MONOGRAFIA TRASLAPE ANCLAGE

Carrera Profesional: Ingeniería Civil

Curso: Concreto armado I

INDICE

INTRODUCCION 2

CAPITULO I 3

EMPALMES POR TRASLAPES 3

1. CONCEPTUALIZACIÓN.- 3

2. COMO TRABAJA ESTRUCTURALMENTE EL EMPALME POR TRASLAPE. 3

3. LONGITUD DE EMPALME.- 5

3.1. LONGITUD DE EMPALME EN COLUMNAS: 5

3.2. LONGITUD DE EMPALME EN VIGAS: 7

CAPITULO II 8

ANCLAJES 8

1. CONCEPTUALIZACIÓN.- 8

2. COMO TRABAJA UN ANCLAJE DE REFUERZO. 9

3. FACTORES QUE AFECTAN EL ANCLAJE.- 10



INTRODUCCION

Desde que empezó a usarse el concreto reforzado, los empalmes de traslape han sido el método aceptado para unir las varillas. Desde el punto de vista funcional, los empalmes se han comportado adecuadamente con varillas de tamaño pequeño, límites de tensión relativamente bajos, y cuando los edificios raramente exceden 15 pisos. Actualmente, los edificios de concreto reforzado están alcanzando cada vez mayores alturas hacia el cielo.

Cuando instalamos las armaduras de acero en una obra, debido a diferentes razones constructivas o estructurales, nos vemos en la necesidad de unir diferentes segmentos de varillas de construcción. A estas uniones se les denomina "empalmes".

Así como en la Norma Técnica de Edificaciones E-060 (Concreto Armado ), del Reglamento Nacional de Edificaciones, así como también el American Concrete Institute (A.C.I), consideran tres tipos de empalme para el refuerzo de las estructuras de concreto armado: por traslape, por soldadura, por uniones mecánicas. En el presente trabajo detallaremos el empalme por traslape.

Otro de los temas a tratar en el presente estudio son los anclajes que son elementos estructurales que van a trasferir las cargas aplicadas. Se explica de qué forma trabaja estructuralmente el anclaje así como los factores que pueden afectar a un mal funcionamiento.Estos dos temas ya que van a permitirle dar a la estructura de concreto armado, rigidez, estabilidad, resistencia, etc.



CAPITUO IEMPALMES POR TRASLAPES

1. CONCEPTUALIZACIÓN.-

Cubrir una cosa con otra. Cubrir parcialmente una cosa con otra.1

En principio las 2 varillas deben cruzarse una para que el acero transmita esfuerzos al hormigón por adherencia, y este último los restituya a la otra varilla, sin acumular esfuerzos elevados de tracción en el hormigón.2

Traslape o traslapar es cuando el largo de una varilla no es suficiente se unirá a otra.

En los empalmes traslapados, la fuerza de una barra se transfiere al concreto que la rodea por adherencia; y simultáneamente, por el mismo efecto, a la otra barra. La eficiencia de estos empalmes depende del desarrollo de la adherencia a lo largo de la superficie de las varillas, y de la capacidad del concreto para transferir los elevados esfuerzos cortantes que se generan.

2. COMO TRABAJA ESTRUCTURALMENTE EL EMPALME POR TRASLAPE.

Un empalme por traslape trabaja de la siguiente forma; la transferencia de esfuerzos de una barra a otra, se hace a través del concreto que rodea ambas barras. En cualquier parte de la longitud de empalme (le), la fuerza se transmite de una barra al concreto por adherencia y también

1 https://es.wiktionary.org/wiki/traslapar2 http://www.cicp-ec.com/pdf/hormigon05.pdf



por este mecanismo, simultáneamente, se transmite del concreto hacia la otra barra. Como se podrá comprender, dentro del concreto se generan tensiones muy elevadas y fuerzas que tienden a la falla por separación. En consecuencia, la eficiencia de un empalme por traslape, radica básicamente de que se pueda desarrollar eficazmente la adherencia entre la barra y el concreto, sin que éste se desintegre o se induzcan excesivas deformaciones.

Como se sabe, sólo se permite empalmes en zonas de mínimo esfuerzo, nunca en zonas de máximo esfuerzo, ni en aquellas donde pueden producirse articulaciones plásticas (o sea, donde hay momentos máximos de flexión); ni a distancias menores a 2 d de la cara de los apoyos (siendo "d" el peralte de las vigas).

