Faculta de Ingeniera Civil

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RECUBRIMIENTO PARA EL REFUERZOCuando se usa concreto armado en la construccin de una edificacin, es importante tener en cuenta el recubrimiento al momento de habilitar y colocar los refuerzos en los encofrados. Dicho recubrimiento es la capa de concreto de determinado espesor (e) que cubre el refuerzo de acero y lo asla del medio ambiente (Figura 1).

Como sabemos, el espacio (e) que ocupa el recubrimiento se mide desde la superficie exterior del refuerzo hasta la cara interior de la madera del encofrado. En caso de que lleve estribos se medir a partir de stos, y si no los lleva ser desde el refuerzo longitudinal, como ocurre con las viguetas (Figura 2).

Importancia y funcin El espesor del recubrimiento es de gran importancia para lograr una proteccin adecuada del refuerzo de acero durante la vida til de la estructura. La funcin principal del recubrimiento es proteger el acero contra la corrosin. Adems, permite que el concreto se acomode entre las barras de acero y el encofrado, adhirindose adecuadamente. Otra funcin importante del recubrimiento es proteger el acero de las altas temperaturas que producen los incendios. Si el concreto colocado en los encofrados es de calidad controlada, proporcionar una proteccin completa contra el fuego. Las excelentes propiedades del concreto de resistencia al fuego, ampliamente demostradas, protegen al refuerzo que hay en su interior y retrasan cualquier dao estructural, impidiendo en la mayora de los casos un colapso de las edificaciones. Esto beneficia a todos: constructores, residentes de edificios y propietarios. Cuando se supervisan los trabajos de encofrado de una construccin, antes de autorizar el vaciado de concreto, casi siempre se detecta que no existen los espacios apropiados para los recubrimientos entre los refuerzos y el encofrado. Por ejemplo, esto ocurre con frecuencia con las viguetas de los techos, donde las varillas que se ubican en la parte inferior (conocidas como acero positivo) se apoyan directamente sobre la madera del encofrado, tal como se puede apreciar en la Figura 3, donde no hay espacio para el recubrimiento.

Con respecto al tiempo que el concreto del recubrimiento protege a las armaduras, eso depende de su espesor. Una disminucin del recubrimiento se reflejar en una reduccin del periodo de proteccin de la armadura (Figura 4).

Cuando el proyectista especifica los recubrimientos en los planos estructurales para todas las armaduras, lo hace con el fin de proporcionarles una adecuada proteccin contra el clima, la corrosin, la accin del fuego y la distribucin del concreto. Los espacios para los recubrimientos se realizan colocando elementos separadores, como los dados de mortero previamente preparados o de plstico (Figuras 5 y 6), independientemente de que sean provisionales o definitivos.

Si los separadores son de mortero, su calidad deber ser semejante a la mezcla de concreto utilizada en la obra. No se debe usar piezas de madera u otro material residual de construccin, aunque sea ladrillo o concreto, ni materiales metlicos. Finalmente, es importante tener en cuenta las medidas mnimas que deben tener los recubrimientos, establecidas en la Norma E-060 sobre Concreto Armado del Reglamento Nacional de EdificacionesSEGN EL REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES7.9. RECUBRIMIENTO PARA EL REFUERZO7.9.1. CONCRETO VACIADO EN OBRADeber proporcionarse el siguiente recubrimiento mnimo de concreto al refuerzo:a) Concreto vaciado contra el suelo o en contacto con agua de mar: 7 cmb) 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 cmc) 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 (*) - Cscaras y lminas plegadas: 2 cm(*) El recubrimiento deber medirse al estribo.7.9.2. CONCRETO PREFABRICADO (Fabricado bajo condiciones de control en planta). Se deber proporcionar el siguiente recubrimiento mnimo 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 cmb) 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 (*) - Cscaras y lminas plegadas: 1,5cm(*) El recubrimiento deber medirse a la cara exterior del estribo.7.9.3. RECUBRIMIENTOS ESPECIALES En ambientes corrosivos y en otras condiciones seve- ras de exposicin deber aumentarse adecuadamente el espesor de los recubrimientos, tomando adems en con- sideracin que deber proporcionarse un concreto den- so.7.9.4. ESPESOR DE DESGASTE En superficies expuestas a abrasin, tal como la que produce el trnsito intenso, no se tomar en cuenta como parte de la seccin resistente el espesor que pueda des- gastarse. A ste se le asignar una dimensin no menor que 1,5 cm.7.9.5. REVESTIMIENTOS Los revestimientos no se tomarn en cuenta como parte de la seccin resistente de ningn elemento.

EMPALMES DE REFUERZO

En el refuerzo slo se permite hacer empalmes cuando lo requieran o permitan los planos de diseo, las especificaciones, o si lo autoriza el ingeniero.

