90 y 135 grados para los estribos. En estribos y amarras

En barras longitudinales

Diámetros mínimos de doblez Tamaño de la barra

Barras longitudinales

Estribos y amarras

#3, #4, #5

6 db

4 db

#6, #7, #8

6 db

6 db

#9, #10, #11

8 db

--

#14, #18

10 db

--

Tienen mucha importancia en el anclaje del refuerzo.

Gancho estándar en barras longitudinales

Gancho estándar en estribos

Para que el gancho clasifique como estándar, debe tener un diámetro interno de doblez igual al diámetro mínimo, además de una porción recta.

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Peralte efectivo (d) en elementos en flexión El peralte efectivo - d – se define como la distancia desde la fibra extrema en compresión de la sección hasta el centroide de la armadura en tracción.

Mn

El peralte efectivo aparece en muchas de las fórmulas para el análisis y diseño de secciones de concreto armado en flexión y cortante.

Peralte efectivo, para flexión positiva en una sección con armadura en una sola capa.

Peralte efectivo, para flexión positiva en una sección con armadura en dos capas.

d  h – 8 ó h – 9 (cm) d  h – 6 (cm)

d’ 6 cm

d’ 6 cm

Se ha supuesto que toda la armadura longitudinal trabaja al mismo esfuerzo. Esta última suposición suele ser válida cuando la sección alcanza su resistencia de diseño, en este caso normalmente todo el acero de tracción estará en fluencia.

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Peralte efectivo, para un aligerado convencional.

d  h – 3 (cm)

d’ 3 cm

Losas Macizas armadas en una dirección

d  h – 3 (cm)

LECTURAS

F1 Concrete Cover – Neville F2 Barras Dobladas ACI detailing corner

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