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Construya Perú

SESION 01 HABILITACION DE ACERO Autor: Ing. José Caballero Culca

CONSTRUCCION DE ARMADURAS EN VIGAS Y COLUMNAS

SESION 01: HABILITACIÓN DE ACERO

INDICE 1.

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................................ 3

2.

OBJETIVOS DE LA CAPACITACIÓN ............................................................................................................................. 3

3.

IMPORTANCIA DE LAS ARMADURAS COMO ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE CALUMNAS Y VIGAS ......................... 3 3.1 3.1.1 3.2

4.

QUÉ ES ALBAÑILERIA CONFINADA........................................................................................................................... 4 ELEMENTOS DEL CONCRETO ............................................................................................................................... 5 MUROS DE CORTE ................................................................................................................................................... 6

3.2.1

ALBAÑILERIA........................................................................................................................................................ 6

3.2.2

PLACA .................................................................................................................................................................. 7

3.3

Forma adecuada de la vivienda ............................................................................................................................... 8

3.4

CONSIDERACIONES SOBRE LA UBICACIÓN DE LA VIVIENDA ................................................................................... 9

3.5

TIPOS DE FALLAS EN COLUMNAS EN COLUMNAS DE CONCRETO ARMADO ......................................................... 11

HABILITACIÓN DE ACERO ........................................................................................................................................ 14 4.1

TIPOS DE CORRUGACIONES, CARACTERISTICAS Y DIAMETROS COMERCIALES ..................................................... 14

4.2

USOS Y CONSERVACIÓN ........................................................................................................................................ 16

4.2.1

USOS .................................................................................................................................................................. 16

4.2.2

CONSERVACIÓN ................................................................................................................................................ 19

4.3

PRECAUCACIONES EN EL CORTE DE FIERRO .......................................................................................................... 20

4.3.1

CORTAR VARILLAS ............................................................................................................................................. 20

4.3.2

RIESGOS PRESENTES .......................................................................................................................................... 21

4.3.3

MEDIDAS PREVENTIVAS .................................................................................................................................... 22

4.4

HERRAMIENTAS Y MAQUINAS PARA CORTAR ....................................................................................................... 22

4.5

FINALIDAD Y TIPOS DE ESTRIBOS ........................................................................................................................... 24

4.6

DOBLAR ESTRIBO PARA MUROS DE ALBAÑILERIA CONFINADA ............................................................................ 24

4.6.1

ESTRIBOS CERRADOS CON GANCHO A 135°...................................................................................................... 24

4.6.2

FORMAS INCORRECTAS DE DOBLADO DE ESTRIBO ........................................................................................... 25

4.6.3

ESTRIBOS DE 1 3/4” DE VUELTA ........................................................................................................................ 25

4.6.4

ESTRIBOS PARA ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE CONCRETO ARMADO ......................................................... 25

5.

FIJACIONES PARA LAS ARMADURAS ....................................................................................................................... 26

6.

BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................................................................... 28

7.

ANEXO .................................................................................................................................................................... 28 7.1

CONCEPTOS ........................................................................................................................................................... 28

7.2

SIGNIFICADOS ........................................................................................................................................................ 28

Autor: Ing. Civil José Caballero Culca. e-mail: [email protected]

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CONSTRUCCION DE ARMADURAS EN VIGAS Y COLUMNAS

SESION 01: HABILITACIÓN DE ACERO 1.

INTRODUCCIÓN En el área de la ingeniería civil es muy frecuente encontrar anomalías durante la construcción y funcionamiento de alguna obra civil. El origen de las fisuraciones se debe principalmente a las siguientes causas:  Dimensionamiento incorrecto: secciones insuficientes, armaduras insuficientes.  Mala selección de los materiales.  Aumento de las luces de los vanos no contemplada en los cálculos.  Ejecución incorrecta: estribos caídos o inexistentes.  Movimientos no considerados en el cálculo provocarías momentos excesivos pilares muy rígidos. (Causas: Asentamiento diferencial en la cimentación, sismo, viento, empuje).  El Pandeo, particularmente se origina por los siguientes factores: Imperfecciones constructivas, flexiones adicionales, materiales imperfectos, fallos en la alineación de carga.

2.

OBJETIVOS DE LA CAPACITACIÓN -

3.

Conocer forma correcta de almacenar varillas de acero. Identificar diámetros de las varillas de acero y usos apropiados. Realizar traslapes en empalmes correctamente. Verificar dimensiones y ángulos de doblez en bastones de refuerzo y estribos. Distribuir estribos correctamente, según planos. Conocer dimensiones y función del recubrimiento mínimo. Atortolar correctamente alambre a varillas de fierro.

