02 apuntes construcciones i uap 00 recubrimientos, doblajes

APUNTES DE CONSTRUCCIONES I Ing° L. Vladimir Apaza CanazaCAPITULO 00 CONCRETO ARMADO ACERO 5


UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FAC. INGENIERIAS Y ARQUITECTURA FILIAL JULIACA E.A.P INGENIERIA CIVIL

CAPITULO II – ACERO O FIERRO DE CONSTRUCCIÓN

ASPECTOS PREVIOS:

FIERRO CORRUGADO ASTM A615-GRADO 60

NORMAS TECNICAS: Composición Química, Propiedades Mecánicas y

Tolerancias

El fierro de construcción que se utiliza en la construcción deberá de

cumplir estrictamente con los requisitos del Reglamento Nacional de

Edificaciones del Perú, de la Norma ASTM A 615 Grado 60 y la Norma

Técnica Peruana NTP 341.031 2001 Grado 60.

USOS: El Fierro Corrugado ASTM A615-Grado 60, se utiliza en la

construcción de edificaciones de concreto, armado de todo tipo: en

viviendas, edificios, puentes, obras industriales, etc.

El Fierro Corrugado ASTM A706-Grado 60, Se usa como refuerzo para

concreto armado, en estructuras sismo resistentes y donde se requiera el

soldado de las estructuras.

El Fierro Corrugado ASTM A706-Grado 60, se caracteriza por el límite o

esfuerzo de fluencia, entre estos tipos tenemos los de grado 40, 50 y 60,

que corresponden a los límites de fluencia de 2800, 3500 y 4200 Kg/cm2




A continuación se describe el comportamiento de la curva esfuerzo-

deformación del acero:

Área utilizada: sección nominal

OA: Porción inicial elástica lineal. (deformación) es

directamente proporcionales a (esfuerzo.)

AB: Comportamiento no lineal y las crecen rápidamente con pequeños

incrementos de . El punto A se denomina límite de proporcionalidad.

La curva AB toma cada vez una pendiente pequeña hasta llegar a B

punto en el que la curva se vuelve prácticamente horizontal. (Región no

lineal)

BC: Sin variar el esfuerzo se producen notables incrementos de longitud

fluencia y el valor del esfuerzo en C Esfuerzo de fluencia. (la

deformación continua sin aumento del esfuerzo, a este valor se le llama

esfuerzo de fluencia)

BC: el material se vuelve perfectamente plástico.

A partir de C endurecimiento por deformación debido a que el material

sufre cambios en su estructura cristalina.

D: esfuerzo último.




DE: Alargamiento acompañado de una reducción en la carga. Contracción

lateral, disminución de la sección transversal estricción.

CE: variaciones de sección marcadas.

E: fractura.

Durante el ensayo las reducciones de sección que aparecen son tan

pequeñas que apenas hay variación entre el esfuerzo nominal y el

esfuerzo real.

CE punteada: diagrama esfuerzo - deformación real.

PROPIEDADES MECÁNICAS:

Límite de Fluencia (fy) = 4,200 kg/cm2 mínimo

Resistencia a la Tracción (R) = 6,320 kg/cm2 mínimo

Relación R/fy > 1.25

Alargamiento en 200 mm:

Diámetros:

6 mm, 8 mm, 3/8", 12 mm, 1/2", 5/8" y 3/4"..... = 9% mínimo

1"..................................................................... = 8% mínimo

1 3/8"............................................................... = 7%Mínimo

USOS:

Se utiliza en la construcción de edificaciones de concreto, armado de todo

tipo: en viviendas, edificios, puentes, obras industriales, etc.

RECOMENDACIONES

Las corrugas que presenten deben de brindar características o propiedad

de buena adherencia al concreto.

Las barras de refuerzo de diámetro mayor o igual a 8 mm deberán ser

corrugadas, las de diámetros menores podrán ser lisas. (RNE)

Los aceros corrugados, deberán de tener pesos y medidas exactas

(completas), y deberán identificarse por la marca de “Aceros VM” y el

diámetro, los que van grabados en cada fierro.