Los refuerzos que se colocan en las estructuras de concreto no son siempre continuos, muchas veces se tienen que unir las barras para alcanzar la longitud necesaria.

Cuando actúa una fuerza, el traslape de las barras resistirá debido a que toda su longitud está embebida en concreto, es decir hay adherencia entre ambos materiales. Es necesaria una longitud mínima de traslape que asegure que lo anterior se cumpla, y por lo tanto, la estructura pueda resistir la fuerza que se le aplique.

Por la forma en que trabajan estos empalmes, pueden ser: a Tracción, o a Compresión.

Los empalmes a Tracción, generan compresión diagonal en el concreto ubicado entre varillas; por este motivo, es importante incorporar estribos que limiten el desarrollo de las grietas originadas por estos esfuerzos, y que aseguren una falla dúctil. Es importante hacer notar que el Reglamento Peruano, no exige estos estribos adicionales; su actual exigencia es similar al ACI-318-89, código que fue cambiado después de las malas experiencias detectadas en los terremotos de California, en Landers (1992, magnitud 7.3) y en Hector Mine (1999, magnitud 7.1). Los empalmes a Compresión, trabajan bajo condiciones más favorables, por lo que requieren de una menor longitud. La causa principal de falla de estos empalmes se da por el aplastamiento del concreto en el extremo de la varilla, sobre todo cuando éstas son de gran diámetro.

El código del ACI recomienda no usar empalmes traslapados para varillas mayores a la de 1 3/8" (ACI -12.14.2.1)



A continuación se presenta un cuadro comparativo del cálculo de las longitudes de empalmes traslapados, de acuerdo al Reglamento Americano ACI-318-08, y al Reglamento Peruano E-060-2001 para Concretos de f'c= 210 y 280 kg/cm2.

En todos los casos, podemos ver que las longitudes de empalme que exige el Reglamento Americano son mucho mayores que las del Reglamento Peruano.

3. LONGITUD DE EMPALME.-

Variará de acuerdo con el diámetro de la barra, de laubicación del empalme, de la resistencia del concreto y del tipo de elemento (columna o viga). Estas longitudes son dimensiones mínimas que deben cumplirse, pudiendo ser mayores.

3.1. LONGITUD DE EMPALME EN COLUMNAS:

Cuando se empalma una columna, lo ideal es hacerlo en los dos tercios centrales (empalme A). Sin embargo, a veces se empalman en la parte inferior de la columna (empalme B y C), lo que no es recomendable ya que debilita esa sección. En el caso que se hagan los empalmes B ó C, la longitud de empalme deberá aumentar.

A continuación se detallan cada uno de estos casos:

a. Empalme A: Las barras se empalman en los dos tercios centrales de la columna y alternadas. Este caso es el más recomendable.



b. Empalme B: Las barras se empalmanalternadas en la parte inferior de la columna. Al realizar este tipo de empalme, se debe aumentar la longitud del empalme tipo A en 30%.

c. Empalme C: Las barras se empalmansin alternar en la parte inferior de lacolumna. Al realizar este tipo de empalme, se debe aumentar la longituddel empalme tipo A en 70%.



3.2. LONGITUD DE EMPALME EN VIGAS:

El acero superior debe empalmarse en el centro de la viga; y los inferiores, cerca de los extremos. En el caso de usar los empalmes tipo B ó C, se debe aumentar la longitud del empalme obtenida para el tipo A en un 30% y 70% respectivamente.



CAPITULO IIANCLAJES

1. CONCEPTUALIZACIÓN.- Elemento de acero colocado antes vaciado de concreto o en concreto endurecido para trasferir las cargas aplicadas. Se consideran anclajes: pernos con cabeza, pernos con ganchos.

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 [ACI 12.1]. Las alternativas utilizadas son:

Anclaje por desarrollo de la longitud de la varilla dentro del hormigón.

Ganchos de anclaje dentro del hormigón en el extremo de la varilla.

Anclaje mecánico de la varilla a través de dispositivos especiales.



