Adherencia Y Anclajes

 

Adherencia Y Anclajes Del Concreto 8165 palabras 33 páginas

Ver más  más    ADHERENCIAS  ADHERE NCIAS Y ANCLAJ ANCLAJES ES  ADHERENCIA DEL CONCRET  ADHERENCIA CONCRETO O Es la resistencia a deslizarse desarrolladamente entre el concreto y las varillas. El esfuerzo de adherencia se expresa en kg/cm², del área superficial de contacto de varillas lisas, redondas. El lograr evitar el deslizamiento entre las varillas de refuerzo y el concreto es de gran importancia en toda construcción de concreto armado y la resistencia al deslizamiento, puede ser la resultante de la fricción y/o resistencia adhesiva al deslizamiento para lograr equivalente de resistencia se emplean a veces anclajes en loselextremos, extensiones y varillas con gancho. La resistencia a la adherencia varia considerablemente el tipo de cemento, de los aditivos y la relación agua – …ver más… Existen dos tipos de esfuerzos de adherencia a considerar: Esfuerzos de adherencia por flexión y Esfuerzos de adherencia por transferencia. Los esfuerzos de adherencia por flexión surgen debido al cambio en la tensión proveniente de las diferencias en el momento flector entre dos secciones adyacentes y son proporcionales a la razón de cambio del momento flector, por lo tanto a la fuerza cortante, para una ubicación determinada a lo largo del claro. Si el miembro de concreto se encuentra sin agrietar, la magnitud de los esfuerzos de adherencia por flexión es muy baja, después del agrietamiento los esfuerzos de adherencia por flexión son más altos y pueden calcularse empleando lasconcreto mismasreforzado. expresiones que se desarrollaron para miembros de

 

DHERENCIA Y ANCLAJE ANCLAJE Una de las hipótesis hipótesis básicas básicas en el diseño de concreto 1. DHERENCIA armado es que no debe existir ningún deslizamiento de las varillas respecto al concreto circundante, en el cual se encuentra embebido, el acero y el concreto deben aglomerase y permanecer adheridos para que actúen como una unidad, completamente ligados entre si. En elementos con refuerzo adherido, los esfuerzos varían a lo largo de las barras de refuerzo, para que ocurra la variación es necesario que se transmitan esfuerzos al concreto. 2.   3.  TIPOS DE ADHERENCIA ADHERNCIA POR CONTACTO.- Basado en adhesión o fuerzas capilares que dependen de la rugosidad y el estado de limpieza de las armaduras. Anclar una varilla de acero en el concreto es transferir el esfuerzo en barra al concreto. 3.   4.  TIPOS DE ADHERENCIA ADHERNCIA POR ROZAMIENTO.- El mínimo desplazamiento relativo entre el acero y el concreto origina una resistencia por rozamiento. El coeficiente de rozamiento como consecuencia de la rugosidad superficial del acero varía entre 0.30 – 0.60, para que exista rozamiento adecuado debe existir compresión transversal de la barra, es decir confinamiento de la barra de acero. 