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MODULO 4 ESTRUCTURAS TEMA 15 ELABORACION Y MONTAJE DE ARMADURAS DE ACERO PARA HORMIGON

ARMADO. FERALLA

15.1. INTRODUCCION

El acero corrugado es un elemento fundamental a la hora de elaborar elementos de hormigón que tengan que resistir esfuerzos importantes, ya sean de compresión, tracción, flexión o cortante. El acero corrugado dobla la adherencia de los aceros lisos, lo que nos permite aumentar las longitudes de hormigón armado a casi el doble de las realizadas con acero liso. El cálculo de la disposición y diámetros de las distintas armaduras estará en función de los esfuerzos que tenga que soportar la pieza a hormigonar. En todo proyecto, deberán figurar los planos de armado de las diversas estructuras, con indicación del diámetro de las barras, cuantía de las mismas y posición de colocación en la estructura. A partir de dichos planos, se deberá realizar el DESPIECE de la misma, es decir, la identificación de todas y cada una de las barras que integran el armazón de la estructura, definiendo sus diámetros, longitudes, doblados, etc. Generalmente, las barras solaparan unas con otras. Estas longitudes están cuantificadas en la norma EHE 08, y será función de su posición en la armadura, así como de sus diámetros. Generalmente, dichas magnitudes estarán contempladas en los planos de armado. Cuando el hierro se pide a una casa comercial, lo podemos hacer en barras, para su posterior elaboración en obra, o bien, solicitar su envío despiezado, lo que incrementara algo el precio del acero suministrado. Esta última opción es viable en el caso de pequeñas obras o de obras de mayor magnitud donde no existan muchas estructuras de armado. En caso de grandes obras con grandes cantidades de hierro a colocar, será más económico montar una zona de montaje en obra. Para ello, deberá contar con una zona de acopio y la maquinaria necesaria para ELABORAR el hierro: Dobladoras, Cortadoras, etc. ARMADURA: Conjunto de barras de acero corrugado que forma un conjunto funcionalmente homogéneo, trabajando conjuntamente para resistir determinados esfuerzos, dentro de los limites de seguridad. 15.2. CARACTERISTICAS DEL ACERO PARA ARMAR. El acero es un material formado por la aleación de HIERRO y CARBONO (máximo 2 %). Es un material muy resistente y modulo de elasticidad muy elevado. Por sus propiedades, es un material DUCTIL. Las barras de acero se producen mediante el proceso de LAMINADO EN CALIENTE, a partir de desbastes que sufren en el tren de laminado una reducción de diámetro.

MODULO DE ELASTICIDAD LONGITUDINAL DEL ACERO = 2.100.000 kg/cm2. DENSIDAD DEL ACERO: 7852 kg/m3. PUNTO DE FUSION: 1372ºc (aprox).

CARGA MAXIMA DE ROTURA fs = 3500 kg/cm2 (aprox) El acero corrugado para armaduras puede suministrarse en ROLLOS o en BARRAS La forma de denominar el acero es: B (del francés Béton) – 400 o 400 (límite elástico) – S (soldable) o SD (soldable de alta ductibilidad). Los tipos de acero corrugado empleados en obra para armar son: B – 400 – S B – 500 – S B – 400 – SD B – 500 - SD

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El B – 500 – S es el más empleado.

15.3. PUESTA EN OBRA DE LAS ARMADURA. FERRALLA.

15.3.1. FUNCIONAMIENTO DE LA ARMADURA EN LAS PIEZAS DE ESTRUCTURAS DE HORMIGON ARMADO.

PIEZA A COMPRESION. Es la utilización más frecuente en las estructuras. Así trabajan los pilares de plantas bajas de los edificios, las pilas de los puentes, etc. Presentan escasa capacidad de aviso cuando están a punto de alcanzar la rotura. Su calidad debe ser especialmente comprobada. En esta situación, tanto el hormigón como la armadura están comprimidos. Las barras longitudinales, elementos verticales de la armadura, podrían sufrir pandeo. Para evitarlo, se sitúan armaduras transversales denominadas CERCOS, que impiden el pandeo de la estructura y además realizan la función de ZUNCHADO armadura lateral) del hormigón.