2. COMO TRABAJA UN ANCLAJE DE REFUERZO.

La fuerza de tensión o compresión que actúa en el acero de refuerzo en toda sección debe desarrollarse a cada lado de la sección considerada por medio de adherencia en una longitud suficiente de barra.

Barras rectas a tensión.-La longitud de desarrollo, Ld, en la cual se considera que una barra de tensión se ancla de modo que alcance su esfuerzo especificado de fluencia, será la requerida para concreto reforzado.

Barras a tensión con dobleces a 90 ó 180 gradosLa revisión del anclaje de barras a tensión con dobleces a 90 ó 180 grados se hará siguiendo lo indicado para concreto reforzado.

Refuerzo horizontal en juntas de morteroEl refuerzo horizontal colocado en juntas de mortero (5.4.3 y 6.4.3) deberá ser continuo a lo largo del muro, entre dos castillos si se trata de mampostería confinada, o entre dos celdas rellenas y reforzadas con barras verticales en muros reforzados interiormente. Si se requiere, se podrán anclar dos o más barras o alambres en el mismo castillo o celda que refuercen muros colineales o transversales. No se admitirá el traslape de alambres o barras de refuerzo horizontal en ningún tramo.

El refuerzo horizontal deberá anclarse en los castillos, ya sea exteriores o interiores, o en las celdas rellenas reforzadas (fig. 3.10). Se deberá anclar mediante dobleces a 90 grados colocados dentro de los castillos o celdas. El doblez del gancho se colocará verticalmente dentro del castillo o celda rellena lo más alejado posible de la cara del castillo o de la pared de la celda rellena en contacto con la mampostería. Si la carga axial de diseño, Pu, que obra sobre el muro es de tensión o nula, la longitud de anclaje deberá satisfacer lo señalado en las Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto. Para fines de revisar la longitud de desarrollo, la sección crítica



será la cara del castillo o la pared de la celda rellena en contacto con la mampostería.

3. FACTORES QUE AFECTAN EL ANCLAJE.-

El mecanismo de refuerzo.- existen tres mecanismos de adherencia entre el refuerzo y el acero circundante; adherencia química, fricción y acuñamiento o apoyo directo de las corrugaciones de las barras de acero. Este último mecanismo es el más importante de todos.Las corrugaciones hacen que el refuerzo en tracción empuje al concreto hacia afuera. Eventualmente la falla por anclaje se produce en el mayor de los casos debido a la falla por tracción del concreto.

a. Resistencia a la tracción del concreto.-Se la falla por anclaje se produce por una falla a tracción del concreto es obvio que su resistencia se influyente.

b. Refuerzo transversal.- el refuerzo transversal asume las tracciones de concreto, controla el agrietamiento y aumenta la calidad del anclaje.

c. Exceso de refuerzo.- cuando hay exceso de refuerzo en el acero colocado se necesita menos anclaje para cada barra individual.



d. Recubrimiento.- el recubrimiento es la distancia medida desde las barras de refuerzo hasta las caras externas de los elementos d concreto armado. Esto influye en el anclaje debido a que a mayor recubrimiento, hay más concreto circundante que resista el efecto de acuñamiento causado por las corrugaciones del refuerzo.

4. LONGITUD DE DESARROLLO.-Es la longitud que se requiere embeber a una varilla de acero dentro del hormigón, para alcanzar los esfuerzos especificados en el diseño (generalmente Fy).

4.1. Factores que Influyen en la Longitud de Desarrollo: Los siguientes factores principales afectan directamente a la longitud de desarrollo de las varillas de acero en el hormigón armado:

Esfuerzo de Fluencia: Mientras mayor sea el esfuerzo de fluencia, se requerirá proporcionalmente una mayor longitud de desarrollo.

Sección Transversal: Cuanto mayor sea la sección transversal de la varilla, desarrollará una mayor fuerza, y se necesitará proporcionalmente una mayor longitud de desarrollo.

Perímetro de la Varilla: Mientras mayor sea el perímetro de la varilla, existirá una mayor superficie de hormigón en la que se desarrolle adherencia, por lo que se requerirá proporcionalidad inversa con la longitud de desarrollo.

Resistencia del Hormigón: Cuanto mayor sea la resistencia a tracción del hormigón se podrán desarrollar esfuerzos más altos de adherencia, por lo que existirá proporcionalidad inversa con la longitud de desarrollo.

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