4.   5.  TIPOS DE ADHERENCIA ADHERNCIA POR CORTE.- Constituye el tipo de adherencia más efectivo y seguro, el da lugar para poder utilizar tensiones elevadas en el acero. Esto se obtiene mediante la corrugación. La magnitud de la resistencia al corte depende de la forma, inclinación, altura y separación del corrugado. 5.   6.  ANCLAJE A partir del sitio en que la barra de acero alcanza su esfuerzo máximo, se debe desarrollar un mecanismo de anclaje en el hormigón para asegurar su funcionamiento adecuado. Las alternativas utilizadas son:  Anclaje por desarrollo de la longitud de la varilla dentro del concreto. 6.   7.  ANCLAJE  Ganchos de anclaje dentro del hormigón en el extremo de la varilla 7.   8.  ANCLAJE  Anclaje mecánico de la varilla a través de dispositivos especiales. 8.   9.  ANCLAJE Anclar una varilla de acero en el concreto es transferir el esfuerzo en barra al concreto. 9.   10.  ADHERENC  ADHERENCIA IA DEL ANCLAJE Ld = Longitud de la varilla embebida en el concreto. µ = Esfuerzo de adherencia promedio. db = Diámetro de la varilla. fs = Esfuerzo que ocasiona la varilla, efecto de la fuerza tracción. 10.   11.  ADHERENC  ADHERENCIA IA DEL ANCLAJE La fuerza de anclaje dT = µΠdbLd … (1) La fuerza de tracción en la sección transversal de la varilla es. dT = (Π/4)d2 fs … (2) b Igualando las ecuaciones (1) y (2) se tiene. µΠdbLd = (Π/4)d2 fs b → La longitud de desarrollo es µ= db fs 4 Ld Ld = fs db 4µ 11.   12.  ADHERENC  ADHERENCIA IA POR FLEXION ac = Separa Separación ción de grietas. Ld = longitud de desarrollo. µ = Esfuerzo de adherencia promedio Σo = Suma de perímetros de todas las barras dT = µ(Σo)dx fs1 = Esfuerzo en grieta 1 fs2 = Esfuerzo en grieta 2 fs2 > fs1 µ= dT Σodx 12.   13.  ADHERENC  ADHERENCIA IA POR FLEXION 13.   14.  GANCHOS ESTÁNDAR Los ganchos solamente se considerarán efectivos en varillas de tracción. El término gancho estándar se emplea en la Norma con uno de los siguientes significados: • Un doblez de 180º más una extensión de 4db, pero no menor de 65 mm hasta el extremo libre de la barra 14.   15.  GANCHOS ESTÁNDAR • Un doblez de 90º más una extensión de 12 db hasta el extremo libre de la barra 15.   16.  GANCHOS ESTÁNDAR Para ganchos de estribos y ganchos de grapas suplementarias: a) Para barras de 5/8” y menores, un doblez de 90º más una extensión de 6 db al extremo libre de la barra. b) Para barras desde ¾” hasta 1” inclusive, un doblez de 90º más una extensión de 12 db al extremo libre de la barra c) Para barras de 1” y menores, un doblez de 135º más una extensión de 6 db al extremo libre de la barra. 16.   17.  GANCHOS DE BARRAS LONGITUDINALES, ESTRIBOS Y GRAPAS SUPLEMENTARIAS 