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Es muy importante que los cercos tengan su longitud de anclaje y que queden cerrados. De no ser así, se pueden abrir y provocar el pandeo de las barras, al mismo tiempo que serian menos eficaces para soportar esfuerzos cortantes. No deben cerrarse todos los cercos en una misma barra. Si no están bien cerrados y se abren, pueden romper la esquina de un pilar, dando la impresión de fisuras por pandeo o de corrosión de armadura. En pilares que vayan a estar sometidos a elevados esfuerzos de compresión (axiles), puede ser interesante emplear hormigones de alta resistencia, con lo que se pueden reducir sus dimensiones. Nunca en vigas ni en forjados.

PIEZA A FLEXION Situación también muy frecuente. Se da en forjados, vigas, escaleras, tableros de puentes, muros de contención, zapatas, etc.

El hormigón trabaja a compresión en la zona comprimida de la pieza, que será la cara superior, que puede fisurarse. La parte inferior de la viga trabajara a tracción. Por ello se suelen colocar barras en la superficie sometida a compresión, que se denomina ARMADURA DE NEGATIVOS. Se suelen colocar en los vanos existentes en elementos continuos (entre pilares o apoyos).

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PIEZAS SOMETIDAS A ESFUERZO CORTANTE Este esfuerzo se da sobre todo en las zonas de apoyo de elementos verticales (vigas). Para evitar la rotura por cortadura, se disponen estribos y barras levantadas a 45º. Normalmente aparece un mayor armado con menor separación entre estribos en los extremos de la pieza. Otra forma de evitar este problema es disponer de cercos o estribos combinados con barras verticales en los paramentos verticales de la pieza, con igual cuantía en ambas direcciones. PIEZAS SOMETIDAS A PUNZONAMIENTO El punzonamiento se produce en elementos bidireccionales (forjados o losas) que soportan la compresión de pilares o pilas. Se localiza en el contorno del perímetro de la superficie de contacto entre la losa y el elemento aislado que apoya o sustenta a la losa. La rotura se produce, igual que en la compresión, sin apenas aviso. La rotura se caracteriza por la formación de una superficie tronco piramidal (tronco cónico en el caso de áreas circulares) cuya directriz es el área cargada.

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Detalle de las armaduras inclinadas 45º a colocar para evitar la zona de punzonamiento.

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Para reforzar el hormigón para evitar este problema, se dispondrán adecuadamente armaduras

transversales a la losa, formadas por estribos, pates en horquilla (para losas y nervios) o barras dobladas a 45º

7 PIEZAS SOMETIDAS A TORSIÓN Una pieza trabaja a torsión cuando está sometida a un momento cuyo eje coincide con la directriz de la pieza o es sensiblemente paralelo. Se produce sobre todo en voladizos exentos empotrados en el lateral de una viga. También se da en las vigas de borde en los forjados o los brochales entre vigas. Para evitar este problema, las armaduras se proyectan combinando cercos con barras longitudinales.

15.4. PLANOS DE ARMADURAS Los planos de armadura nos proporcionan la información necesaria para ejecutar las labores de corte, doblado y etiquetado de las armaduras, para su posterior montado en su posición definitiva. Así mismo, deben ir acompañadas por detalles constructivos, donde se muestren esquemas típicos de disposición de armaduras en ciertos elementos estructurales que, por su importancia y presencia en este tipo de obras, sea preciso destacar. DEBE EVITARSE EL EMPLEO SIMULTÁNEO DE ACEROS DE DIFERENTE LIMITE ELASTICO

15.5. MANIPULACION Y ALMACENAMIENTO DE LA FERRALLA

. En el caso que no exista peligro de confusión, podrán emplearse en un mismo elemento dos tipos de aceros diferentes para las armaduras pasivas: uno para la armadura principal y otro para los estribos.

