gabillas corrugadas

Armors - Boughrara Abderrahman

http://www.aiu.edu/publications/student/spanish/180-207/armors.html[23/06/2014 10:25:06]

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Author: Boughrara AbderrahmanTitle: Armors

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Tabla de contenidos

IntroduccinGeneralidadesBarras lisas de acero ordinarioBarras de adherencia mejoradaTipos de aceros de alta resistenciaCaractersticas de los aceros de alta resistenciaSoldadura de acerosComportamiento a la fatiga de los acerosMallas metlicas electrosoldadasCapacidad mecnica de las armadurasCuestionario et ejemplos prcticos de autocomprobacinNotacin y unidadesConclusiones y opinionesBibligrafa



Cuestionario et ejemplos prcticos de revisin (examen)Respuestas al cuestionario et ejemplos prcticos de revisin (examen)Aportaciones al acervo cultural humano

Introduccin

Todos los hormigones armados son construidos con hormigones y armaduras, estas ltimas son las que constituyen los elementos fundamentales estructurales delos soportes de una construccin. Las armaduras que se utilizan en el hormign armado son barras longitudinales que trabajan a esfuerzos de traccin, cuandootros esfuerzos exteriores actan sobre los elementos de las superestructuras de la construccin. Las caractersticas ms importantes de las armaduras sonaquellas que se conocen con el nombre de mecnicas, geomtricas y de adherencia. Las armaduras generalmente utilizadas en hormign armado son clasificadasen tres: 1.barras lisas de matiz suave, semiduro y duro, 2.barras de alta adherencia (corrugadas) de matiz, semiduro y duro, 3.mallas electrosoldadas. Losmdulos de deformacin y lmites de elasticidad son tambin de grande inters y grande utilidad para los clculos de deformaciones y tensiones. Los ensayos detraccin de la armadura hasta su rotura, se comprueban en el laboratorio, para determinar la resistencia, los alargamientos de rotura y las aptitudes al doblado.Son tambin tiles y de gran importancia para la hiptesis de los clculos de hormign armado.

Generalidades

Las armaduras empleadas en hormign armado son, generalmente, barras lisas de acero ordinario, barras corrugadas de acero de alta resistencia y mallaselectrosoldadas. Aparte del tipo de acero, interesa tener en cuenta sus caractersticas geomtricas, mecnicas y de adherencia que se comentan a continuacin.

CARACTERISTICAS GEOMETRICAS

De acuerdo con las Recomendaciones Internacionales del American Concrete Institute (ACI), y sus homlogos Comit Europeo del Hormign (CEB) y la FederacinInternacional del hormign Pretensado (FIP) y la International Standard Organisation (ISO), las barras empleadas en hormign armada deben ajustarse a lasiguiente serie de dimetros nominales, expresados en milmetros:

5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25, 32, 40 mm

Esta serie tiene la ventaja de que las barras correspondientes se diferencian fcilmente unas de otras a simple vista, lo que evita confusiones en obra. Adems, laseccin de cada una de estas barras equivale aproximadamente a la suma de las secciones de los dos redondos inmediatamente precedentes, lo cual facilita lasdistintas combinaciones de uso.

Las barras deben suministrarse sin grietas, sopladuras ni mermas de seccin superiores al 5 por 100. La determinacin de la seccin real de una barra no esinmediata en los aceros corrugados, ya que su dimetro vara de unas zonas a otras a causa de los resaltos o corrugaciones. Se utiliza entonces el concepto deseccin media equivalente, definido a travs del peso de la barra:

CARACTERISTICAS MECANICAS

Las caractersticas mecnicas ms importantes para la definicin de un acero son: el lmite elstico, La resistencia, el alargamiento de rotura y la aptitud aldoblado. Las dos primeras califican al acero desde el punto de vista resistente y las dos ltimas cuantifican sus cualidades plsticas. Ambos grupos de propiedadesson necesarios y se contraponen entre si, por lo que el resultado final obtenido durante el proceso de fabricacin es siempre una solucin de compromiso. Las tresprimeras caractersticas mencionadas se determinan mediante el ensayo de traccin, que consiste en someter una barra bruta, sin mecanizar, a un esfuerzo axilde traccin hasta su rotura. La aptitud al doblado se determina a travs ensayos prcticos en laboratorio

Resistencia o carga unitaria de rotura.



Es la mxima fuerza de traccin que soporta la barra, cuando se inicia la rotura, dividida por el rea de la seccin inicial de la probeta. Se expresa enKg/cm2. Se denomina tambin, ms precisamente, carga unitaria mxima a traccin.Limite elsticoEs la mxima tensin que puede soportar el material sin que se produzcan deformaciones plsticas o remanentes. Segn el tipo de acero, puede tratarse delmite elstico aparente o de lmite elstico convencional. Se expresa en Kg/cm2.Alargamiento de rotura.Es el incremento de longitud de la probeta correspondiente a la rotura, expresado en tanto por ciento:

En donde lo y l1, son, respetivamente, las longitudes inicial y final de la base de medida marcada sobre la probeta. Cuando la base de medida estacentrada en la probeta, incluyendo la zona de estriccin, se determina el alargamiento concentrado de rotura o simplemente alargamiento de rotura.Cuando, por el contrario, la zona de rotura no esta incluida en la base, se trata del alargamiento repartido de rotura, cuyo valor es ms pequeo que elanterior. En ambos casos se trata de alargamientos remanentes, es decir, medidos despus de retirada la carga y no bajo esta.El alargamiento de rotura vara con la longitud inicial de la base de medida. El valor ms comnmente adoptado para esta longitud es el de cinco dimetros.Ensayo de doblado.Tiene por objeto comprobar la plasticidad del acero, necesaria para prevenir roturas frgiles durante las manipulaciones de ferralla y transporte. Elfenmeno de rotura frgil, es decir, sin absorcin importante de energa, se presenta cuando el acero se ve sometido a tensiones multidireccionalesaplicadas rpidamente. El riesgo es tanto mayor cuanto mas baja es la temperatura ambiente. Por esta causa suelen presentarse roturas en ganchos ypatillas cuando las barras experimentan impactos, como es el caso durante la descarga de redondos ya preparados de ferralla si la maniobra se realiza conpoco cuidado.Se establece el ensayo de doblado simple a 180, efectuado a 20C de temperatura, sobre un mandril cuyo dimetro vara con el tipo de acero y eldimetro de la barra (Fig.1)

Figura 1

El ensayo se considera satisfactorio si durante el mismo no han aparecido grietas o pelos en la zona curva de la barra. Ms severo que este es el ensayo dedoblado - desdoblado a 90 que se efecta sobre un mandril de dimetro doble que en el caso de doblado simple. Como en las obras se presenta a vecesla necesidad de doblar y desdoblar barras (por ejemplo, cuando el proceso de ejecucin obliga a dejar armaduras en espera) este ensayo cobra graninters. El ensayo de doblado no debe confundirse con el de plegado, el cual se efecta con maniobra brusca de fuerte impacto y se utiliza exclusivamentepara chapas y productos anlogos.

CARACTERISTICAS DE ADHERENCIA

El problema de asignar a una barra de acero un nmero que exprese sus caractersticas de adherencia con el hormign, ha originado gran cantidad de estudiosterico-experimentales, sin que hasta la fecha pueda decirse que se haya resuelto definitivamente. Existen diversos mtodos de ensayo en uso y esta multiplicidadde soluciones es la mejor prueba de que ninguno es completamente satisfactorio.En general, siempre que entra en juego la resistencia del hormign a la traccin o al cizallamiento, resulta difcil cuantificar los fenmenos y reflejarlos en formulasprecisas. Dos buenos ejemplos son los de adherencia y fisuracin, cuyo tratamiento en el clculo es bastante aleatorio, y con frecuencia, escasamente aproximado.

El ms tradicional es el ensayo simple de arrancamiento (pull-out test), en el que se mide la fuerza necesaria para arrancar, el redondo objeto de ensayo,de una probeta de hormign en que ha sido embebido previamente. Al dividir dicha fuerza por la superficie adherente se obtiene la tensin media deadherencia del acero.

