Adherencia, Anclaje y Longitud de Desarrollo

Adherencia, anclaje y longitud de desarrollo ACI.318-2005

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Adherencia 

Para que el concreto reforzado se comporte de manera como se espera, que soporte las fuerzas cortantes y flexionantes es necesario que trabajen como una unidad, esa unidad se consigue con: 1. 2. 3.

reacción química entre el concreto y el acero. (bajo) fricción entre las áreas de contacto del concreto y el acero. (bajo) adherencia entre la barra de acero y el cuerpo de concreto debido a la rugosidad proporcionada por las barras y el acondicionamiento a estas del concreto. (alto)

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Falla por falta de adherencia Las fallas pueden darse por desprendimiento directo de la barra al concreto o por fractura miento a lo largo del concreto, y estas a su vez pueden ser: a. Fallas en plano vertical b. Fallas en plano horizontal

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Longitud de desarrollo: Para poder soportar la tensión superficial entre la barra longitudinal y el concreto es necesaria que exista determinada cantidad de acero que soporte estas tensiones.  La longitud de desarrollo es la longitud necesaria para desarrollar toda la resistencia a la tensión de la barra. 

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Valores que afectan a la longitud de desarrollo: 

   



Resistencia a la tensión del concreto (en términos de adherencia) Tipo de concreto Normal o liviano. Adherencia del recubrimiento Espaciamiento entre las barras longitudinales Refuerzo transversal Ubicación de la barra que se esta analizando. (barras superiores sufren por el aire y agua acumuladas bajo ellas por la reacción química del concreto al fraguarse)



Recubrimiento químico de las barras (anticorrosivos reducen la adherencia).

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Disposiciones ACI318-05 El requisito fundamental es que la fuerza calculada en el refuerzo para cada sección de un elemento de concreto reforzado debe desarrollarse a cada lado de la sección mediante una longitud adecuadamente embebida, ganchos, anclaje mecánico, o una combinación de estos para evitar el desprendimiento.

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ACI-318-05. 12.2 La longitud de desarrollo no ha de ser  menor a 30cm o 12 pulgadas.  Para barras corrugadas o alambres corrugados la longitud de desarrollo ha de ser: 

 

=

3   40  ´

∝     

8

… Longitud de desarrollo  

1.

+ 

=

3   40  ´

∝     

no ha de ser mayor que 2.5, si es mayor a 2.5 fallará

por deslizamiento.

2. = Factor de ubicación del refuerzo. Si el refuerzo horizontal es colocado de manera mas de 12 pulgadas de concreto fresco se funden en el elemento por  debajo de desarrollo o del empalme….. 1.3 Cualquier otra condición ... 1

12”

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… Longitud de desarrollo  

=

3   40  ´

∝     

3.  = factor por recubrimiento . a. b. c.

Barras o alambres recubiertos con epóxico, con concreto menor de 3 o espaciamiento libre menor de 6 ……1.5 Todas las demás barras o alambres cubiertas con epóxico………………………………………………………….1.2 Refuerzo no recubierto con epóxico……………………...1.0  no se considerará mayor a 1.7

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… Longitud de desarrollo  

=

3   40  ´

∝     

4.  =factor del tamaño de refuerzo.  

Para barras #6 o menores y alambres corrugados … 0.8 Para #7 y mayores………………………………………….1.0

5.  = Factor para concreto con agregado liviano. 

Concreto con agregado liviano:……………………………………..…….1.3



Sin embargo cuando se especifica fct, se permite un valor de 6.7

´ 

no menor que

………………………………………………………………….………………….1.0

fct es la resistencia a la tensión del cilindro del concreto. 

Concreto peso normal: ………………………………………………………1.0

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… Longitud de desarrollo  

=

3   40  ´

∝     

6.c= dimensión del espaciamiento o recubrimiento en pulgadas.

c c

Se utilizará la menor:  distancia entre desde el centro de la barra hasta la superficie mas cercana.  La mitad del espaciamiento de centro a centro entre las barras que se desarrollan.