Las armaduras son suministradas generalmente en barras rectas de 12 metros de longitud. Las mallas electrosoldadas se suministran generalmente en paneles de 6 x 2.20 metros. Los alambres trefilados se suministran en rollos. PRECAUCIONES EN EL ALMACENAMIENTO - Evitar daños (doblados accidentales, cizalladuras, etc.) que puedan causar daños puntuales o pérdidas de

sección. - Evitar el contacto que puedan afectar a la adherencia, como el hormigón. - No retirar, en caso de que exista, la protección anticorrosión. - Evitar el contacto con el terreno, colocando las barras sobre durmientes de arena separados entre sí

máximo 2 metros. - Evitar doblados y desdoblados por motivos de transporte o almacenaje - No destruir las etiquetas identificativas. - Cuidado al manejar los paquetes de barras. Para longitudes inferiores a 9 metros, emplear eslingas con sus

garzas hacia el mismo lado para evitar giros de la carga inesperados. Para paquetes de más longitud, se necesita un útil especial de carga, con una viga de rigidez para evitar flexiones que deformen las barras.

15.6. CORTE DE BARRAS

El corte debe realizarse siempre por método mecánicos. No emplear nunca soplete o electrodo. Se emplean cortadoras, ya sean fijas o portátiles, o de alto rendimiento. Las cortadoras portátiles, empleadas en obra, conocidas como cizallas manuales, pueden cortar barras de hasta 14 mm de diámetro. Pueden pesar hasta 5 kg.

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Las cortadoras no portátiles, también empleadas en obra, son cizallas fijas que pueden llegar a pesar hasta 200 kg. Suelen estar fijadas a uno de los lados de la mesa de medida de barras, permitiendo el corte de barras de hasta 25 mm. Permiten el corte simultáneo de un máximo de 3 barras, pero de menor diámetro. En el caso de barras embebidas en el hormigón se podrá emplear para el corte soplete de llama de oxiacetileno, teniendo en cuenta el sobre largo en el cual QUEDARAN ALTERADAS LAS PROPIEDADES DEL MATERIAL. El corte con radial es peligroso y queda desaconsejado.

15.7. DOBLADO DE BARRAS El doblado tiene como misión dar la forma definitiva a las armaduras. Es una operación de transcendental importancia pues las tolerancias definitivas de posición de las armaduras dependerán de su forma y de las dimensiones de los estribos. Requiere mucha precisión. Las cotas de los despieces deben fijarse siempre a dimensiones exteriores, para poder controlar las operaciones del doblado. El doblado en instalación fija debe realizarse siempre en frio. El doblado en caliente no está permitido. EQUIPOS DE DOBLADO: - GRIFAS: Consta de una palanca de hasta 1 metro de longitud, que haciendo palanca sobre un cilindro del

diámetro adecuado. Permite doblados de hasta 25 cm. - DOBLADORAS MECANICAS MANUALES: Constan de un motor que gira con un eje vertical y sobre un

mandril intercambiable, la barra se dobla. Permite el doblado de barras hasta de 32 mm de diámetro. - DOBLADORAS MECANICAS DE ALTO RENDIMIENTO: Se emplean en instalaciones fijas. Permiten el doblado

de barras de grandes diámetros. Hoy en día hay maquinas automáticas de fabricación de estribos (cercos). - DOBLADORAS DE MALLAS.- Las mallas se deben doblar mediante el uso de dobladoras de mallas. Las hay

manuales y eléctricas. No deben improvisarse métodos caseros para doblarlas.

No se admitirá el enderezamiento de codos incluidos en el suministro, salvo que la operación pueda llevarse a cabo sin daño inmediato o futuro para la barra correspondiente, debiéndose comprobar si se han producido fisuras. Si se producen, habrá que sustituir la barra. En el caso que nos permitan el doblado en caliente, habrá que tomar las medidas necesarias para no afectar al hormigón con las altas temperaturas.

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15.8. SUJECCION DE LAS ARMADURAS EN OBRA

En la colocación: a) Las barras, estribos y demás armaduras deben quedar situadas en las posiciones definidas en los planos, dentro de los márgenes de tolerancia específicos. Es necesario fijar y posicionar correctamente los solapes y anclajes. La posición exacta de las armaduras influye directamente en la capacidad resistente de la estructura. b) La ferralla debe fijarse por los medios adecuados. Las operaciones de vertido, colocación y compactación del hormigón no deben desplazar a las armaduras de su posición. c) Es importante que se cumplan los recubrimientos mínimos, para evitar futuros posibles problemas de corrosión o zonas con falta de hormigón (coqueras).