Este ensayo no reproduce las condiciones reales de solicitacin de las barras en las piezas de hormign, proporcionando resultados excesivamente



optimistas, a causa de un electo parsito de zuncho que se produce en el extremo de la barra.El ensayo de arrancamiento modificado difiere del anterior en que, en este, la longitud de adherencia de la barra se limita a 10 , para lo cual seintroducen dos manguitos de plstico en ambos extremos de la barra, que anulan la adherencia en esas zonas. Se elimina as, deparndose de losextremos, la perturbacin debida al efecto de zuncho.

En algunas normas, este ensayo se emplea de forma comparativa, tomando como testigo una barra lisa de acero ordinario del mismo dimetro que lacorrugada. Esta ltima se considera como de alta adherencia cuando su fuerza de arrancamiento supera, en un 80 por 100 por lo menos, a lacorrespondiente a la barra lisa de igual dimetro. El inconveniente quo presenta este ensayo es que las dispersiones de resultados son relativamentegrandes, debido a las inevitables diferencias existentes en la superficie de las barras lisas que se toman como testigo.En los laboratorios, se ensayan comparativamente hasta nueve mtodos diferentes, de tipo arrancamiento, de tipo traccin y de tipo flexin, sin llegar aresultados claramente definitivos. Esta variedad da una idea del estado de que habr ms de un coeficiente que se tendr que considerar.

De los ensayos parece deducirse quo los aceros corrugados pueden clasificarse en dos grupos, desde el punto de vista de la adherencia, a los quacorresponden coeficientes del orden de 1.4 y 2,0, respectivamente, con respecto al acero liso (coeficiente 1). Al primer grupo pertenecen los aceros dedibujo helicoidal simple y, al segundo, los de resaltos transversales combinados con nervios longitudinales rectos o helicoidales.

Recientemente ha cristalizado un acuerdo internacional respecto a un mtodo desarrollado por beam-test norteamericano de ensayo de adherencia porflexin. El mtodo, ha sido adoptado por la RILEM, el CEB y la FIP. La probeta consiste en dos medias viguetas de hormign armadas con un redondopasante, que es la barra objeto de ensayo, y unidas par una rtula metlica en la zona de compresin. La barra normalmente va provista de manguitos deplstico que dejan, en cada semiviga, una longitud adherente de 10 . Con esta disposicin se obtienen tres ventajas importantes: se anula el efecto localde apoyos; se conoce con precisin la tensin en la armadura, al conocer exactamente el brazo del par interno; y se obtienen dos resultados por ensayo.

Barras lisas de acero ordinario

El acero ordinario es de bajo contenido en carbn, (del orden del 0,1 por 100). Su proceso de fabricacin se efecta a partir de lingotes o semiproductosidentificados por coladas o lotes, de materia prima homognea y controlada.

El diagrama tensin - deformacin de los aceros ordinarios (fig. 2) consta de un primer tramo rectilneo OP cuya pendiente es 2.100.000 Kg/cm2 (modulo deelasticidad). Este punto marca el fin do validez de la ley de Hooke, es decir, de la proporcionalidad entre tensiones y de formaciones.



Figura 2

Viene luego una pequea paste curva ascendente, PC, que termina en un punto llamado limite de elasticidad, a partir del cual comienzan a existir deformacionesremanentes. Es tan pequea esta zona del diagrama que se supone inexistente, hacindose coincidir los puntos P y C. Con ello, se identifican el tramo elstico y larecta de Hooke. Aparece despus una zona CD de grandes alargamientos a tensin prcticamente constante, es decir, un escaln horizontal (escaln deplasticidad o de cadencia) a la altura del lmite elstico aparente fy. El escaln de cadencia llega hasta una deformacin del orden del 2 por 100 o mayor y, a partirde ah, el diagrama se incurva en forma creciente, con grandes alargamientos, hasta llegar a una tensin mxima o tensin de rotura que se presenta con alarga-mientos del orden del 25 por 100.

Es en este momento cuando aparece la estriccin en las probetas de ensayo.Mas all de este valor continua el diagrama con valores decrecientes, hasta un valor final llamado tensin ultima (o mejor, cargo unitaria ultima), al quecorresponde la rotura fsica de la probeta de ensayo, con separacin en dos trozos. La rama descendente corresponde al intervalo comprendido entre el comienzode la estriccin y la rotura de la probeta.

En caso de duda se considera como limite elstico la tensin = f 0,2 que produce una deformacin remanente del 0,2 por 100 (fig.3); y como limite deproporcionalidad, la tensin que produce una deformacin remanente de



Definicin del lmite elstico convencional

Pero en los clculos de hormign armado, suele adoptarse para el acero ordinario un diagrama tensin deformacin, simplificado (fig.4) compuesto de dossegmentos rectilneos, uno OA que corresponde al modulo de elasticidad constante:

, y el otro AB paralelo al eje de deformaciones, cuya ordenada corresponde al limite elstico fy. El empleo del acero ordinario enhormign armado esta siendo desplazado cada vez ms por el de acero de alta resistencia, que presenta sobre el anterior, ventajas de ndole tcnica yeconmica. El acero ordinario se reserva casi exclusivamente para aquellos casos en los que se requiere gran facilidad de doblado (ciertas barras en espera) o seprecisa una superficie lisa no adherente (por ejemplo, pasadores en grasados entre losas de pavimentos).

Figura 4

Barras de adherencia mejorada

Los aceros de alta resistencia nacen de la idea de elevar el limite elstico del acero ordinario, ganando resistencia, a igualdad de peso, en mayor proporcin de loque aumenta el coste de fabricacin.

Al aumentar la tensin de trabajo del acero se incrementa la amplitud de la fisuracin en el hormign. Para conseguir que ello se efecte a costa del nmero defisuras y no de su ancho que es, lo peligroso, es necesario aumentar la adherencia entre las barras y el hormign. Por ello, la idea de alto lmite elstico va unida



siempre a la idea de adherencia mejorada.

Las barras de adherencia mejorada o barras corrugadas estn normalizadas en las Recomendaciones Internacionales (ACI), y (CEB).

Se estudian a continuacin los distintos tipos de aceros de alta resistencia; sus caractersticas geomtricas, adherentes y mecnicas; su soldabilidad y sucomportamiento a la fatiga.

Tipos de aceros de alta resistencia

La elevacin del lmite elstico se puede conseguir por dos procedimientos distintos: mediante una adecuada composicin qumica del acero o mediantetratamientos fsicos posteriores a la laminacin.

En el primer caso se eleva la proporcin de carbono, lo que aumenta las resistencias, la vez que se aaden cantidades pequeas de otros elementos,fundamentalmente manganeso y silicio. La fabricacin se efecta en horno elctrico. Se obtienen as los llamados aceros de dureza natural, que se laminan encaliente igual que los ordinarios, pero imprimindoles en los cilindros de laminacin unos resaltos o corrugaciones para mejorar su adherencia. En el segundo case,se estiran y retuercen en frio barras de acero ordinario, o de acero de dureza natural, controlando cuidadosamente las variables del proceso. Este trabajomecnico produce una elevacin de las caractersticas resistentes (lmite elstico y tensin de rotura) y una disminucin de las plsticas (alargamiento y aptitud aldoblado). Se obtienen as los aceros endurecidos por deformacin en frio. La diferencia entre ambos tipos se pone de manifiesto en el diagrama tensin -deformacin. Los aceros de dureza natural conservan el escaln de cadencia, tanto ms corto cuanto ms resistentes son; los endurecidos en Frio pierden dichoescaln, mostrando un diagrama curvilneo continuamente creciente hasta rotura (fig.5). Por ello no puede hablarse en este caso de limite elstico aparente,adoptndose como limite elstico convencional (fig. 3), la tensin que produce una deformacin remanente de 0,002 (0,2 por 100).