Empalmes por traslapo

Para las barras mayores de . 36 no se deben utilizar empalmes por traslapo, excepto para los casos indicados en 12.16.2 y 15.8.2.3 del ACI.En elementos sometidos a flexin las barras empalmadas por traslapo que no quedan en contacto entre si no deben separarse transversalmente a la menor de 1/5 de la longitud de empalme por traslapo requerida 150 mm.

Empalmes de alambres y barras corrugadas a traccin

La longitud mnima del empalme por traslapo en traccin debe ser la requerida para empalmes por traslapo Clases A o B, pero no menor que 300 mm, donde:Empalme por traslapo Clase A 1.0ldEmpalme por traslapo Clase B 1.3ld donde ld se calcula de acuerdo con 12.2 del ACI para desarrollar fy sin el factor de modificacin de 12.2.5. del ACI

Espaciamiento libre de barras empalmadas

Empalmes soldados y mecnicos Los empalmes soldados o mecnicos utilizados donde el rea de refuerzo proporcionada es menor del doble de la requerida por el anlisis, deben cumplir con los requisitos de 12.14.3.2 o de 12.14.3.4. Un empalme soldado o mecnico debe desarrollar, por lo menos, un 125% de la resistencia a la fluencia especificada cuando se encuentra localizado en regiones con tracciones en el refuerzo elevadas. Dichos empalmes no necesitan estar escalonados, aunque dicho escalonamiento es aconsejable donde el rea de refuerzo es menos del doble de la requerida por clculoLos empalmes deben estar escalonados cuando menos 600 mmLa fuerza de traccin total que puede ser desarrollada en cada seccin debe ser de al menos el doble que la requerida por el anlisis, y al menos 140 MPa veces el rea total del refuerzo proporcionado.Los empalmes en elementos de amarre en traccin se deben hacer con un empalme soldado o mecnicocompleto, de acuerdo con 12.14.3.2 12.14.3.4, y los empalmes en las barras adyacentes deben estar escalonados por lo menos a 750 mm Para determinar si un elemento debe clasificarse como elemento de amarre en traccin, debe prestarse atencin a la importancia, funcin, proporciones y condiciones de esfuerzo del mismo en relacin con las caractersticas antes mencionadas. Por ejemplo, un tanque circular grande de uso comn con muchas barras y con empalmes bien escalonados con suficiente espaciamiento no debe clasificarse como un elemento de amarre en traccin, lo que permite el uso de empalmes por traslapo Clase B.

Empalmes de barras corrugadas a compresin

La longitud de un empalme por traslapo en compresin debe ser de 0.07fydb, para fy igual a 420 MPa o menor, o (0.13 24) fy db para fy mayor que 420 MPa, pero no debe ser menor que 300 mm. Para fc menor que 20 MPa, la longitud del empalme por traslapo debe incrementarse en 1/3.

Requisitos especiales de empalmes para columnas

Los empalmes por traslapo, empalmes mecnicos, empalmes soldados a tope, conexiones mecnicas, o empalmes de tope deben usarse, con las limitaciones de 12.17.2 del ACI a la Los empalmes deben satisfacer los requisitos para todas las combinaciones de carga de la columna.En columnas sometidas a cargas axiales y de flexin, se pueden presentar esfuerzos por traccin en una cara de la columna con excentricidades grandes o moderadas. Cuando dichas tracciones se presentan, 12.17 del ACI especifica que deben utilizarse empalmes de traccin, o en su defecto, proporcionarse una resistencia a la traccin adecuada. Adems, se requiere de una capacidad mnima a la traccin en cada cara de las columnas, aun cuando el anlisis indique nicamente compresin.Debe notarse que el empalme en columnas debe satisfacer requisitos para todas las combinaciones de carga de la columna. Frecuentemente, la combinacin bsica de carga gravitacional tiene prioridad en el diseo de la columna misma, pero una combinacin de carga que incluya viento o sismo puede inducir una traccin mayor en algunas barras de las columnas, y los empalmes para columnas deben disearse para esta traccin. Empalmes por traslapo en columnas

Cuando el esfuerzo en las barras debido a las cargas mayoradas es de traccin, y no excede 0.5fy en traccin, los empalmes por traslapo por traccin deben ser Clase B si ms de la mitad de las barras se empalman en cualquier seccin, o empalmes por traslapo por traccin de Clase A si la mitad o menos de las barras estn empalmadas por traslapo en cualquier seccin, y los empalmes por traslapo tomados alternadamente estn escalonados una distancia ld .

