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APUNTES DE CONSTRUCCIONES I Ing° L. Vladimir Apaza CanazaCAPITULO 00 CONCRETO ARMADO ACERO 5
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
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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.
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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.
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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
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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.
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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
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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
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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.
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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.
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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
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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.
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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
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r = 5 cm
Recubrimiento mínimodel Refuerzo
r=recubrimiento
5 cm
5 cm
Concreto en contacto con elsuelo o expuesto al ambiente
r = 5 cm
Recubrimiento mínimodel Refuerzo
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.
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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
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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.