Figura 5

Algunos aceros de buena adherencia y doblado de una barra soldada



Caractersticas de los aceros de alta resistencia

A las caractersticas generales incluidas en el apartado 8.1 pueden aadirse las particulares que a continuacin se indican.

CARACTERISTICAS GEOMETRICAS Y ADHERENTES

Al no ser constante ni circular la seccin recta de barras corrugadas, se define como dimetro medio equivalente el que corresponde a un cilindro de revolucin depeso especifico 7,85 kg/dm3 y del mismo peso por metro lineal que la barra corrugada. Los valores equivalentes del dimetro y la seccin se calculan mediante lasformulas:

Dimetro medio equivalente:

Seccin media equivalente:

Con en mm, A en cm2 y g, peso unitario de la barra, en kg/m.



Los valores medios equivalentes deben coincidir con los nominales, que son aquellos respectos a los cuales se establecen las tolerancias de suministro. En la tabla1 figuran dichos valores nominales.

La forma de corrugado viene definida por una serie de parmetros, tales como: altura de los resaltos, separacin entre ellos o paso de hlice, anchura de loscordones longitudinales si los hay, etc. En general, suelen cumplirse las condiciones siguientes:

Altura de resalto 0,05 Anchura del resalto 0,1 Separacin longitudinal de resaltos.. 1,5 Anchura de nervios longitudinales.... 0,1

Siendo el dimetro de la barra.

Las caractersticas de adherencia son objeto, en Los Estados Unidos, en Europa y en el resto del mundo, de un certificado de homologacin que se otorga a losaceros que cumplen la condicin de alta adherencia. La posesin de este certificado es obligatoria para los fabricantes de aceros corrugados, segn las normativasy Recomendaciones Internacionales.

CARACTERISTICAS MECANICAS

Las caractersticas mecnicas de las barras corrugadas, de acuerdo con las normas Internacionales son las indicadas en la tabla 2.



El alargamiento y el cociente fs/fy entre la carga unitaria de rotura y el lmite elstico, estn relacionados con la capacidad de aviso y la reserva deresistencia que presenta el acero en las proximidades de la rotura. Por ello se acotan ambos inferiormente (tabla 2).Los aceros de dureza natural presentan, para ambas caractersticas, valores ms altos que los deformados en frio, porque el proceso de fabricacin de estosltimos disminuye su alargamiento y aproxima entre si los valores fy y fs.El establecimiento del lmite ms conveniente para la relacin fs/fy; es objeto de debate entre los especialistas. Los partidarios de admitir un limite bajoaducen, en favor de su tesis, la capacidad de aviso que se ha obtenido en numerosos ensayos efectuados con aceros de baja relacin fs/fy. Frente a ellos,numerosos proyectistas subrayan la conveniencia de que las Normas de Hormign Armado estimulen a los fabricantes para que eleven el cociente fs/fy desus aceros, estimando que dicho valor est relacionado con la seguridad real de las estructuras.

Se relaciona con este punto el valor prescrito para el lmite elstico de clculo del acero, que las Norma Internacionales de hormign fijan como el ms pequeode los dos siguientes:



Limite elstico fy, dividido por 1,10.Carga unitaria de rotura fs, dividida por 1,30.

Al ser 130 =1,10 x 1.18, eso significa que si el limite elstico es mayor de fs /1,18 no se puede considerar en el calculo el exceso sobre dicho cociente.

A efectos de su tratamiento en el calculo, el diagrama tensin - deformacin simplificado que se emplea para los aceros de dureza natural es el mismobirrectilineo adoptado para los aceros ordinarios (fie. 4). Para los aceros endurecidos por deformacin en Frio, el ACI y CEB recomiendan el formado por larecta de Hooke y una parte curva, de acuerdo con las ecuaciones siguientes:

Estas ecuaciones, aptas para el computador, definen el diagrama de la (fig.6) y permiten un tratamiento general de este tipo de acero en el clculo.Naturalmente, cuando se trata de una marca determinada, siempre se puede emplear el diagrama garantizado por el fabricante.

Conviene sealar que los aceros endurecidos por deformacin en frio mejoran sus caractersticas resistentes con el tiempo (envejecimiento), hasta transcurridasdos o tres semanas de su fabricacin. El lmite elstico y la carga de rotura pueden aumentar en un 10 al 15 por 100, mientras que el alargamiento de roturapuede disminuir en la misma proporcin. Por esta causa recomiendan las normas que, antes de efectuar los ensayos mecnicos de estos tipos de armaduras, sesometan las barras a un envejecimiento artificial, calentndolas a 250 C durante media hora o, simplemente,Hirvindolas en agua durante una hora. La forma de suministro de los aceros, sean naturales o deformados en frio, influye tambin en sus caractersticasmecnicas. Los dimetros medios y grandes, que se suministran en barras, no experimentan alteracin de sus caractersticas de origen. En cambio, los dimetroslinos pueden verse alterados por efecto del enrollamiento, con disminucin de su limite elstico y carga de rotura.

La preparacin de probetas de ensayo obtenidas de rollos debe ser especialmente cuidadosa, para no introducir durante el enderezamiento tensiones parasitas. Laoperacin debe efectuarse suavemente, con utillaje de madera y no metlico.

Figure 6



Soldadura de aceros

En los aceros de dureza natural, la aptitud al soldeo depende de su composicin qumica. Normalmente, los de uso comn poseen las caractersticas necesarias(contenidos en azufre, fosforo, carbono y silicio por debajo de ciertos limites) para ser saldables. El problema es diferente en los aceros endurecidos pordeformacin en frio, ya que un calentamiento prolongado de los mismos puede provocar la perdida de las caractersticas resistentes que ganaron en el proceso dedeformacin. Esta circunstancia, que origina el que sea prohibitivo doblar en caliente estos aceros, a trajo en principio recelos acerca de la soldabilidad de losaceros deformados en frio.

Posteriormente, la realizacin de gran nmero de ensayos ha demostrado que el tiempo de exposicin a cada temperatura de soldeo es inferior al necesario paraque se vea afectado el acero en sus caractersticas resistentes.

Para calificar de soldable un acero para hormign armado, se efectan ensayos de traccin y de doblado. El de traccin se realiza sobre tres probetas de unamisma barra, una de ellas soldada y las otras dos sin soldadura, determinndose los diagramas carga unitaria-alargamiento y la carga total de rotura. Debencumplirse las dos condiciones siguientes:

La carga total de rotura de la probeta soldada no presenta una disminucin superior al 5 por 100 de la carga total de rotura media de las otras dosprobetas, ni es inferior a la carga de rotura garantizada.Al comparar el diagrama carga unitaria-alargamiento de la probeta soldada con el ms favorable de los dos correspondientes a las probetas testigo, ningnpunto del primero aparece por debajo del 95 por 100 del valor correspondiente en el Segundo.

En cuanto al ensayo de doblado, se efecta el doblado simple de tres probetas soldadas sobre mandril de dimetro igual al que corresponde en el ensayo dedoblado-desdoblado. (Apartado 8.2 y tabla 3) debiendo obtenerse resultados satisfactorios.

La aptitud al soldeo de un acero, natural o deformado en frio, puede ser objeto de ensayos de homologacin, en forma anloga a las caractersticas deadherencia.

METODOS DE SOLDEO

Para soldar barras en hormign armado se admiten tres mtodos de empalme:

a tope por resistencia elctrica, segn el mtodo llamado por chispas, que incluye en su ciclo un periodo de forja;a tope al arco elctrico, achaflanando los extremos de las barras, ya solapo con cordones longitudinales, para barras de dimetro no superior a 25 mm.