Requisitos especiales para empalmes en columnas

En elementos sometidos a compresin en que los estribos a lo largo de toda la longitud del empalme por traslapo tengan un rea efectiva no menor que 0.0015hs , se permite multiplicar la longitud del empalme por traslapo por 0.83, pero la longitud del empalme por traslapo no debe ser menor que 300 mm. Las ramas del estribo perpendicular a la dimensin h deben usarse para determinar el rea efectivaLas ramas del estribo perpendiculares a cada direccin se calculan por separado y el requisito debe ser satisfecho en cada direccin. Esto se ilustra en siguiente figura en donde cuatro ramas son efectivas en una direccin y dos ramas en la otra direccin. Este clculo es crtico en una direccin que normalmente puede determinarse por inspeccin.

Para calcular el rea efectiva se utilizan las ramas del estribo que cruzan el eje de flexin. En el caso mostrado son efectivas cuatro ramas

Empalmes soldados o mecnicos en columnas

Los empalmes soldados o mecnicos en columnas deben cumplir con los requisitos de 12.14.3.2 12.14.3.4. Del ACI Empalmes a tope en columnas

Se permite usar empalmes a tope que cumplan con 12.16.4 del ACI para barras de columnas sometidas a esfuerzos de compresin con la condicin de que los empalmes estn escalonados o que se especifiquen barras adicionales en las zonas de empalme. Las barras que continan en cada cara de la columna deben tener una resistencia a la traccin, basada en fy , no menor que 0.25fy veces el rea del refuerzo vertical en esa cara. Empalmes de refuerzo electrosoldado de alambre corrugado a traccinLa longitud mnima del empalme por traslapo de refuerzo electrosoldado de alambre corrugado, medida entre los extremos de cada refuerzo electrosoldado individual, no debe ser menor que la mayor de 1.3ld y 200 mm, y la longitud de traslapo medida entre los alambres transversales ms alejados de cada refuerzo electrosoldado individual no debe ser menor que 50 mm, donde ld se calcula para desarrollar fy de acuerdo con 12.7. del ACI Los empalmes por traslapo de refuerzo electrosoldado de alambre corrugado, sin un alambre transversal dentro de la longitud del empalme por traslapo, se deben determinar de manera similar a los del alambre corrugado.Cuando se presenta un alambre liso en el refuerzo electrosoldado de alambre corrugado en la direccin del empalme por traslapo, o cuando se est empalmando por traslapo un refuerzo electrosoldado de alambre corrugado con un refuerzo electrosoldado de alambre liso, el refuerzo electrosoldado debe ser empalmado por traslapo de acuerdo con 12.19. del ACI

Las disposiciones de empalme para refuerzo electrosoldado de alambre corrugado se basan en los ensayos disponibles.12.26 del ACIVase la siguiente figura. Si no hay alambres transversales dentro de la longitud de empalme por traslapo, se pueden aplicar las disposiciones para alambre corrugado.

Empalmes por traslapo en refuerzo electrosoldado de alambre corrugado

Empalmes de refuerzo electrosoldado de alambre liso a traccin

La longitud mnima de empalmes por traslapo de refuerzo electrosoldado de alambre liso debe cumplir con 12.19.1 y 12.19.2 del ACI Donde As suministrada es menor que 2 veces la requerida por el anlisis en la zona del empalme, la longitud del traslapo, medida entre los alambres transversales ms alejados de cada refuerzo electrosoldado individual, no debe ser menor que el mayor de un espaciamiento de los alambres transversales ms 50 mm, 1.5ld , y 150 mm. ld se calcularse de acuerdo con 12.8 para desarrollar fy .Donde As suministrada es por lo menos el doble de la requerida por anlisis en la ubicacin del empalme, la longitud del traslapo, medida entre los alambres transversales ms alejados de cada hoja de refuerzo electrosoldado, no debe ser menor que la mayor de 1.5ld y 50 mm. ld debe calcularse de acuerdo con 12.8 para desarrollar fy .La resistencia de los empalmes por traslapo de refuerzo electrosoldado de alambre liso depende fundamentalmente del anclaje obtenido en los alambres transversales y no de la longitud del alambre en el empalme. Por esta razn, se especifica el empalme en trminos de superposicin de los alambres transversales y no en dimetros del alambre o en milmetros. El requisito de longitud traslapada adicional de 50 mm tiene el objeto de asegurar la superposicin de los alambres transversales y proporcionar espacio para la compactacin satisfactoria del concreto entre stos. La investigacin ha demostrado que se requiere una mayor longitud de traslapo cuando se empalma un refuerzo electrosoldado de alambres de dimetro grande con poca separacin, y como consecuencia, se proporcionan requisitos de longitud adicional del empalme para estos refuerzos electrosoldados, adems de un mnimo adicional absoluto de 150 mm. La longitud de desarrollo ld , es la calculada de acuerdo con las disposiciones de 12.8, sin tomar en consideracin el mnimo de 150 mm. Los requisitos para el empalme se ilustran en la figura siguiente. Empalmes por traslapo en refuerzo electrosoldado de alambre liso

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