IMPORTANCIA DE LAS ARMADURAS COMO ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE COLUMNAS Y VIGAS Para que las estructuras tengan un buen comportamiento frente a cargas estáticas y dinámicas no basta con un buen diseño. Una de las causas de falla en una estructura de concreto armado es la atención inadecuada que se le presta al detallado del refuerzo. Cuando esto sucede el problema se puede localizar en las conexiones de los elementos estructurales principales como son las columnas y las vigas. Recordemos que uno de los requisitos esenciales que hay que cuidar para lograr una transferencia efectiva de las fuerzas que están actuando en una estructura de concreto armado, es una exigente especificación y completa ejecución del detalle del refuerzo en los planos de ingeniería. Este detalle debe incluir la configuración de los nudos, dobleces, puntos de corte, etc. para las barras principales, y otras indicaciones para el refuerzo suplementario.

Autor: Ing. Civil José Caballero Culca. e-mail: [email protected]

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SESION 01: HABILITACIÓN DE ACERO 3.1 QUÉ ES ALBAÑILERIA CONFINADA La albañilería confinada es la técnica de construcción que se emplea normalmente para la edificación de una vivienda. En este tipo de construcción se utilizan ladrillo de arcilla cocida, columnas de amarre, vigas soleras, etc. En este tipo de viviendas primero se construye el muro de ladrillo, luego se procede a vaciar el concreto de las columnas de amarre y, finalmente, se construye el techo en conjunto con las vigas. (ver figura 1).

¿Qué tipos de ladrillos, y que numero de alambre se usa para amarrar el estribo se utiliza en la albañilería confinada? ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ Autor: Ing. Civil José Caballero Culca. e-mail: [email protected]

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SESION 01: HABILITACIÓN DE ACERO 3.1.1 ELEMENTOS DEL CONCRETO

Autor: Ing. Civil José Caballero Culca. e-mail: [email protected]

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3.2 MUROS DE CORTE Son elemento que sirven para absorber la cortante debido al sismo, o fuerza cortante eventual. 3.2.1 ALBAÑILERIA

Imagen se muestra el efecto del sismo

Autor: Ing. Civil José Caballero Culca. e-mail: [email protected]

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3.2.2 PLACA

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3.3 Forma adecuada de la vivienda Simetría:

Figura 1 Continuidad de las losas:

Figura 2 Ubicación de puertas y ventanas:

Figura 3

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Cantidad de muros:

Figura 4 Continuidad de los muros:

Figura 5 3.4 CONSIDERACIONES SOBRE LA UBICACIÓN DE LA VIVIENDA Antes de comenzar la construcción de la vivienda, es prudente analizar dónde vamos a ubicarla

Figura 6 Autor: Ing. Civil José Caballero Culca. e-mail: [email protected]

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Figura 7

Figura 8

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SESION 01: HABILITACIÓN DE ACERO 3.5 TIPOS DE FALLAS EN COLUMNAS EN COLUMNAS DE CONCRETO ARMADO Formación de grietas

Figura N°01 Falla por compresión.

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Figura N°02 Falla por Flexión y Cortante.

Figura N°03 ¿Qué tipo de falla se observa? .................................................................................................................. Autor: Ing. Civil José Caballero Culca. e-mail: [email protected]

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Figura N°04 Perdida de recubrimiento, por

Figura N°05 Falla por falta de confinamiento en

el nudo. incremento de fuerza cortante.

Figura N°06 Falla por desprendimiento del concreto debido a un anclaje defectuoso entre viga y columna.

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SESION 01: HABILITACIÓN DE ACERO 4.

HABILITACIÓN DE ACERO  Reconocer varillas de acero de diferentes diámetros.  Cortar varillas de acero según dimensiones.  Doblar estribos según especificaciones técnicas. Acero de construcción y alambre # 16. 4.1 TIPOS DE CORRUGACIONES, CARACTERISTICAS Y DIAMETROS COMERCIALES El refuerzo de acero se distribuye normalmente en barras o varillas de sección básicamente circular, con corrugaciones en la superficie para mejorar la adherencia con el concreto. Los aceros lisos casi no se usan como refuerzo, salvo el de ¼” que se utiliza en nuestro medio, para el refuerzo de retracción y temperatura en los aligerados y para estribos de columnas y elementos secundarios.

Figura N°01 Tipos de corrugaciones en las barras de refuerzo.