El mtodo de soldeo a tope por resistencia elctrica es de ejecucin automtica. Las dos barras se cortan perpendicularmente a sus ejes y sedisponen en las dos mordazas de la maquina de soldar, la cual hace pasar por ellas una corriente elctrica de elevada potencia, automticamenteregulada en funcin del dimetro de las barras. El fuerte calentamiento provocado origina un principio de fusin en los extremos de las barras y, enese momento, las mordazas disparan una contra otra, juntando las barras con un golpe seco (forja) que provoca su unin intima. Toda la operacindura unos pocos segundos y no existe material de aportacin. Este mtodo puede utilizarse con cualquier tipo de acero y dimetro de barras,estando indicado en los casos en que se trata de empalmar en taller gran numero de ellas.El mtodo de soldeo a tope al arco elctrico utiliza el material de aportacin de un electrodo, cuyas caractersticas dependen del tipo de acero que sesuelda y del dimetro de las barras. Corresponde al fabricante del acero indicar el electrodo adecuado en cada caso. La preparacin de los extremos de las barras debe realizarse, siempre que sea posible, en forma simtrica (preparacin en X). Esto exige que sepuedan voltear las barras, para que el soldador acte en ambos lados de la X, depositando material alternativamente a uno y otro lado hastacompletar el relleno con un sobreespesor del orden del 10 al 20 por 100.Si no pueden voltearse las barras, la preparacin de extremos se realiza en V o en U. Esta forma asimtrica no es recomendable, especialmente condimetros grandes.El mtodo de soldadura a tope al arco elctrico debe preferirse cuando se trata de un pequeo nmero de empalmes. No conviene utilizar estemtodo con dimetros inferiores a 20 mm, especialmente en aceros deformados en frio, porque la concentracin de calor puede perjudicar la calidadde la unin.

El mtodo de soldeo a solapo con cordones longitudinales, emplea la misma tcnica del arco elctrico con electrodo y es el nico utilizable cuando no haylibertad de volteo de barras (empalmes sobre encofrado, armaduras en espera, etc.).



La longitud de los cordones no debe exceder de cinco veces el dimetro de las barras, para no concentrar un calor excesivo en las mismas. Si es necesaria mayorlongitud, debe dividirse sta en segmentos de 5 porque, adems de la razn apuntada, parece demostrado que con mayores longitudes no se produce untrabajo uniforme del cordn en todo su recorrido, al ser solicitado longitudinalmente.La longitud necesaria de los cordones puede calcularse con la hiptesis simple de que la transmisin a cortante de la soldadura debe igualar a la carga de roturade las barras empalmadas. Es prudente afectar del coeficiente 2/3 la resistencia terica a traccin del material de aportacin, as como contar con un excesoterico del 50 por 100, en previsin de posibles defectos de ejecucin.

De lo anterior y suponiendo un espesor de cordn de 0,2 , resulta la formula prctica:

Con los siguientes significados:

l = longitud necesaria; fs = tensin de rotura de la barra;fo = tensin de rotura del electrodo: = dimetro de la barra.

Como los valores de fs y fo suelen ser prximos, puede retenerse la idea de quo la longitud del cordn debe ser del orden de 10 veces el dimetro de la barra.

El procedimiento de empalme por solapo no debe emplearse con dimetros muy gruesos, porque entonces la disposicin de cordones resulta insuficiente paratransmitir la totalidad del esfuerzo. Las normas suelen establecer el lmite en = 25 mm, habindose obtenido buenos resultados con dimetros superiores ( =32 mm) a base de efectuar un relleno frontal complementario para evitar el cambio brusco de secesin y, con ello, el fenmeno de entalladura (fig. 7).

Figure 7

CONTROL DE SOLDADURAS

Tanto si se hacen en taller como en obra, debe ejercerse un control de las uniones soldadas, dada la responsabilidad que entraan. En primer lugar, lossoldadores deben ser operarios calificados que hayan superado las pruebas de aptitud especificadas en las normas.

Respecto a las soldaduras, deben realizarse ensayos de doblado sobre 3 probetas por cada 150 uniones realizadas, o por cada 50 en caso de control estricto. Si setrata de uniones por solapo, el ensayo de doblado se sustituye por el de traccin. Cuando en un ensayo de traccin se produce la rotura por la unin soldada,debe ensayarse de nuevo el trozo de barra remanente, para comprobar la tensin de rotura real del acero. Es muy aconsejable la inspeccin radiogrfica desoldaduras, que debe confiarse a un laboratorio especializado.

RECOMENDAC1ONES DE PROYECTO

De la experiencia y de la literatura especializada se entresacan las siguientes:

El nmero y position de las uniones soldadas deben figurar en los pianos. Conviene resear tambin el mtodo de soldeo.Las uniones soldadas deben proyectarse en zonas alejadas de fuertes tensiones, siempre que sea posible, y preferiblemente, prximas a las zonas demomento nulo.No es conveniente concentrar en una misma seccin ms del 20 por 100 de empalmes soldados respecto al total de barras.Las dos recomendaciones anteriores no son necesarias para barras que trabajen a compresin.No deben disponerse soldaduras en los codos, ngulos o zonas de trazado curvo de las armaduras. Conviene distanciar las soldaduras correspondientes a barras contiguas, en 20 dimetros para barras lisas y 10 dimetros para barras corrugadas.



Cuando no acten esfuerzos dinmicos, puede contarse con una capacidad resistente de la unin soldada igual a la de las barras, siempre que la ejecucineste sometida a control.Cuando puedan actuar esfuerzos dinmicos, es prudente contar tan solo con el 80 por 100 de la capacidad mecnica de las barras y extremar el control dela ejecucin.Las soldaduras por solapo deben rodearse de estribos adicionales para absorber las tensiones tangentes que aparecen en su entorno.

Comportamiento a la fatiga de los aceros

No se conoce a fondo el comportamiento de los aceros a la fatiga, es decir, a solicitaciones variables repetidas gran nmero de veces (del orden de un milln almenos) que provocan en el material variaciones de tensin entre dos valores extremos.

Las solicitaciones oscilantes (que hacen variar la tensin entre + y ) tienen menos importancia practica en hormign armado que las solicitacionesalternadas, que hacen variar la tensin entre y + . En cualquier caso, se llama endurancia o limite de fatiga al valor mximo de la carrera de tensiones tal que se puede repetir infinitas veces sin que se alcance la rotura del material. Normalmente y, a efectos prcticos, se denomina resistencia a la fatiga de unacero a la mayor carrera de tensiones que es capaz de soportar en 2 millones de ciclos sin romperse. La resistencia a la fatiga es funcin de la tensin inferiora, siendo tanto menor cuanto a mas prximo a cero es el valor de . Las estructuras que pueden verse sometidas a fatiga no son muy frecuentes, ciertos puentesde ferrocarril, cimentaciones de algunas maquinas oscilantes, ciertos puentes-gra o estructuras afines, obras martimas sujetas a la accin de las olas, algunoscasos de estructuras expuestas a viento. etc. En estos casos, las cargas variables pueden provocar fallos por fatiga, los cuales son siempre bruscos y sin posibilidadde deteccin previa. De la literatura especializada se entresacan a continuacin algunas ideas fundamentales que pueden ser tiles:

Las variables que mis influyen en el fenmeno son: la carrera de tensiones. , el valor inferior de la tensin c y las caractersticas gerenticas de las barras(forma del corrugado).La presencia de entalladuras, resaltos discontinuos y pintos singulares en general. hace disminuir la resistencia a fatiga, especialmente cuando su positioncoincide con la zona de barra sometida a tensin mxima.Las consideraciones de fatiga no son determinantes en el dimensionamiento de armaduras trabajando a traccin, cuando se emplean aceros de lmiteelstico inferior a 4.200 Kg/cm2Las consideraciones de fatiga no son determinantes en el dimensionamiento de armaduras trabajando a compresin, cuando se emplean aceros de lmiteelstico inferior a 5.000 Kg/cm2.Cuando la carrera de tensiones, se mantiene par debajo de los 1.500-1.800 Kg/cm2 no se presentan fallos por fatiga en aceros de hasta 5.000 kg/cm2de lmite elstico.