Ejm.:

Fuente: Aceros Arequipa

Adicionalmente las barras corrugadas de refuerzo deberán cumplir con:

La resistencia a la fluencia debe corresponder a la determinada por las

pruebas de barras de sección transversal completa.

Los requisitos para la prueba de doblado de las barras, desde el diámetro 6

mm hasta el diámetro 35 mm, deben hacerse en base a dobleces de 180º

en barras de sección transversal completa, alrededor de mandriles cuyos

diámetros se especifican en la Tabla 3.4.3.2. (RNE)

TABLA 3.4.3.2 REQUISITOS PARA LA PRUEBA DE DOBLADO

DIAMETRO NOMINAL DE LA BARRA

DIAMETRO DEL MANDRIL PARA EL GRADO ARN

420 mm pulgadas

6, 8, 10, 12 y 16 1/4, 3/8,1/2, 5/8 4db

20, 22, 25 3/4, 1 5db

30, 35 1 3/8 7db

DIAMETROS DEL ACERO Y MEDIDAS COMERCIALES

ACERO ESTRUCTURALDIMENSIONES NOMINALES DEL ACERO PRESENTACIÓNVarill

aDiámetro Nominal

Peso Área Perímetro Varilla Diámetro Nominal

# Pulg cm Kg/m cm2 cm # Pulg mm

3 3/8 0.95 0.559 0.71 2.99 6

4 1/2 1.27 0.993 1.27 3.99 8

5 5/8 1.59 1.552 1.98 4.99 3 3/8

6 3/4 1.91 2.235 2.85 5.98 12

7 7/8 2.22 3.042 3.88 6.98 4 1/2

8 1 2.54 3.973 5.07 7.98 5 5/8

9 1 1/8 2.86 5.028 6.41 8.98 6 3/4

10 1 1/4 3.18 6.207 7.92 9.97 8 1

11 1 3/8 3.49 7.511 9.58 10.97 11 1 3/8




12 1 1/2 3.81 8.938 11.4 11.97 Nota: algunos peso unitarios del acero (Kg/m) varían ligeramente, según el fabricante.

Fuente: Aceros Arequipa. (DIMENSIONES) Comerciales.

PRESENTACIÓN:

Se produce en barras de 9 metros de longitud en los siguientes diámetros:

6 mm, 8 mm, 3/8", 12 mm, 1/2", 5/8", 3/4", 1" y 1 3/8".

Previo acuerdo, se puede producir en otros diámetros y longitudes

requeridos por los clientes.

Se suministra en paquetes de 2 toneladas y en varillas. Las barras de 6

mm también se comercializan en rollos de 550 kg.




PROCESOS CONSTRUCTIVOS

DETALLES DEL REFUERZO (ARTÍCULO 7º -E.060 – R.N.E.)

GANCHO ESTANDAR

El término gancho estándar se emplea en esta Norma para designar:

a. En barras longitudinales:

Doblez de 180º más una extensión mínima de 4 db, pero

no menor de 6.5 cm, al extremo libre de la barra.

Doblez de 90º más una extensión mínima de 12 db al

extremo libre de la barra.

b. En estribos:

Doblez de 135º más una extensión mínima de 10 db al

extremo libre de la barra. En elementos que no resisten

acciones sísmicas, cuando los estribos no se requieran

por confinamiento, el doblez podrá ser de 90º ó 135º

más una extensión de 6db.

(de 3/8" a 1")

(de 1 1/8" a 1 1/2")

(de 3/8" a 5/8")

(de 3/4" a 1")

bL=6 dsin efecto sísmico

135°0'0"

GANCHOS ESTANDAR GANCHOS ESTANDARPARA ESTRIBOS

12 db

#3, #4, #5

#6, #7, #8

L=10 db

D=6db

.

db

6 d

I

db

bsección

db

12 d

crítica

I

5 d

db

b

b

4 db #3 a #8

#9, #10, #11

>= 4d

>= 6.5 cm

b

Idb




DIAMETROS MINIMOS DE DOBLADO

a) En barras longitudinales:

El diámetro del doblez medido a la cara interior de la barra no deberá ser

menor a:

Barras 3/8" a 1" : 6db

Barras 1 1/8" a 1 3/8" : 8db

b) En estribos:

El diámetro del doblez medido a la cara interior de la barra no deberá ser

menor a:

Estribos 3/8" a 5/8 : 4db

Estribos 3/4" y mayores : 6db

c) En estribos de malla soldada (corrugada o lisa):

El diámetro interior de los dobleces no deberá ser menor a:

Para alambre corrugado 6mm o mayor : 4db

Para el resto : 2db

A menos de 4 db de una intersección soldada : 8db

3/8"

DØ

1/2"

5/8

3/4"

7/8

1"

L

GANCHOS "L" y "D"

L

L

ESTRIBOS




DOBLADO DEL REFUERZO

Todo el refuerzo deberá doblarse en frío. El refuerzo parcialmente

embebido dentro del concreto no deberá doblarse, excepto cuando

así se indique en los planos de diseño ó lo autorice el Ingeniero

Proyectista.

No se permitirá el redoblado del refuerzo.

CONDICIONES DE LA SUPERFICIE DEL REFUERZOEn el momento de colocar el concreto, el refuerzo debe estar libre de

lado, aceite u otros recubrimientos que puedan afectar adversamente

su capacidad de adherencia.

COLOCACION DEL REFUERZOEl refuerzo se colocará respetando los recubrimientos especificados en los

planos. El refuerzo deberá asegurarse de manera que durante el vaciado

no se produzcan desplazamientos que sobrepasen las tolerancias

permisibles.

A menos que el Ingeniero Proyectista indique otros valores, el refuerzo se

colocará en las posiciones especificadas dentro de las siguientes

tolerancias:

Tolerancia Tolerancia en el

en d: recubrimiento

mínimo:

Para d < 20 cm : ± 1,0 cm - 1,0 cm

Para d > 20 cm : ± 1,2 cm - 1,2 cm

debiendo además, la tolerancia para el recubrimiento mínimo no excederá

de 1/3 del especificado en los planos.

La tolerancia en la ubicación de los puntos de doblado o corte de las barras

será de ± 5 cm.




LIMITES PARA EL ESPACIAMIENTO DEL REFUERZO

El espaciamiento libre entre barras paralelas de una misma capa deberá

ser mayor o igual a su diámetro, a 2.5 cm y a 1,3 veces el tamaño máximo

nominal del agregado grueso. (fig. 1 y 2)

En caso que se tengan varias capas paralelas de refuerzo, las barras de las

capas superiores deberán alinearse en lo posible con las inferiores, de

manera de facilitar el vaciado. La separación libre entre capa y capa de

refuerzo será mayor o igual a 2.5 cm. (fig. 2)

En columnas, la distancia libre entre barras longitudinales será mayor ó

igual a 1.5 veces su diámetro, a 4 cm y a 1.3 veces el tamaño máximo

nominal del agregado grueso.

La limitación de la distancia libre entre barras también se aplicará a la

distancia libre entre un traslape y los traslapes o barras adyacentes.

En muros y losas, exceptuando las losas nervadas, el espaciamiento entre

ejes del refuerzo principal por flexión será menor o igual a 3 veces el

espesor del elemento estructural, sin exceder 45 cm. (fig. 3)

El refuerzo por contracción y temperatura deberá colocarse con un

espaciamiento entre ejes menor ó igual a 5 veces el espesor de la losa, sin

exceder de 45 cm.




En columnas

bS=1.5 d

S=4 cm

S=1.3 Tmag

Espaciamiento mínimodel Refuerzo

S=EspaciamientoTmag. = Tamaño máximo

Agregado gruesoy elementos a compresión

S

S

db

Fig. 1

.b

En vigas

bS= d

S=2.5 cm

S=1.3 Tmag

Espaciamiento mínimodel Refuerzo

S=EspaciamientoTmag. = Tamaño máximo

Agregado gruesodb

S S S

d {S=2.5 cmS=1.3 Tmag

Fig. 2

RECUBRIMIENTOMIN. 2,5 CMS

ht

.

e = 45 cme = 3 h t

sTº = 5 h

sTº = 45 cmEspaciamiento mínimo

del Refuerzo

e = 45 cme = 3 h t

e=Separación

As de refuerzo

sTº = 5 h

sTº = 45 cmAs de temperaturaEn losas y muros

As Tº ø @

Fig. 3




PAQUETES DE BARRAS

Las barras longitudinales podrán agruparse formando paquetes que actúen

como una unidad, debiendo limitarse a un máximo de 4 barras por

paquete.