La tabla 1-1 es adaptada de la ASTM, se resumen las principales características de las varillas de refuerzo. Las barras de producción nacional se ajustan a estas características. Los productores de acero en los Estados Unidos distinguen los distintos diámetros asignándoles un número relacionado con el diámetro de la barra expresado en octavos de pulgada (por ejemplo la barra #5 es de 5/8”, la #6 es de 3/4”). El área de las barras puede ser calculada directamente del diámetro nominal. Las barras de producción nacional vienen en longitudes de 9 m, bajo pedido Aceros Arequipa puede fabricar barras de 12 m de longitud. SiderPerú y Aceros Arequipa fabrican, adicionalmente a las barras de 3/8”, 1/2”, 5/8”, 3/4”, 1” y 1-3/8”, barras de 8 mm y de 12 mm. Aceros Arequipa fabrica también barras de 6 mm corrugadas. Autor: Ing. Civil José Caballero Culca. e-mail: [email protected]

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Tabla 1-1 Características de las varillas corrugadas.

Cualidades del Acero de Refuerzo Las principales características que deben tener los aceros de refuerzo, están descritas en la Norma Peruana en el artículo 3.4 y en ACI-02 artículo 3.5. Los aceros de refuerzo que se producen en el Perú (SiderPerú, Aceros Arequipa) deben cumplir con alguna de las siguientes Normas: -

Norma Peruana Itintec 341.031-A-42. Acero Grado 60. Norma ASTM A615. Acero Grado 60. (Cubre los aceros que se utiliza con mayor frecuencia) Norma ASTM A706. Acero de baja aleación, soldable. Grado 60.

Tabla 1-2 Diámetro Estándar

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4.2 USOS Y CONSERVACIÓN 4.2.1 USOS

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4.2.2 CONSERVACIÓN Corrosión de las barras de refuerzo Se permite el uso de barras con un grado de corrosión menor, siempre que no haya comprometido la sección de ellas. No se acepta el uso de barras sucias con lechada de cemento, aceite o cualquier otro tipo de material que pueda afectar la adherencia entre el concreto y la barra. Solamente se debe autorizar el doblado y posterior enderezado da barras secundarias, siempre que el diámetro de doblado sea superior a 10db. Soldadura entre barras y a barras de refuerzo No se permite soldar barras de refuerzo entre sí, ni soldar cualquier tipo d e elemento a los refuerzos. Tampoco se permite soldar entre sí barras que se intersecten con el fin de mantener el refuerzo en posición durante el vaciado del concreto.

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SESION 01: HABILITACIÓN DE ACERO 4.3 PRECAUCACIONES EN EL CORTE DE FIERRO 4.3.1 CORTAR VARILLAS La ejecución de la armadura deberá realizares sobre caballetes a una altura sobre el piso que permita trabajar al operario sin doblar su columna y sin esforzar los músculos dorsales. El uso de amoladoras para el corte de varillas de acero para armaduras no debe permitirse. Se utilizarán tijeras y cizallas para esa finalidad.

Responder: ¿Cómo se llama la Herramienta manual para el doblado de varillas o que otras máquinas ustedes conocen?

¿Qué equipos de protección personal debería de usar el Operario?

Autor: Ing. Civil José Caballero Culca. e-mail: [email protected]

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SESION 01: HABILITACIÓN DE ACERO Para el doblado de varillas de acero se utilizarán grinfas las cuales serán revisadas previamente a fin de que no presenten fisuras o desgastes, se utilizará la grinfa para el tamaño correcto del diámetro del hierro a doblar. En el caso de utilizar dobladoras automáticas mecánicas, se deberá tener especial cuidado con el atrapamiento de las manos o dedos. El levantamiento de las armaduras ya construidas a fin de trasladarlas y/o acopiarlas se realizará por medio de aparejos si supera los 80 Kg, de ser menor siempre debe ser trasladada por dos trabajadores. El acopio debe realizarse en un área que no constituya un obstáculo para la circulación de los operarios ni para vehículos. La altura de acopio no debe superar el 1,50 m sobre nivel de piso. En el caso que las armaduras se realicen en el nivel de posicionamiento de la misma, se tomarán los mismos recaudos y se emplearán para trabajos por encima de los 2,00 m de altura sobre el nivel del piso, andamios o plataformas que posean barandas al metro y a 0,50 m sobre nivel donde se posiciona el operario y contar con rodapiés de 0,15 m de altura y espesor 1″ firmemente fijados a la estructura del andamio o plataforma de trabajo. El trabajador deberá utilizar arnés cuya línea de vida se encuentre enganchada a un punto fijo para sostenerlo en caso de caída, o redes que impidan y sostengan su caída para trabajos en edificios de altura. 4.3.2 RIESGOS PRESENTES   



   