Mallas metlicas electrosoldadas

Un tipo de armaduras de gran inters para su reempleo en elementos de hormign armado de tipo superficial son las mallas de acero electrosoldado (fig. 8).Las mallas se componen de dos sistemas de alambres o barras paralelos, de acero estirado en frio, o trefilado, formando retculas ortogonales y unidas mediantesoldadura elctrica en sus puntos de contacto. Generalmente, el lmite elstico de los aceros es de 5.000 kg/cm2 y su carga de rotura mnima 5.500 kg/cm2:modernamente estn apareciendo tambin valores de 6.000 y 6.600 kg/cm2, respectivamente.

Las mallas se suministran en tmpanos o paneles de dimensiones tipificadas (en general. con longitudes de hasta 6 metros y anchuras del orden de 2 metros), obien en rollos cuando se trata de alambres de pequeo dimetro (menos de 4 o 5 mm). Bajo pedido, las casas fabricantes suelen servir tipos especiales. Ladistancia entre barras longitudinales, cuyo dimetro puede llegar a 12 mm, suele ser de 50, 75, 100, 150 o 200 mm. Las barras transversales van a distanciasvariables segn los tipos, de forma que la cuanta transversal resulta igual a la longitudinal, o a un medio, a un tercio, a un cuarto o a un quinto de la longitudinal.De esta forma se cubren las distintas necesidades de la prctica. Una condicin importante que deben cumplir las mallas es que la resistencia a esfuerzo cortantede cada nudo soldado (ensayo de despegue o en cruz) sea como mnimo igual al 35 por 100 de capacidad mecnica real (no minorada) del alambre o barralongitudinal, es decir, del mas grueso de los dos que se sueldan.

Las ventajas que pueden obtenerse con el empleo de mallas electrosoldadas son: fcil colocacin en obra, ahorro de trabajo de ferralla, buen anclaje debido a lapresencia de la armadura transversal, supresin de ganchos, etc.

El empleo de mallas electrosoldadas esta especialmente indicado en losas, forjados, depsitos, muros, zapatas, etc., y, en general, en elementos superficiales querequieren armaduras repartidas de pequeo dimetro.



Figure 8

Capacidad mecnica de las armaduras

Con objeto de facilitar el proyecto y clculo de las secciones de hormign armado, que ms adelante se desarrolla, se incluyen en este apartado unas tablas conlas capacidades mecnicas de las armaduras.

Se llama capacidad mecnica U de una armadura al producto del rea de su seccin por su resistencia de clculo, es decir:

Las tablas de las capacidades mecnicas se han realizado para los aceros de limites elsticos fyk = 2.200; 2.400; 4.000: 4.200; 4.500; 4.600; 4.800 y 5.000kg/cm2 (equivalentes a 220; 240; 400; 420; 450; 460; 480 y 500 N/mm2). El coeficiente de minoracin ys con el que se ha calculado es ys = 1,15.

Se debe tenerse en cuenta que, para las armaduras comprimidas, se considera el mismo limite elstico de traccin, con la limitacin fyd 4.200 kg/cm2. Por estacausa se ha incluido tambin una tabla (tabla 7.13) de capacidades mecnicas para las armaduras de limite elstico fyk 4.800 kg/em2, que trabajen acompresin.

Por ultimo, las tablas de capacidades mecnicas pueden utilizarse para otros coeficientes de minoracin distintos de 1,15, aumentando o disminuyendo, segncorresponda, en un 5 por 100 el valor dado por la tabla cuando se trabaje con ys= 1,10 o con ys = 1,20.



Cuestionario et ejemplos prcticos de autocomprobacin

Cuestin 1 Sabiendo que la utilizacin de las armaduras es necesaria para cualquier tipo de construcciones en hormign armado, y constituyen una de lasque se conocen con el nombre de caractersticas geomtricas. Decir Cules son los dimetros nominales utilizados, casi en todo el mundo?



Respuesta:Los dimetros nominales ms utilizados en cualquier tipo de construcciones en hormign armado son los siguientes:5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25, 32, 40 mm

Expresados en milmetros:

Ejemplo 2

Sabiendo que la superficie de un crculo es , y los dimetros nominales ms utilizados en cualquier tipo de construcciones en hormign armado, son lossiguientes:5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25, 32, 40 mm

Determinar cuales son los pesos en Kg/m de dichos dimetros? Convertir los dimetros en cm. Y utilizar la formula [1] para su solucin.

Datos:

Densidad del hierro = 7850 Kg/m3

Solucin:

Despejando la formula 1 queda as:

Resulta la tabla siguiente:

Ejemplo 3

Sabiendo que un alargamiento de rotura o ensayo de traccin, a producido sobre una barra de 1m = 100 cm, ha incrementado su longitud en

= 0,0001 cm Utilizando la formula [2] Decir en cuanto por ciento ha incrementado dicha barra?



lo = longitud inicial = 1m = 100 cm

l1 = longitud final =

Solucin:

Cuestin 4

Describir las caractersticas mecnicas ms importantes de lo aceros, y explicar su significado.

Respuesta:

Las caractersticas mecnicas ms importantes de los aceros son: La resistencia o carga unitaria, el lmite elstico, el alargamiento de rotura y la aptitud aldoblado.

Definicin:

Resistencia o carga unitaria de rotura.

Es la mxima fuerza de traccin que soporta la barra, cuando se inicia la rotura, dividida por el rea de la seccin inicial de la probeta. Se expresa en Kg/cm2. Sedenomina tambin, ms precisamente, carga unitaria mxima a traccin.

Limite elstico

Es la mxima tensin que puede soportar el material sin que se produzcan deformaciones plsticas o remanentes. Segn el tipo de acero, puede tratarse de lmiteelstico aparente o de lmite elstico convencional. Se expresa en Kg/cm2.

Alargamiento de rotura.

Es el incremento de longitud de la probeta correspondiente a la rotura, expresado en tanto por ciento

Ensayo de doblado.

Tiene por objeto comprobar la plasticidad del acero, necesaria para prevenir roturas frgiles durante las manipulaciones de ferralla y transporte. El fenmeno derotura frgil, es decir, sin absorcin importante de energa, se presenta cuando el acero se ve sometido a tensiones multidireccionales aplicadas rpidamente. Elriesgo es tanto mayor cuanto mas baja es la temperatura ambiente. Por esta causa suelen presentarse roturas en ganchos y patillas cuando las barrasexperimentan impactos, como es el caso durante la descarga de redondos ya preparados de ferralla si la maniobra se realiza con poco cuidado.

Cuestin 5

La adherencia de los aceros constituye una propiedad fundamental, que permite la realizacin de hormign armado, y que gracias a ella, losesfuerzos pueden transmitirse del hierro al hormign, y del hormign al hierro. Ahora bien, existen diversos mtodos de ensayos y multitud desoluciones para determinar los y esfuerzos de arrancamiento y por consiguiente las tensiones de adherencia. Describir estos ensayos.

Respuesta: Se pueden describirse en estos tres:

El ms tradicional es el ensayo simple de arrancamiento (pull-out test), en el que se mide la fuerza necesaria para arrancar, el redondo objeto de ensayo,de una probeta de hormign en que ha sido embebido previamente. Al dividir dicha fuerza por la superficie adherente se obtiene la tensin media deadherencia del acero.



El ensayo de arrancamiento modificado difiere del anterior en que, en este, la longitud de adherencia de la barra se limita a 10 , para lo cual seintroducen dos manguitos de plstico en ambos extremos de la barra, que anulan la adherencia en esas zonas. Se elimina as, deparndose de losextremos, la perturbacin debida al efecto de zuncho.

En los laboratorios, se ensayan comparativamente hasta nueve mtodos diferentes, de tipo arrancamiento, de tipo traccin y de tipo flexin, sin llegar aresultados claramente definitivos. Esta variedad da una idea del estado de que habr ms de un coeficiente que se tendr que considerar.

Notacin y unidades

Introduccin

En general, tanto las notaciones como las unidades, y especialmente las primeras, difieren de unos pases a otros. Raros son los libros y material escrito en generalque coinciden en sus notaciones, lo que conduce a errores de interpretaciones algunas veces y a complicaciones innecesarias siempre.