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17.   18.  DIÁMETROS

MÍNIMOS DE DOBLADO El diámetro interior de doblado para estribos no debe ser menor que 4 db para barras de 5/8” y menores. Para barras mayores que 5/8”, el diámetro de doblado debe cumplir con lo estipulado en la siguiente tabla. DIÁMETROS INTERIORES MÍNIMOS DE DOBLADO DIÁMETRO DE LAS BARRAS DIÁMETRO MÍNIMO DE DOBLADO ¼” a 1” 6 db 11/8” a 11/8” 8 db 1 11/16” a 2 ¼” 10 db 18.   19.  DOBLEZ DE VARILLAS 19.   20.  DOBLEZ DE VARILLAS • Todo el refuerzo deberá doblarse en frío, a menos que el Ingeniero Proyectista permita hacerlo de otra manera • Ningún refuerzo parcialmente embebido en el concreto puede ser doblado en la obra, excepto cuando así se indique en los planos de diseño o lo permita el Ingeniero Proyectista. 20.   21.  EMPALMES Empalmar una barra es transferir el esfuerzo de una barra de armadura a otra barra. Los empalmes son uniones que permiten dar continuidad al refuerzo por efecto de la trasferencia de tensiones entre el acero y el concreto, y se realizan montando una barra sobre la otra una determinada longitud y sujetándolas con alambre, para evitar el movimiento cuando se coloca el concreto. Para barras mayores a la # 11 es obligatorio el uso de técnicas especiales de soldadura o conectores mecánicos 21.   22.  EMPALMES EMPALME DIRECTO.- El concreto no participa en la transición de esfuerzos. Los conectores mecánicos son dispositivos diseñados para sujetar a tope y dar continuidad al refuerzo sin pérdida de capacidad resistente. Su uso está restringido a garantizar que en un ensayo a tracción la barra con el conector deben alcanzar una resistencia en fluencia de un 125% de la resistencia nominal especificada para el material “fy “. Su uso es amplio en barras con diámetros mayores a la # 11. 22.   23.  EMPALMES EMPALME DIRECTO 23.   24.  EMPALMES EMPALMA INDIRECTO.- Es necesario que el concreto participe en la transmisión del esfuerzo de una barra a otra. No ejecutar empalmes en zonas de solicitaciones elevadas En los empalmes desfasar unos con relación a otros. No es conveniente empalmar más del 50% de la barras de una sección. 24.   25.  EMPALMES EMPALMA INDIRECTO El traslape de varillas es el mecanismo de empalme de mayor uso en nuestro medio. En principio las 2 varillas deben cruzarse una longitud apropiada para que el acero transmita esfuerzos al hormigón por adherencia, y este último los restituya a la otra varilla. 25.   26.  CONDICIONES DE LA SUPERFICIE DEL REFUERZO En el momento que es colocado el concreto, el refuerzo debe estar libre de polvo, aceite u otros recubrimientos no metálicos que reduzcan la adherencia. Se permiten los recubrimientos epóxicos de barras que cumplan con las normas. 26.   27.  COLOCACIÓN DEL REFUERZO El refuerzo, incluyendo los tendones y los ductos de preesforzado, debe colocarse con precisión y estar adecuadamente asegurado antes de colocar el concreto. Debe fijarse para evitar su desplazamiento dentro de las tolerancias aceptables dadas. 27.   28.  COLOCACIÓN DEL REFUERZO La tolerancia para el peralte efectivo d y para el recubrimiento mínimo de concreto en elementos sometidos a flexión, muros y elementos sometidos a compresión debe ser la siguiente: Tolerancia en d Tolerancia en el recubrimiento mínimo de concreto d ≤ 200 mm ± 10 mm -10 mm d > 200 mm ± 13 mm -13 mm 28.   29.  COLOCACIÓN DEL REFUERZO 29.   30.  LÍMITES DEL ESPACIAMIENTO DEL REFUERZO • La distancia libre mínima entre barras paralelas de una capa debe ser db, pero no menor de 25 mm • Cuando el refuerzo paralelo se coloque en dos o más capas, las barras de las capas superiores deben colocarse exactamente sobre las de las capas inferiores, con una distancia libre entre capas no menor de 25 mm 30.   31.  • • • • PAQUETES DE BARRAS Los grupos de barras paralelas dispuestas en un paquete para trabajar como una unidad, deben limitarse a un máximo de 4 barras por cada paquete. Los paquetes de tres o cuatro barras deben alojarse

 