ATADO DE FERRALLA

Se conoce por atado el conjunto de operaciones destinadas a fijar las armaduras entre sí, de tal forma que la ferralla adquiera su posición tridimensional, definido en los planos, y se mantenga estructuralmente firme durante su transporte, montaje en obra y hormigonado.

Existen dos procedimientos para efectuar esta operación: Atado con alambre y atado con puntos de soldadura.

ATADO CON ALAMBRE Pude realizarse a mano, con tenaza, o a máquina. En España, para el atado a mano con alambre, se suele emplear alambre negro de acero, de diámetro de 1,2 a 1,6 mm, empleando una tenaza de mango largo.

Existen también atadoras automáticas, de diversos tamaños, que dan un gran rendimiento en la operación. Su velocidad de atado es de aproximadamente 1 nudo por segundo. Llevan un rollo incorporado, que, según el modelo, permiten hasta 120 atados. SUJECCION CON SOLDADURA En el atado con puntos de soldadura, se debe asegurar la resistencia de la unión, de forma que no se suelte en la manipulación, que se asegure la ductibilidad y la resistencia de las barras en la zona de soldadura. Estos requisitos restringen este procedimiento de atado a los talleres industrializados de ferralla que cuenten con control de calidad específico para este proceso, que difícilmente se pueden realizar en obra. Se prohíbe expresamente la fijación por soldadura una vez situada la ferralla en los encofrados.

10 El número de uniones soldadas a realizar depende de la tipología de la armadura. Debe ser suficiente para que las armaduras no se muevan. Como norma general:

- En cimientos, losas, placas y elementos superficiales horizontales

: Deben atarse todos los cruces de barras del perímetro de armadura. En función de los diámetros de las barras: a) Si las barras tienen diámetros iguales o inferiores a 12 mm, se sujetan en el resto del panel los cruces de barras de forma alternativa (al tresbolillo) y, b) Si los diámetros de las barras son mayores de 12 mm, la separación entre los cruces de barras atados no debe ser mayor de 50 diámetros, disponiéndose también de forma alternativa.

- En muros y elementos superficiales verticales: Deben atarse deben atarse las barras en intersecciones

alternadas.

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- Atado en pilares y vigas. Deben atarse cada cruce de esquina de los cercos o estribos con la armadura principal. Los estribos múltiples se deben atar entre sí. Las otras barras diferentes de las de esquina de los cercos o estribos deben atarse a éstos a distancias no superiores a cincuenta veces el diámetro de la barra.

En vigas y en elementos análogos sometidos a flexión, las barras que se doblen deberán ir convenientemente envueltas por cercos o estribos en la zona del codo. Esta disposición es siempre recomendable, cualquiera que sea el elemento de que se trate. En estas zonas, cuando se doblen simultáneamente muchas barras, se aconseja aumentar el diámetro de los estribos o disminuir su separación.

- Los cercos de pilares o estribos de las vigas se sujetarán a las barras principales mediante simple atado u otro procedimiento idóneo, prohibiéndose expresamente la fijación mediante puntos de soldadura una vez situada la ferralla en los moldes o encofrados.

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15.9. COLOCACION DE LAS ARMADURAS EN OBRA. SEPARADORES Y CALZOS Las armaduras se deben colocar en sus posiciones definitivas dentro de los encofrados. Si hay que situar una vez colocada en su posición alguna barra, el sistema de sujeción será el atado con alambre. Las armaduras pasivas se colocarán exentas de pintura, grasa o cualquier otra sustancia nociva que pueda afectar al acero, al hormigón o a la adherencia entre ambos. Si la armadura posee un nivel excesivo de oxido, habrá que comprobar que esto no afecta significativamente a la armadura. Para ello, abra que realizar un cepillado con cepillo de púas de alambre y comprobar que la pérdida de peso no excede del 1%, y que la altura de la corruga se encuentra dentro de los límites prescritos. Las armaduras se aseguran dentro del encofrado contra todo tipo de desplazamientos, comprobando su posición antes de hormigonar. Las armaduras no deben tocar en absoluto las armaduras. Como mínimo, el espacio entre la armadura y el encofrado debe permitir el paso del árido de tamaño máximo más un pequeño margen de seguridad. En general, vendrá indicado en el proceso de armado. Una operación delicada a la hora de colocar la armadura es lograr que queden los recubrimientos prescritos en Proyecto, de forma que el hormigón pueda pasar entre la armadura y el encofrado y que la barra quede completamente rodeada por el hormigón. Para ello se utilizan dispositivos que aseguren dicha separación, tanto con respecto a los encofrados como con respecto al suelo. Estos elementos pueden ser: a) Separadores. b) Calzos c) Pies de pato.