En los ltimos aos se han realizado grandes esfuerzos internacionales para conseguir sistemas unificados en todo el mundo. Esta unificacin esta prcticamenteconseguida hoy, a nivel de objetivos, en lo quo se refiere a unidades tcnicas, gracias a la aceptacin universal del llamado Sistema Internacional de Unidades S.I.,cuya incorporacin a la practica se va efectuando poco a poco en los diferentes pases.

En lo que se refiere a notaciones, la unificacin sigue un proceso ms lento, incluso a nivel de objetivos. El acuerdo Internacional de la notacin es el que basasobre las notaciones oficiales del American Concrete Institute (ACI), Comit Europeo del Hormign (CEB) y de la International Standard Organisation (ISO).

NOTA:

en esta asignatura del plan de estudios 3 Fase, se han utilizado, solamente las unidades y notaciones que lo abarcan; las dems serndesarrolladas y utilizadas para las prximas asignaturas.

Letras maysculas romanas

A = rea Ac = rea de la seccin del hormign. Ae = rea efectiva. As = rea de la seccin de la armadura en traccin (Simplificacin: A). As = rea de la seccin de la armadura en compresin (Simplificacin: A'). As1= rea do la seccin de la armadura en traccin, o menos comprimida (Simplificacin: A1). As2 = Arca de la seccin de la armadura en compresin, o ms comprimida (Simplificacin: A2). Ast = rea de la seccin de la armadura transversal (Simplificacin: At). C = Momento de inercia de torsin. E = Modulo de deformacin. Ec= Modulo de deformacin del hormign. Es = Modulo de elasticidad del acero. F = Accin. Fd = Valor de calculo de una accin. Fm= Valor medio de una accin. Fk = Valor caracterstico de una accin. G = Carga permanente. Modulo de elasticidad transversal. Gk = Valor caracterstico de la carga permanente. K = Cualquier coeficiente con dimensiones. M = Momento flector. Md = Momento flector de calculo. Mr = Momento de fisuracin del hormign en flexin. M = Momento flector ltimo. N = Esfuerzo normal. Nd = Esfuerzo normal de calculo.



N= Esfuerzo normal ltimo.P= Fuerza de pretensado. Q = Carga variable. Ok = Valor caracterstico de Q S = Solicitacin. Momento de primer orden de un rea. Sd = Valor de calculo de la solicitacin. T = Momento torsor. Temperatura. Td = Momento torsor de calculo. T = Momento torsor Ultimo. Uc = Capacidad mecnica del hormign. Us = Capacidad mecnica del acero (Simplificacin: U). V = Esfuerzo cortante. Vd = Esfuerzo cortante de calculo.Vu = Esfuerzo cortante ltimo. W = Modulo resistente. Carga de viento. X = Reaccin o fuerza en general, paralela al eje x. Y = Reaccin o fuerza en general, paralela al eje y. Z = Reaccin o fuerza en general, paralela al eje z

Letras minsculas romanas

a = Flecha. Distancia. b = Anchura; anchura de una seccin rectangular. be = Anchura eficaz de la cabeza de una seccin en T. bw= Anchura del alma o nervio de una seccin en T. c = Recubrimiento. d = Altura til. Dimetro. d = Distancia de la fibra ms comprimida del hormign al centro de gravedad de la armadura de compresin (d= d2). e = Excentricidad. f = Resistencia. fc = Resistencia del hormign a compresin. fcd = Resistencia de calculo del hormign a compresin. fc. est = Resistencia caracterstica estimada del hormign (Simplificacin: f.est). fcj= Resistencia del hormign a compresin, a los j dial de edad. fck = Resistencia caracterstica del hormign a compresin. fcm = Resistencia media del hormign a compresin. fct = Resistencia del hormign a traccin. fs = Carga unitaria de rotura del acero. fy = Limite elstico aparente de un acero natural. Limite elstico convencional, a 0,2 por 100, de un acero deformado en frio.

f 0.2 = Limite elstico convencional, a 0,2 por 100, de un acero deformado en frio. fyd = Resistencia de calculo de un acero. fyk = Limite elstico caracterstico de un acero. g = Carga permanente repartida. Aceleracin debida a la gravedad. h = Canto total o dimetro de una seccin. Espesor. hf = Espesor de la placa de una seccin en T. i = Radio de giro. j = numero de das. k = Cualquier coeficiente con dimensiones. l = Longitud. lb = Longitud de anclaje. le = Longitud de pandeo. lo = Distancia entre puntos de momento nulo. m = Momento (lector por unidad de longitud o de anchura.



n = Nmero de objetos considerado. Coeficiente de equivalencia. q = Carga variable repartida. r = Radio. s = Espaciamiento. Separacin entre planos de armaduras transversales. Desviacin tpica. w = Anchura de fisura. x = Coordenada. Profundidad del eje neutro. y = Coordenada. Profundidad del diagrama rectangular de tensiones. z = Coordenada. Brazo de palanca.

Letras minsculas griegas

Alfa: (Angulo. Coeficiente adimensional). Beta: (Angulo, Coeficiente adimensional). Gamma: (Coeficiente de ponderacin o seguridad. Peso especifico). m: (Coeficiente de minoracin de la resistencia de los materiales. ) c: (Coeficiente de seguridad o minoracin de la resistencia del hormign) s : (Coeficiente de seguridad o minoracin del limite del acero) f : (Coeficiente de seguridad o ponderacin de las acciones o solicitaciones). n : (Coeficiente de seguridad o ponderacin complementario de las acciones o solicitaciones). r: (Coeficiente de seguridad a la fisuracin)Delta: (Coe ficiente de variacin)psilon: (Deformacin relativa) c (Deformacin relativa del hormign ) cc (Deformacin relativa de fluencia) cs (Deformacin relativa de retraccin) s (Deformacin relativa del acero) c (Deformacin relativa de la armadura ms traccionada, o menos comprimida(e 1) c1 (Deformacin relativa de la armadura ms comprimida o menos traccionada (e 2)

Eta: (Coeficiente de reducci6n relativo al esfuerzo cortante.)Lambda: (Coeficiente adimensional. ) Mu: (Momento flector reducido o relativo)Nu: (Esfuerzo normal reducido o relativo)

Xi: (Coeficiente sin dimensiones)Rho: (Cuanta geomtrica)Sigma: (Tensin normal)

c (Tensin en el hormign) s (Tensin en el acero) s1 : (Tensin de la armadura mas traccionada, o menos comprimida (s1) s2: (Tensin de la armadura mas comprimida, o menos traccionada (s2) I : (Tensin principal de traccin) II : (Tensin principal de compresin)

Tau: (Tensin tangente) b : (Tensin de adherencia) w : (Tensin tangente del alma) wd : (Valor de clculo de t w) wu : (Valor Ultimo de la tensin tangente de alma) td : (Valor del calculo de la tensin tangente de torsin) tu : (Valor ultimo de la tensin tangente de torsin. )

Phi: (Coeficiente adimensional)Psi: (Coeficiente adimensional)Omega: (Cuanta mecnica)

Unidades



Las Normas Internacionales ACI - CEB FIB adoptan el sistema mtrico decimal llamado Sistema Internacional de Unidades S.I por la Conferencia General dePesos y Medidas, admitiendo que puede continuar emplendose por ahora el Sistema Practico M.K.S. (Metro-Kilopondio-segundo).La correspondencia entre las unidades de ambos sistemas es la siguiente:

Un kilogramo (Kg) o kilogramo-fuerza (kg)) vale alrededor de 9,8 newton (N):

1 Kg = 1 kgf = 9,8 N

E inversamente:

1N= 0,102 Kg = 0.102 kgf

Por consiguiente, 10 N corresponden a 1 Kg con error aproximado de un 2 por 100.