dentro de las esquinas de los estribos. En vigas, el diámetro máximo de las barras agrupadas en paquetes será de 1 3/8” En elementos sometidos a flexión, cada una de las barras de un paquete que se corta dentro del tramo debe terminarse en lugares diferentes separados al menos 40 db. 31.   32.  RECUBRIMIENTO DE CONCRETO PARA EL REFUERZO Concreto construido en sitio (no preesforzado) Debe proporcionarse el siguiente recubrimiento mínimo de concreto al refuerzo, excepto cuando se requiera protección especial contra el fuego: a) Concreto colocado contra el suelo y expuesto permanentemente a él. ................... 70 mm b) Concreto en contacto permanente con el suelo o la intemperie: Barras de ¾” y mayores..................... 50 mm Barras de 5/8” y menores, mallas electrosoldadas...................... 40 mm 32.   33.  RECUBRIMIENTO DE CONCRETO PARA EL REFUERZO Concreto construido en sitio (no preesforzado) c) Concreto no expuesto a la intemperie ni en contacto con el suelo:  Losas, muros, viguetas: Barras de 1 11/16” y 2 ¼”............................................... 40 mm Barras de 1 3/8” y menores. .......................................... 20 mm  Vigas y columnas: Armadura principal, estribos y espirales. ...................... 40 mm  Cáscaras y losas plegadas: Barras de ¾” y mayores. ............................................... 20 mm Barras de 5/8” y menoress ……...………………..……… menore ……...………………..……….. 15 mm Mallas electrosoldadas. electrosoldadas. ………………………................. 15 mm 33.   34.  CORROCIÓN DEL ACERO 34.   35.  PUNTOS DE CORTE O DOBLADO DE REFUERZO En estructuras continuas el refuerzo colocado en las zonas traccionadas permite mantener en equilibrio las fuerzas internas producidas en la sección por efecto del proceso cíclico cargadescarga de la estructura. En el caso típico de vigas continuas sometidas a cargas distribuidas uniformemente, este refuerzo se alterna ya que en la mitad de las luces se presenta una alta tracción en la parte inferior de las vigas mientras que en los apoyos se presenta la tracción en la parte superior. 35.   36.  PUNTOS DE CORTE O DOBLADO DE REFUERZO 36.   37.  PUNTOS DE CORTE O DOBLADO DE REFUERZO Por esta razón, por economía y optimización del refuerzo a flexión la práctica de la ingeniería prefiere usar uno de los siguientes dos procedimientos para cubrir las exigencias de refuerzo en la estructura. • Reforzar doblemente parte del acero a tracción de la mitad de la luz para cubrir el refuerzo requerido en los apoyos. • Cortar el refuerzo que ya no se requiere para atender la flexión de tal manera que no se afecte la seguridad ni la funcionabilidad de la estructura 37.   38.  PUNTOS DE CORTE O DOBLADO DE REFUERZO Independiente del método usado para reforzar las estructuras continuas es evidente la existencia de zonas donde el refuerzo se debe modificar para atender la flexión generada por las cargas externas; estas regiones se conocen como “puntos de corte o doblado del refuerzo” y estos pueden verse afectados por los siguientes factores. 38.   39.  PUNTOS DE CORTE O DOBLADO DE REFUERZO a) La magnitud de las tensiones por flexión y los efectos de la cortante en estas tensiones. b) Las longitudes de desarrollo que se deben suministrar a cada lado de una sección para garantizar garanti zar la transmisió transmisión n de tensiones. c) La posible falla por tracción diagonal debido a una alta concentración de tensiones producida por un corte de barras inadecuado ( zonas de momento bajo y cortante alto). d) Uso de algunos requisitos incorrectos de construcción considerados empíricamente como aceptables. 39.   40.  DETERMINACIÓN DE LOS PUNTOS TEÓRICOS DE CORTE En cualquier sección de una viga la fuerza de tracción aplicada al refuerzo está dada por T = As fS = M / jd M = Valor del momento en la sección. jd = Brazo de momento entre la resultante a compresión y a tracción. El rango de variación de jd en la longitud de la viga es mínimo y en ningún punto su valor es menor que el obtenido en la región de máximo momento. 40.   41.  DETERMINACIÓN DE LOS PUNTOS TEÓRICOS DE CORTE En consecuencia se puede asumir que la fuerza a tracción T, solo depende 

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directamente del momento M. Adicionalmente el diseño estructural exige que el refuerzo, en cualquier sección de la viga, este sometido a tensiones cercanas a la máxima, se concluye que As depende directamente de M.

¿Qué es la adherencia? En la actualidad, el término adherencia se refere al enómeno de interacción sica que se produce entre la masa de concreto y las barras cilíndricas de acero que se ahogan dentro de ésta, y que se localiza en la interaz de estos dos materiales, permiendo la transerencia y connuidad de esuerzos y uerzas entre los dos cuerpos en contacto, asegurando con ello un trabajo en conjunto. Según Domínguez (2005) el enómeno presenta tres ases bien idenfcadas: (a) etapa de pseudo-adherencia perecta, asociada a la adherencia química; (b) etapa de deslizamientos de transición, provocados por el microagrietamiento inducido por el bloqueo mecánico creado por la presencia de las nervaduras de la varilla de acero incrustadas en el concreto circundante; y (c) ase de g grandes randes deslizamientos asociados a un mecanismo de ricción entre dos posibles superfcies rugosas (acero-concreto o concreto-concreto) (Figuras 1, 2 y 3)