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a) SEPARADORES Son piezas de plástico, alambre o chapa de acero galvanizado, destinados a garantizar los recubrimientos de las barras respecto a los paramentos verticales. Existen tres tipos de separadores:

- TIPO RUEDA o TACO: Se fijan a las barras por la acción de una grapa (clip), mediante atado con alambre o

con simple apoyo. En muchos casos, están prohibido el uso de separadores fabricados a pie de obra.

- TIPO LINEAL: Destinados a soportar la armadura inferior de las vigas y losa, en los que es esencial su

seguridad al vuelco. - SEPARADORES TERMINALES o EXTEMOS: Son piezas plásticas que se

colocan en las puntas de las barras para garantizar su distancia al encofrado o al terreno.

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b) CALZOS Son normalmente de alambre de acero galvanizado o de acero inoxidable. Los hay de tipo individual, o de tipo continuos para apoyar toda la estructura a lo largo. Su misión es mantener la separación de armaduras superiores de losas respecto al encofrado o terreno, o mantener la separación entre emparrillados de armaduras de muros, etc. Los separadores puntuales deben tener tacos de plástico en las puntas, para evitar la corrosión. Se pueden fabricar calzos continuos a partir de cortes de chapa electrosoldada.

c) PIES DE PATO (CABALLETES) Son calzos que se fabrican en obra a partir de trozos de barras corrugadas, cuando la separación de las pieles de armaduras a separar supera el tamaño de los calzos comerciales. Se emplean en losas de gran canto, muros de losas de gran espesor, pantallas. Se suelen emplear despuntes de ferralla. Si se apoyan en el encofrado, deberán ir provistos de separadores. Si se sitúan sobre la armadura inferior, se deberán de atar a esta para fijarlos.

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15.10. PUESTA EN OBRA DE LAS ARMADURAS PARA LOSAS, FORJADOS Y CIMENTACIONES Los emparrillados inferiores de armaduras deben apoyarse en separadores acoplados a la armadura inferior, colocados a distancias máximas de 50 VECES EL DIAMETRO de la barra, sin rebasar nunca los 1000 mm.

Los emparrillados superiores deberán apoyarse:

a) Sobre calzos continuos colocados bajo la armadura superior situados a distancias máximas de 50 VECES EL DIAMETRO DE LA BARRA. Estos calzos continuos se apoyaran en el emparrillado inferior si existe. Si no, en calzos lineales separados entre sí, no más de 500 mm.

b) Calzos individuales que no estén separados entre sí, en cualquier dirección, más de 50 VECES DEL DIAMETRO DE LA BARRA o 500 MM.

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c) Pies de Pato. Se sitúan a una distancia entre si, en ambas direcciones, que no rebase 50 VECES EL DIAMETRO DE LA BARRA.

15.11. PUESTA EN OBRAS DE ARMADURAS DE VIGAS Los separadores deben colocarse en los estribos a distancia máxima de 1000 mm, en el sentido longitudinal de la pieza, con un mínimo de tres planos de separaciones por vano. En la sección transversal se colocan de acuerdo con lo indicado en la figura siguiente. En los extremos de las vigas se colocarán separadores terminales u ordinarios, según los casos.

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15.12. PUESTA EN OBRA DE LA ARMADURA EN PILARES Los separadores deben colocarse en los estribos a distancia máxima de 100 VECES EL DIAMETRO DE LAS BARRAS DE LA ARMADURA PRINCIPAL, sin rebasar 2000 mm a largo de la pieza y con un mínimo de tres planos de separadores por pieza o tramo.