Un kilopondio por centmetro cuadrado (1 Kg/cm2) vale alrededor de 98.000 pascal (Pa),

Siendo el pascal un newton por metro cuadrado:

1 Kg/cm2 = 98.000 Pa = 98.000 N/m2

Se recomienda utilizar el newton por milmetro cuadrado (N/mm2), tambin llamado megapascal (MPa) o

Meganewton por metro cuadrado (MN/m2):

1 N/mm2 = 1 MN/m2 = 10.2 Kg/cm2

Por consiguiente, 0,1 N/mm2 corresponden a 1 Kg/cm2 con error aproximado de un 2 por 100.

Conclusiones y opiniones

Conclusiones

Las armaduras, junto a los hormigones, constituye el elemento ms esencial en las estructuras que componen una construccin. Su utilidad en dichos elementos esde gran importancia. Las armaduras que, normalmente se utilizan en construcciones de hormign armado son de tres tipos: las barras lisas de acero ordinario, lasbarras corrugadas de acero de alta resistencia y las mallas electrosoldadas. Las caractersticas ms importantes de las armaduras son: las caractersticasgeomtricas, mecnicas y de adherencia. De la caracterstica de adherencia nace lo que se conoce con el nombre de, lmite de elasticidad y modulo dedeformacin. El lmite de elasticidad, son los alargamientos mximos de ensayo, que se producen en las barras, tanto las de dureza natural como las barrasordinarias, aplicando a ellas esfuerzos de traccin, y, que estos alargamientos son proporcionales a las fuerzas que acta sobre ellos (ley de Hooke). Se concluyeas: La fuerza de traccin y de ensayo al llegar a los 2400 Kg/cm2, las barras pueden recobrar sus formas inciales despus de los alargamientos, esto para losaceros ordinarios. Para las barras corrugadas o de alta adherencia, la fuerza de traccin o de ensayo llega hasta los 4200 Kg/cm2. Cuando los esfuerzos detraccin o de ensayo, sobre pasan los 2400 Kg/cm2 en el caso de las barras ordinarias y 4200 Kg/cm2 en el caso de las de alta adherencia, las barras ya nopueden recobrar sus formas inciales despus de los alargamientos. Se dice entonces, que los limites de elasticidad son 2400 Kg/cm2 (para aceros ordinarios), y4200 Kg/cm2 (para aceros de alta adherencia). El modulo de deformacin o modulo de Young es una constante fsica de deformacin, Su valor es (Es) = 2100000Kg/cm2. Tanto los limites de elasticidad de los aceros, como el modulo de deformacin, son muy tiles en los clculos de las estructuras de las construcciones.Observacin: existen otros lmites de elasticidades que llegan hasta los 6000 Kg/cm2, son los de aceros de dureza natural, ensayados y estirados en frio. Se dejanpara casos muy especiales.

Opiniones

Los tres tipos de armaduras que se utilizan en construccin: barras lisas de acero ordinario, barras corrugadas de acero de alta resistencia y las mallaselectrosoldadas deben ser confeccionadas por las empresas fabricantes, con el mximo cuidado, respetando la cantidad necesaria de la dosis en el contenido delcarbono. As mismo, los fabricantes, tienen que seguir las Recomendaciones Internaciones Normalizadas, y poseer certificados de referencia conocida (ISO, ACI.CEB. DIN. Etc.). Las armaduras de las barras lisas de acero ordinario, en mi opinin ya no tienen que ser utilizas en las estructuras de hormign armado, debido asu menor resistencia en relacin con las barras de los aceros de alta resistencia, pero se pueden dejar para todas aquellas construcciones secundarias, tales como



aceras, borduras de barandillas, losas apoyadas sobre suelos, etc..Sin olvidar, como siempre, agradezco mucho, el sistema y mtodo educativo - cultural de la Universidad AIU, al Dto. Acadmico, a Studentservices, y al EstimadoPersonal de la Universidad por Su esfuerzo trabajo de colaboracin en este tipo de aprendizaje y enseanza, til y moderno, y con perspectivas hacia un futuroms claro y progresivo.

Student: BOUGHRARA AbderrahmanID: UAD6054HCI12393.

Bibliografa

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Meseguer A.GMontoya P.J. Moran Hormign Armado. Espaa

Cuestionario et ejemplos prcticos de revisin (examen)

Cuestin 1

Se dice que los alargamientos que se producen en los ensayos de traccin sobre las barras de acero son esfuerzos que tienden a verificar lastensiones y alargamientos (deformaciones), pero antes de que se produzca la deformacin, es decir, que al cesar los esfuerzos que sobre ellosactan, estos recobran sus formas inciales. Decir cuales son los lmites elsticos de los aceros ordinarios y de alta resistencia o barrascorrugadas?

Cuestin 2

La generacin de la ley de Hooke, dice que, los alargamientos (deformaciones antes de la ruptura) que se producen en cualquier ensayo detraccin, son proporcionales a las fuerzas que sobre ellos actan, y que cada deformacin, se inicia con un modulo de deformacin o modulo deYoung. Decir cual es el modulo de deformacin o de Young que la experiencia ha demostrado para los aceros?



Cuestin 3

Sabiendo que, tanto el lmite elstico de los aceros, o el modulo de deformacin de dichos aceros, decir que son exactamente y cuales son susutilidades?

Ejemplo 4

Se sabe que la formula para determinar la seccin o rea de acero de las armaduras de una viga en hormign armado es A = . Calcular dichaarmadura, y distribuirla en barras de 20 mm de dimetro.

Datos:A = rea = seccin de las armadurasM = momento flector de la viga = 56 toneladas. Metro = 5600000 Kg.cm = tensin del acero de dureza natural = 2800 Kg/cm2Z = brazo de palanca de la viga = 80 cm

Ejemplo 5

Sabiendo que, completamente una viga de acero en perfil metlico, apoyada sobre dos apoyos o pilares, con una carga repartida de 2toneladas/metro lineal, y una longitud luz de 12 metros. Esta viga posee una inercia o capacidad para no salir del reposo absoluto de 141208cm4. El un modulo de deformacin es igual a Es = 2.100.000 Kg/cm2. Determinar la deformacin de esta viga?

Ejemplo 6

Representar grficamente el diagrama tensin - deformacin de un acero ordinario, cuyo modulo de deformacin es: Es = 2100000 Kg/cm2, yexplicar su significado.

Ejemplo 7

Sabiendo que la tensin de traccin ( ) de un acero endurecido por deformacin en frio es inferior a 30 % del limite de elasticidad de 4200Kg/cm2 (fyk). Determinar cual es su deformacin relativa. Utilizar la formula [5]

Datos:

fyk = 4200 Kg/cm2

Es = 2100000 Kg/cm2

Ejemplo 8

Sabiendo que la tensin de traccin ( ) de un acero endurecido por deformacin en frio es superior al limite de elasticidad (fyk) de 4200Kg/cm2, disminuido este ltimo en 30 %. Determinar cual es su deformacin relativa. Utilizar la formula [6] para su solucin.

Datos:

fyk =

Es = 2100000 Kg/cm2

Cuestin 9

Al ser las caractersticas geomtricas de los aceros, importantes y familiarizadas con el estudiante, dominante del estudio practico de las



armaduras que entran en la construccin de piezas en hormign armado, determinar una tabla donde figuran dichas caractersticas.

Ejemplo 10

Determinar cuales son las capacidades mecnicas de los aceros con un lmite elstico de 4200 Kg/cm2, sabiendo que la formula general parasu clculo es:

El coeficientes de minoracin utilizado es el de 1,15

Respuestas al cuestionario et ejemplos prcticos de revisin (Examen)

Cuestin 1

Se dice que los alargamientos que se producen en los ensayos de traccin sobre las barras de acero son esfuerzos que tienden a verificar lastensiones y alargamientos (deformaciones), pero antes de que se produzca la deformacin, es decir, que al cesar los esfuerzos que sobre ellosactan, estos recobran sus formas inciales. Decir cuales son los lmites elsticos de los aceros ordinarios y de alta resistencia o barrascorrugadas?