Los paquetes deberán alojarse dentro de estribos cerrados, debiendo

además amarrarse todas las barras entre sí.

En elementos sujetos a flexión, las barras de los paquetes que se corten

dentro del tramo deberán terminar en puntos distintos y separados por lo

menos una distancia de 40 veces su diámetro.

Para determinar el espaciamiento mínimo entre paquetes, cada uno se

tratará como una barra simple de igual área transversal que la del

paquete.

El recubrimiento mínimo para los paquetes de barras deberá ser igual al

del diámetro equivalente del paquete, pero no necesita ser mayor de 5

cm. Para concreto vaciado contra el suelo y permanentemente expuesto a

él, el recubrimiento mínimo deberá ser de 7 cm.




RECUBRIMIENTO PARA EL REFUERZO

CONCRETO VACIADO EN OBRA

Deberá proporcionarse el siguiente recubrimiento mínimo de concreto al

refuerzo:

a) Concreto vaciado contra el suelo o en contacto con agua de mar : 7

cm

7.5 cm

Concreto vaciado contra elsuelo o en contacto con aguade mar

r=7.5 cm

Recubrimiento mínimodel Refuerzo

r=recubrimiento

7.5 cm

b) Concreto en contacto con el suelo o expuesto al ambiente:

- Barras de 5/8" o menores : 4 cm

- Barras de 3/4" o mayores : 5 cm




r = 5 cm


r=recubrimiento

5 cm

5 cm

Concreto en contacto con elsuelo o expuesto al ambiente

r = 5 cm


r=recubrimiento

5 cm

5 cm

Concreto en contacto con elsuelo o expuesto al ambiente

barras Ø 5/8" o menores = 4 cm

barras Ø 3/4" o mayores = 5 cm

c) Concreto no expuesto al ambiente (protegido por un revestimiento) ni

en contacto con el suelo (vaciado con encofrado y/o solado):

- Losas o aligerados : 2 cm

- Muros o muros de corte : 2 cm

- Vigas y columnas : 4 cm (*)

- Cáscaras y láminas plegadas : 2 cm

(*) El recubrimiento deberá medirse al estribo.




Recubrimiento mínimodel Refuerzo4 cm

4 cm

Concreto no expuesto al ambiente (protegido porrevestimiento) ni en contacto con el suelo (vaciadocon encofrado y/o solado)

- Losas o aligerados : 2 cm- Muros o muros de corte : 2 cm- Vigas y columnas : 4 cm (*)- Cáscaras y láminas plegadas : 2 cm(*) El recubrimiento deberá medirse al estribo.

CONCRETO PREFABRICADO (Fabricado bajo condiciones de control en

planta).

Se deberá proporcionar el siguiente recubrimiento mínimo de concreto al

refuerzo:

a) Concreto en contacto con el suelo o expuesto al ambiente:

- Paneles para muros y losas : 2 cm

- Otros elementos:

Barras mayores de 5/8" : 4 cm

Barras de 5/8” o menores : 3 cm

b) Concreto no expuesto al ambiente ni en contacto con el suelo:

- Paneles para muros y losas : 1.5 cm

- Viguetas : 1.5 cm

- Vigas y columnas : 2 cm (*)

- Cáscaras y láminas plegadas : 1.5cm

(*) El recubrimiento deberá medirse a la cara exterior del estribo.

RECUBRIMIENTOS ESPECIALES

En ambientes corrosivos y en otras condiciones severas de exposición

deberá aumentarse adecuadamente el espesor de los recubrimientos,

tomando además en consideración que deberá proporcionarse un concreto

denso.

ESPESOR DE DESGASTE




En superficies expuestas a abrasión, tal como la que produce el tránsito

intenso, no se tomará en cuenta como parte de la sección resistente el

espesor que pueda desgastarse.

A éste se le asignará una dimensión no menor que 1.5 cm.

REVESTIMIENTOS

Los revestimientos no se tomarán en cuenta como parte de la sección

resistente de ningún elemento.

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