15.13. COLOCACION DE ARMADURAS EN MUROS En cada emparrillado se colocarán separadores en red ortogonal con separación MENOR DE 50 VECES EL DIAMETRO DE LAARMADURA, sin rebasar los 500 mm. Los separadores de armaduras de caras opuestas se colocaran a la misma altura. La separación entre ambas pieles se realiza mediante calzos continuos con una separación nunca superior a 1000 mm. En muros de contención, se emplearan pies de pato.

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14.16. ANCLAJE DE LAS ARMADURAS Las barras tienen que transmitir los esfuerzos por adherencia al hormigón que las rodea. El anclaje de una barra puede entenderse como la transmisión de tensión de una armadura al hormigón que está en contacto con ella, suponiendo una tensión de adherencia constante. Esta transmisión se traduce en una longitud que necesita una barra trabajando a una tensión determinada para transmitir esta tensión al hormigón (longitud básica de anclaje = Lb). Según la norma EHE 08 (Norma del hormigón estructural), las longitudes básicas de anclaje dependen de las propiedades de adherencia de las barras, de su posición y de la calidad del hormigón utilizado. Atendiendo a estas premisas, se distinguen dos casos: - POSICION I (adherencia buena).- Armaduras que durante el hormigonado forman con la horizontal un

ángulo entre 45º y 90º (soportes, muros) o que en caso de formar un ángulo inferior a 45º, están situadas en la mitad inferior de la sección o a una distancia ≥ 300 mm de la cara superior de una capa de hormigonado (zona inferior de vigas, losas, etc.).

- POSICON II (adherencia deficiente).- Para las armaduras que durante el hormigonado, no se encuentre en ninguno de los casos anteriores (zona superior de vigas, losas, etc.).

- 10 diámetros La longitud neta de anclaje, no podrá ser inferior al mayor de los tres valores siguientes:

- 150 mm - La tercera parte de la longitud básica de anclaje en barras traccionadas, y dos tercios de dicho valor en

barras comprimidas. Las condiciones de anclaje de las armaduras deben siempre verificarse con especial cuidado, ya que la rotura de un anclaje es casi siempre de tipo frágil, no dando síntomas previos que indiquen el agotamiento y la rotura. Los anclajes pueden realizarse por prolongación recta, patillas, ganchos, etc.

18 La longitud básica de anclaje Lb, dependerá del diámetro de la barra ∅ y de la calidad del hormigón y el acero. Se determina mediante la siguiente fórmula:

𝑰𝑰𝒃𝒃 = �∅ 𝒇𝒇𝒚𝒚𝒚𝒚�

(𝟒𝟒𝝉𝝉𝒃𝒃𝒚𝒚)�

Donde: fyd = límite elástico del acero; τbd = tensión de adherencia. Las longitudes básicas de anclaje se obtienen a partir de las siguientes fórmulas:

𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑃𝑃: 𝑃𝑃𝑏𝑏 = 𝑚𝑚 𝜙𝜙2 ≥ �𝑓𝑓𝑦𝑦𝑦𝑦 20� �∅

𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑃𝑃𝑃𝑃: 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑏𝑏 = 1.4 𝑚𝑚 𝜙𝜙2 ≥ �𝑓𝑓𝑦𝑦𝑦𝑦 14� �∅

Donde: Ib = longitud básica de anclaje de la barra en posición I, en mm. IIb = longitud básica de anclaje de la barra en posición II en mm. ∅ = diámetro de la barra, en mm. fyk = límite elástico del acero, en N/mm2. m = coeficiente experimental, en función del tipo de acero y hormigón (tabulado)

Para obtener la adherencia: 𝝉𝝉𝒃𝒃𝒚𝒚 = 𝜼𝜼𝟏𝟏𝜼𝜼𝟐𝟐𝒇𝒇𝒄𝒄𝒄𝒄𝒚𝒚 Donde: η1 = 1 (adherencia buena) y 0.7 (adherencia deficiente) η2 = 1 para φ ≤ 32 mm fctd = resistencia de cálculo a tracción.