 

Contacto con partículas en los ojos en la operación de corte con galletera. Contacto con fierros o alambre en la manipulación manual del fierro. Contacto con energía eléctrica en el uso de herramientas eléctricas o extensiones en malas condiciones, agravado por la permanente presencia de fierro cómo conductor de energía eléctrica. Caídas desde el mismo nivel al circular por la obra; en los andamios, por acumulación de diversos materiales que impidan una circulación expedita o al tropezar con mallas de losas en su armado. Caídas desde altura en labores que se realicen sobre andamios, caballetes, tablones, escalas o armado de pilares o muros en últimos pisos. Caídas desde moldajes de losa cuando se trabaja sobre moldajes que no han sido terminados. Golpes en las manos en el manejo del alicate. Golpes en las manos o pies en la manipulación del fierro o de pilares y vigas prearmados; en el doblado de fierro en banco o por diversos elementos que puedan existir en las superficies de trabajo. Sobreesfuerzos en la manipulación de paquetes de fierro, barras de gran diámetro o elementos pre-armados como pilares y vigas. Quemaduras por virutas al cortar con galletera o contacto con fierro caliente.

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4.3.3 MEDIDAS PREVENTIVAS   

  



Usar los elementos de protección personal adecuados al riesgo a cubrir. Usar solamente herramientas eléctricas que cuenten con sus protecciones, cables, enchufes y extensiones en buen estado. En trabajos sobre andamios asegurarse que el andamio esté aplomado, nivelado, con sus diagonales, arriostrado a una estructura fija, que cuente con cuatro tablones trabados, rodapiés y barandas de protección. Además, se debe evitar la acumulación de materiales que puedan dificultar la circulación o sobrecargar excesivamente la plataforma de trabajo. En trabajos sobre moldajes de losa, asegurarse que el moldaje está terminado y rematado, y transitar por carreras sobre la enfierradura. Realizar trabajo de corte de fierro sobre un banco de trabajo, evitar hacerlo en el suelo. En el uso de escalas asegurarse que la escala esté bien construida, que sus largueros sobrepasen en un metro el punto de apoyo, que se apoye firmemente en el piso y con un ángulo que asegure su estabilidad al subir o bajar. Al realizar actividades de levantamiento de cargas asegurarse de doblar las rodillas para recoger cargas del suelo y evitar girar el tronco con cargas en los brazos.

(fuente: Ficha técnica de Prevención de Riesgos Construcción, Mutual de Seguridad CCHC)

4.4 HERRAMIENTAS Y MAQUINAS PARA CORTAR

Autor: Ing. Civil José Caballero Culca. e-mail: [email protected]

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SESION 01: HABILITACIÓN DE ACERO

Fotografía 4-1 Maquina Cizalla de Corte

Figura 4-1 Herramienta Atortolador.

EL ATORTOLADOR Es una herramienta que se fabrica con fierro de construcción de 3/8" ó 1/2". Se emplea para amarrar con alambre las armaduras

Fotografía 4-2 Maquina Eléctrica Dobladora Estribos Fierros de Construcción. Autor: Ing. Civil José Caballero Culca. e-mail: [email protected]

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SESION 01: HABILITACIÓN DE ACERO 4.5 FINALIDAD Y TIPOS DE ESTRIBOS Los estribos a emplear en las columnas de confinamiento deberán ser cerrados a 135°, pudiéndose emplear estribos con ¾ de vuelta adicional, atando sus extremos con el refuerzo vertical, o también, zunchos que empiecen y terminen con gancho estándar a 180° doblado en el refuerzo vertical. De acuerdo a la norma técnica E 060, los estribos son refuerzos colocados perpendicularmente o en ángulo con respecto al refuerzo longitudinal, empleados para resistir esfuerzos de cortante y de torsión en un elemento estructural. Los estribos también cumplen función de control del pandeo de las barras longitudinales y de confinamiento al concreto. 4.6 DOBLAR ESTRIBO PARA MUROS DE ALBAÑILERIA CONFINADA Se debe considerar la dimensión de la columna, el recubrimiento, ángulo de doblez y longitud de ganchos.

4.6.1 ESTRIBOS CERRADOS CON GANCHO A 135°

Figura 1 Estribos cerrados con gancho a 135°.

Figura 2 Estribos cerrados con gancho a 135°.

El objetivo es que los extremos de los ganchos del estribo queden perfectamente anclados y asegurados en la parte interna de la columna conocida como núcleo, lo que garantizará su estabilidad durante el desarrollo de su trabajo estructural (Figura 2). Autor: Ing. Civil José Caballero Culca. e-mail: [email protected]

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SESION 01: HABILITACIÓN DE ACERO 4.6.2 FORMAS INCORRECTAS DE DOBLADO DE ESTRIBO

Figura 3 Estribos con ganchos de 90°.