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… Longitud de desarrollo  

=

3   40  ´

∝     

7.  = índice del refuerzo transversal:

Sección transversal de los estribos

  

1500    = Área total de la

sección transversal de todo refuerzo transversal (estribos ej.2#3=0.11x2) que esta dentro del espaciamiento s y que atraviesa el plano potencial de fractura miento a través del refuerzo en desarrollo, pulg2   =Resistencia especifica del acero de refuerzo en la sección transversal (fy de los estribos) S= espaciamiento de los estribos dentro de la longitud de desarrollo medida de centro a centro en pulg. n= numero de barras que se desarrollan dentro del plano de fractura miento. Se permite utilizar Ktr =0 como una simplificacion de diseño aun si existe un refuerzo transversal.

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Casos simplificados para el análisis de la longitud de desarrollo del acero a)

b)

Cuando el recubrimiento y espaciamiento libre mínimo de 1.0  , y al menos estribos mínimos (s min) a lo largo de  O recubrimiento mínimo de 1.0  y espaciamiento libre mínimo de 2 

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Ejemplo: Longitud de desarrollo 

La unión de una viga-columna en un pórtico de un edificio, en la parte superior en los extremos se necesitan dos barras #11 que dan un As de 3.12 pulg2. b=10”, d=18” y h=21”. Con estribos #3 @ 3 o 4 “, seguidos por 

 

espaciamientos constante de 5 pulgadas, con un recubrimiento libre de 1.5 pulgadas. Se usara concreto normal 60/4. determine ld . R:/ 101pulg, 81 pulg

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Anclaje de barras sometidas a tensión: 

Cuando la resistencia de adherencia no sea suficiente y no se genere la longitud de desarrollo se proporcionaran gancho de 180° y 90°.

a. Refuerzo principal (longitudinal). b. Estribos y flejes.

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La longitud básica de anclaje para barra corrugada a tracción con gancho estándar  será. 0.024   ℎ ≥

 ´



Condición #1 (recubrimiento)

a.

Factor

Ganchos 180° con barras #11 o menores, con recubrimiento 0.7

lateral mayor a 2.5”

b.

Ganchos 90° #11 o menores, con recubrimiento lateral mayor a 2.5” y además recubrimiento extremo mayor a 2”.

Recubrimiento lateral

Recubrimiento extremo

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La longitud básica de anclaje para barra corrugada a tracción con gancho estándar  será. 0.024   ℎ ≥

 ´



Condición #2 (estribos ganchos 90°)

a. b.

Ganchos 90° con barras #11 o menores, encerradas con estribos perpendiculares a la barra con un  ≤ 3 a todo lo largo de la ℎ . Con el primer estribo ubicado a ≤ 2 de la cara del gancho. Ganchos 90° con estribos paralelos a la barra con  ≤ 3 a lo largo del gancho. Con el primer estribo ubicado a ≤ 2  de la cara del gancho.

ℎ

Factor

0.8

ℎ ≤ 2 ≤ 3

≤ 2  ≤ 3

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La longitud básica de anclaje para barra corrugada a tracción con gancho estándar  será. 0.024   ℎ ≥

 ´



Condición #3 (estribos 180°) a.

Factor

Ganchos 180° con barras #11 o menores, encerradas con estribos

perpendiculares a la barra con un  ≤ 3 a todo lo largo de la ℎ . Con el primer estribo ubicado a ≤ 2 de la cara del gancho.

ℎ

≤ 2 ≤ 3

0.8

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La longitud básica de anclaje para barra corrugada a tracción con gancho estándar  será. 0.024   ℎ ≥

 ´



Condición #4 (refuerzo provisto vrs necesario), #5 (tipo de concreto), #6 (epóxico)

Factor

Ganchos ubicados en secciones donde el refuerzo provisto es mayor 

  

que el refuerzo necesario.

  

Ganchos embebidos en el concreto ligero

1.3

Ganchos fabricados de acero con recubrimiento epóxico

1.2

20

La longitud básica de anclaje para barra corrugada a tracción con gancho estándar  será. 0.024   ℎ ≥



 ´

Y deberá satisfacer:  ≥ 8

Y no será menor que 6”