La longitud neta de anclaje (Ib,neta) = 𝐈𝐈𝐛𝐛,𝐧𝐧𝐧𝐧𝐧𝐧𝐧𝐧 = 𝐈𝐈𝐛𝐛𝛃𝛃�𝛔𝛔𝐬𝐬𝐬𝐬

𝐟𝐟𝐲𝐲𝐬𝐬� � ≅ 𝐈𝐈𝐛𝐛𝛃𝛃 �𝐀𝐀𝐬𝐬

𝐀𝐀𝐬𝐬,𝐫𝐫𝐧𝐧𝐧𝐧𝐫𝐫� �

donde: β = coeficiente de reducción (ver tabla) σSD = tensión de trabajo de la armadura en la sección desde la que se determina la longitud de anclaje. AS = armadura necesaria para el calculo AS, real = Armadura realmente dispuesta

19 Los grupos de barras se anclaran por prolongación recta. Cuando todas las barras de un grupo dejan de ser necesarias en la misma sección, su longitud de anclaje será:

- 1.3 Ib para grupos de 2 barras. - 1.4 Ib para grupos de 3 barras. - 1.6 Ib para grupos de 4 barras.

Cuando las barras de un grupo dejan de ser necesarias en secciones diferentes, a cada barra se le dará la longitud de anclaje siguiente:

- 1.2 Ib si va acompañada de una barra en la sección en que deja de ser necesaria. - 1.3 Ib si va acompañada de dos barras en la sección en que deja de ser necesaria. - 1.4 Ib si va acompañada de tres barras en la sección en que deja de ser necesaria.

Teniendo en cuenta que los extremos finales de las barras deben distan entre si ≥ Ib.

14.17. EMPALME DE ARMADURAS

En las estructuras de hormigón armado es necesario empalmar, tanto para transmitir esfuerzos de tracción como de compresión. Esta exigencia viene motivada por un montaje racional de la ferralla, además de la exigencia impuesta por la limitación de la longitud comercial de las barras y la prohibición de realizar empalmes por solape en las barras con diámetros superiores a 32 mm. En este caso, los empalmes deben realizarse por manguito. En el empalme entre armaduras es preciso mantener la continuidad de la tensión en la sección de manera que la tensión de una armadura se transmita a la otra. Son habituales los solapes en los arranques de muros y pilares, así como en todas las juntas de construcción. IMPORTANTE: En el caso de tener que realizar un empalme en obra no previsto en planos, consultar siempre a la Dirección de Obra. En la práctica, existen tres procedimientos para realizar la unión de barras, todos ellos aplicables a barras trabajando a tracción y compresión.

- EMPALMES POR SOLADO.- Son los más usuales. Vienen definidos en proyecto. - EMPALMES POR SOLDADURA. Para barras de diámetro igual o mayor a 32 mm. - EMPALMES MEDIANTE MANGUITOS DE UNION (Empalmes mecánicos).

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14.18. EMPALME POR SOLAPO Se realizan poniendo una barra al lado de la otra, aunque pueden colocarse juntas, dejando una distancia entre ellas igual a 4 diámetros. En general, la unión se realiza por atado con alambre, aunque, si la estructura es importante, se deberán soldar. Se deben colocar las armaduras transversales necesarias (cercos) para resistir las tracciones que se producen en el hormigón en la zona de solape. Esta armadura se diferenciará según se trate de barras traccionadas o comprimidas, debido al trabajo por punta de estas últimas. No se deben producir desconchados ni cualquier otro daño en el hormigón. En general, los empalmes de las distintas barras en tracción se distanciaran unos de otros de forma que queden separados en la dirección de las armaduras una longitud igual o mayor de Ib. La longitud de solapo será igual a: Is = α Ib, neta Donde: Ib, neta es la definida anteriormente y α = coeficiente definido en la tabla adjunto.

α depende de: - El esfuerzo de la barra (tracción o compresión). - Porcentaje de armadura solapada en una sección respecto a la sección total de acero de esa misma sección. - La distancia transversal “a” entre empalmes en una sección.

En la zona de solapo, deberán disponerse armaduras transversales cuya suma de secciones sea igual o mayor a la sección de la mayor barra solapada.