Respuesta:

Los lmites elsticos de los aceros ordinarios y de alta resistencia o barras corrugadas son los siguientes:Lmite elstico de aceros ordinario: 2400 Kg/cm2Lmite elstico de aceros de alta resistencia: 4200 Kg/cm2

Cuestin 2

La generacin de la ley de Hooke, dice que, los alargamientos (deformaciones antes de la ruptura) que se producen en cualquier ensayo detraccin, son proporcionales a las fuerzas que sobre ellos actan, y que cada deformacin, se inicia con un modulo de deformacin o modulo deYoung. Decir cual es el modulo de deformacin o de Young que la experiencia ha demostrado para los aceros?

Respuesta:

El modulo de deformacin o modulo de Young que la experiencia ha demostrado es:

Es = 2.100.000 Kg/cm2 (tambin conocido como modulo de elasticidad)

Cuestin 3

Sabiendo que, tanto el lmite elstico de los aceros, o el modulo de deformacin de dichos aceros, decir que son exactamente y cuales son susutilidades?

Respuesta:

El lmite elstico de los aceros es una tensin de traccin, su utilidad es muy importante en los clculos, y serv para determinas las secciones o reas de lasarmaduras necesarias de los soportes estructurales que componen una construccin.

El modulo de deformacin o modulo de Young es un tensin de deformacin, su utilidad es tambin muy importante en los clculos, pero serv para determinaslas deformaciones que se pueden surgir en los soportes estructurales, a causa de un bajo dimensionamiento estructural, o a causa de excesos esfuerzos paraestructuras bien determinas.



Ejemplo 4

Se sabe que la formula para determinar la seccin o rea de acero de las armaduras de una viga en hormign armado es A = . Calculardicha armadura, y distribuirla en barras de 20 mm de dimetro.

Datos:

A = rea = seccin de las armadurasM = momento flector de la viga = 56 toneladas. Metro = 5600000 Kg.cm= tensin del acero de dureza natural = 2800 Kg/cm2Z = brazo de palanca de la viga = 80 cm

Nota: Para un buen calculo, la tensin elegida es menor que el limite elstico de acero de dureza natural = 4200 Kg/cm2.

Solucin:

Que pueden ser distribuidas en 8 barras de 20 mm de dimetro (estas representan 8x3.14=25,13 cm2)

Ejemplo 5

Sabiendo que, completamente una viga de acero en perfil metlico, apoyada sobre dos apoyos o pilares, con una carga repartida de 2toneladas/metro lineal, y una longitud luz de 12 metros. Esta viga posee una inercia o capacidad para no salir del reposo absoluto de 141208cm4. El un modulo de deformacin es igual a Es = 2.100.000 Kg/cm2. Determinar la deformacin de esta viga?Datos de referencia:

p = Carga repartida = 2 toneladas/metro lineal = 2000 Kg/m = 20 Kg/cm L = luz o longitud de la viga = 12 m = 1200 cmI = Inercia o capacidad para no salir del reposo = 141208 cm4 (referencia HEA 600)Modulo de deformacin = Es = 2.100.000 Kg/cm2

Formula de deformacin o flecha (segn Resistencia de los Materiales):

Solucin:

La deformacin queda inferior a lo que es admisible segn RDM o (Resistencia de Materiales).

Ejemplo 6

Representar grficamente el diagrama tensin - deformacin de un acero ordinario, cuyo modulo de deformacin es: Es = 2100000 Kg/cm2, yexplicar su significado.

Solucin:



El diagrama explica que, en el laboratorio, al aplicar una fuerza de traccin sobre una barra de acero ordinario y con un dimetro como mnimo de 14 mm, y deuna longitud de 1 metro como mnimo, se observa que, de una 1 parte, que los alargamientos son proporcionales a la fuerza que acta sobre la barra (ley deHooke). 2 se observa que la fuerza de traccin al acerarse la aguja a los 2400 Kg/cm2, la barra tiende a alargarse (deformarse), pero sin que se produzca larotura; y, al cesar la fuerza, la barra recobra su forma inicial, y se observa que el porcentaje de los alargamientos en dicha barra es de 0,1142%. Si al contrario,la fuerza de traccin sobrepase los 2400 Kg/cm2 la barra ya no recobra su estado inicial. Y al llegar la fuerza a los 3000 Kg/cm2 se produce la rotura de la barra.Se dice entonces, que el lmite elstico de la barra es de 2400 Kg/cm2. Todo esto se realiza delante de la maquina de ensayo, y la computadora; el momento delresultado requiere menos de un minuto. El modulo de Young es una constante fsica de deformacin, Su valor es (Es) = 2100000 Kg/cm2.

Y la tensin o lmite elstico es:

Ejemplo 7

Sabiendo que la tensin de traccin ( ) de un acero endurecido por deformacin en frio es inferior a 30 % del limite de elasticidad de 4200Kg/cm2 (fyk). Determinar cual es su deformacin relativa. Utilizar la formula [5]

Datos:

fyk = 4200 Kg/cm2

Es = 2100000 Kg/cm2

Solucin:

Como:

Resulta que:

Deformacin relativa:

Casi, insignificante.

Ejemplo 8



Sabiendo que la tensin de traccin ( ) de un acero endurecido por deformacin en frio es superior al limite de elasticidad (fyk) de 4200Kg/cm2, disminuido este ltimo en 30 %. Determinar cual es su deformacin relativa. Utilizar la formula [6] para su solucin.

Datos:

fyk =

Es = 2100000 Kg/cm2

Solucin:

Resulta que:

Deformacin relativa:

Es decir, por 1metro, se toma 0,038 metrosPor 100 cm, se toma 3,8 cmEtc.

Nota: la Deformacin relativa es excesiva, porque la tensin de traccin es superior al lmite de elasticidad de deformacin:

Cuestin 9

Al ser las caractersticas geomtricas de los aceros, importantes y familiarizadas con el estudiante, dominante del estudio practico de lasarmaduras que entran en la construccin de piezas en hormign armado, determinar una tabla donde figuran dichas caractersticas.

Respuesta:

Dimetros, pesos y secciones en cm2 de cualquier tipo de acero

Ejemplo 10



Determinar cuales son las capacidades mecnicas de los aceros con un lmite elstico de 4200 Kg/cm2, sabiendo que la formula general parasu clculo es:

El coeficientes de minoracin utilizado es el de 1,15

Solucin:

Capacidad mecnica en toneladas de los aceros con un lmite elstico de 4200 Kg/cm

Ejemplo de las barras de dimetro, 6, 8 y 10 (por unidad de la barra):

Aportaciones al acervo cultural humano

Al ser tambin, esta, una de las ms importantes asignaturas del plan de estudios (3fase), donde he desarrollado, tanto mis estudios como mis experiencias enlos dominios de los tipos y clases de armaduras que entran en cualquier tipo de construccin en hormign armado u obra civil, y acompaados con los estudiosprcticos y tericos de los lmites de elasticidades y de deformaciones de los aceros, y que, estos dos ltimos (elasticidades y deformaciones), constituyen uno delos seis principios de base y hiptesis de la Resistencia de Materiales, que serv para todos los clculos de las estructuras que componen construcciones yedificios, (estas teoras se encuentran enunciadas en la generalizacin de la ley de Hooke y los principios de Young y Saint-Venant), quiero hacer saber y resaltartodo su contenido al acervo cultural humano. Quisiera tambin explotar al mximo su contenido para el bien al servicio de la comunidad y sociedad donde vivo.Asimismo, satisfacer y repartir todas aquellas ideas y investigaciones de inters comn de dicha materia, y otras materias del mismo dominio con todos aquellos



que quieren que se desarrollan cientficamente otras materias, para el ms aclaramiento y entendimiento a bien a al servicio cultural de nuestra humanidad.Quiero tambin resaltar que el ms valioso cientficamente, tanto en esta materia como en cualquier otra rama cientfico-cultural, tiene que ser un beneficio parala comunidad universal.

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