Figura 4 Resultado de una acción sísmica.

No es correcto utilizar estribos con ganchos de 90° (Figura 3), porque no estarían bien anclados en el núcleo de concreto de la columna y esto la debilitaría, dado que el estribo se abriría con facilidad. Tampoco proporcionarán el necesario confinamiento al concreto ante las cargas axiales (fuerza longitudinal) que se producen en las columnas durante los terremotos. Estas cargas provocan una expansión lateral ("hinchamiento") del concreto del núcleo, la que debería ser contenida por los estribos perfectamente anclados en el mismo, de lo contrario el estribo se abrirá tal como se muestra en la Figura 4. 4.6.3 ESTRIBOS DE 1 3/4” DE VUELTA En la figura 5 se puede apreciar un estribo que da una vuelta completa a la columna y adicionalmente ¾ de vuelta más (1 + ¾ vuelta en total).

Figura 5 Estribos de 1 ¾ de vuelta Figura 5 Este tipo de estribos han sido estudiados rigurosamente por reconocidos ingenieros estructurales y fueron puestos a prueba en laboratorios especializados de prestigiosas universidades. Estos estudios y ensayos demostraron que los estribos de 1 ¾ de vuelta proporcionan resultados similares a los estribos convencionales de 135° (Figura 1). 4.6.4 ESTRIBOS PARA ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE CONCRETO ARMADO Autor: Ing. Civil José Caballero Culca. e-mail: [email protected]

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SESION 01: HABILITACIÓN DE ACERO

Figura 4.6-1 Tipos de dobles de los estribos, según sea su función.

Figura 4.6-2Croquis aclaratorio de las medidas entre barras de columnas apoyadas lateralmente. Comentario: Desperdicio del acero esta entre 7%-27%, esto repercute en la explotación y consumo innecesario de los recursos naturales.

5.

FIJACIONES PARA LAS ARMADURAS

Autor: Ing. Civil José Caballero Culca. e-mail: [email protected]

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SESION 01: HABILITACIÓN DE ACERO Alambre de amarre: tiene como único fin mantener la armadura en su posición correcta durante el vaciado del concreto, no están pensado para transmitir esfuerzo alguno. Existen 6 tipos básicos de amarras con alambre, tal como se muestran, en la figura 5.1.

Figura 5.1 Amarras con alambre.

Autor: Ing. Civil José Caballero Culca. e-mail: [email protected]

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SESION 01: HABILITACIÓN DE ACERO 6.

BIBLIOGRAFIA 

http://www.acerosarequipa.com/fileadmin/templates/AcerosCorporacion/PDF/manual_MAESTRO_O BRA.pdf

7.



Noma técnica peruana E-60 de Concreto Armado



Noma técnica peruana E-70 para albañilería.



Manual de Armaduras de Refuerzo para hormigo, GERDAU AZA.



Ficha técnica de Prevención de Riesgos Construcción, Mutual de Seguridad CCHC



http://www.acerosarequipa.com/manual-para-propietarios/herramientas/el-atortolador.html.

ANEXO 7.1 CONCEPTOS Durabilidad. – Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado duraran indefinidamente. Ductilidad. - La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza dúctil de los aceros estructurales comunes les permite fluir localmente, evitando así fallas prematuras. Tenacidad. - Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y ductilidad. La propiedad de un material para absorber energía en grandes cantidades se denomina tenacidad. Zuncho: Refuerzo en forma de espiral de columnas Estribos: Barras dobladas formando un polígono (en general rectángulo o rombo) que se utilizan para resistir los esfuerzos de corte de vigas y para acortar la luz de pandeo de barras ( de columnas, vigas y muros). Empalme o traslape: Mecanismo que permite la transferencia de esfuerzo entre dos barras orientadas en una misma dirección. Reparación o Reforzamiento de Estructuras: Es un conjunto de acciones que tienen como finalidad devolver, parcial o totalmente, a una estructura o elemento dañando o débil la misma capacidad resistente exigida en el proyecto original y si es preciso mejorar su durabilidad. 7.2 SIGNIFICADOS A.S.T.M. Siglas en inglés para la American Society of Testing Materials, que significa, Asociación Americana de Ensayo de Materiales. Esta asociación radicada en Estados Unidos se encarga de probar la resistencia de los materiales para la construcción de bienes.

Autor: Ing. Civil José Caballero Culca. e-mail: [email protected]

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