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14.19. EMPALMES POR SOLDADURA Deben realizarse de acuerdo con los procedimientos descritos en la norma UNE 36832-97, ejecutados por operarios debidamente cualificados.

- Las superficies a soldar deberán encontrarse secas y libres de todo material que pudiera afectar a la calidad de la soldadura.

- Queda expresamente prohibida la soldadura de armaduras galvanizadas o con recubrimientos epoxídicos. - No se realizaran empalmes por soldadura en los tramos de fuerte curvatura. - Las soladuras a tope en barras de distinto diámetro se podrán realizar siempre que la diferencia entre

diámetros sea inferior a 3 mm. - No realizar soldaduras en periodos de intenso viento, cuando llueva o nieve, a menos que se tomen las

debidas precauciones (pantallas o cubiertas protectoras) y que se proteja adecuadamente la soldadura para evitar un enfriamiento rápido.

- Bajo ninguna circunstancia, realizar soldaduras sobre superficies que se encuentren a una temperatura igual o inferior a 0ºC.

22 TIPOS DE UNIONES Pueden ser:

a) UNIONES RESISTENTES b) UNIONES DE MONTAJE

Las uniones de barras a estructura metálica son de uso frecuente en placas de anclaje, tirantes, pernos, etc.

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14.20. EMPALMES MEDIANTE MANGUITOS DE UNION Para barras de diámetro igual o superior a 32 mm. Es una solución económica debido al ahorro de peso de acero y a la rapidez de ejecución en diámetros normales. Existen maquinas que automatizan el proceso. Se distinguen tres tipos, de acuerdo a su forma de trabajo.

- Manguitos de compresión, también llamados posicionadores, válidos únicamente para transmitir esfuerzos

de compresión. - Manguitos de tracción – compresión. -

Estos manguitos tienen que tener ensayos de resistencias acreditados por el fabricante.

14.21. CUANTIAS DE ACERO PARA ARMAR

La cuantía es la cantidad de hierro necesario para armar una determinada pieza de hormigón y que tenga funcionalidad resistente. Es una relación, por tanto, entre la cantidad de acero y la cantidad de hormigón. Esta forma de expresar la cuantía, CUANTIA EN PESO, nos dará una idea general de la armadura necesaria, aunque no es válida desde el punto de vista del cálculo mecánico de la pieza.

CUANTIA EN PESO = Kg ACERO / M3 de hormigón Desde el punto de vista mecánico, se emplea la CUANTIA GEOMETRICA que es la relación entre las secciones de acero y de hormigón en una sección dada de un elemento de hormigón dado.

CUANTIA GEOMETRICA = ρ = Área del acero / Área del hormigón de la sección considerada

24 La siguiente tabla expresa las cuantías geométricas mínimas (según norma EHE 08) de diversas piezas.

En cuanto a las cuantías por peso, la siguiente tabla nos dará una idea de la cantidad de hierro necesaria para armar distintos elementos:

ELEMENTOS KG ACERO / M3 HORMIGÓN MINIMO MAXIMO

ZAPATAS 40 70 ARRIOSTRAMIENTOS ENTRE ZAPATAS 60 150 LOSAS DE CIMENTACION 90 175 PILARES 100 600 VIGAS 100 400 FORJADOS PLANOS 100 250 FORJADOS POSTESADOS 50 150 FORJADOS PLANOS ALIGERADOS 80 200

25 ANEXO: TABLA DE PESOS DEL ACERO CORRUGADO EN FUCION DE SU DIAMETRO NOMINAL.

Diámetro nominal en mm 6 8 10 12 16 20 25 32 40 Sección en cm2 0.28 0.50 0.79 1.13 2.01 3.14 4.91 8.04 12.60

Peso en Kg por metro lineal 0.22 0.39 0.62 0.89 1.58 2.47 3.85 6.31 9.86 Presentación Rollos y barras rectas Barras rectas

No obstante, para calcular el peso, basta saber el la densidad del acero = 7852 kg/ cm2. La densidad es la masa partida por el volumen, de donde podemos obtener la masa, multiplicando la densidad por el volumen. La siguiente tabla nos calcula la longitud básica de anclaje en centímetros, para las barras de diámetros más empleadas: