Caracteristicas de La Adherencia en Barras (Informe de La Exposicion)

7/24/2019 Caracteristicas de La Adherencia en Barras (Informe de La Exposicion)

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CARACTERISTICAS DE LA ADHERENCIA EN BARRAS

La teora que se desarrolla en los captulos siguientes se fundamenta, entreotros principios, en que el concreto se deforma igual que el acero y en que elacero es capaz de desarrollar su esfuerzo de fluencia. Estas hiptesis son vlidassiempre que se tomen provisiones para garantizar la adherencia entre ambosmateriales.

Son tres los mecanismos que permiten desarrollar la adherencia entreacero y concretol. !dhesin qumica". #riccin3.!plastamiento del concreto por las corrugaciones de las varillas

El primero de ellos se presenta cuando los esfuerzos en el acero sonpeque$os, del orden de %& a "% 'glcm(. )uando la adhesin qumica se rompeentran a actuar los otros dos mecanismos, siendo el aplastamiento del concreto

ms efectivo que la friccin lo que queda demostrado al observar que las varillassin corrugaciones se desprenden casi inmediatamente despu*s de perder laadhesin qumica. En la figura +.% se muestran las fuerzas que actan en la varillacuando la adhesin se ha roto.

)omo se aprecia, la reaccin en el concreto no es paralela al acero sinoforma un ngulo con *l. Esta inclinacin vara entre &- y /0 y, por lo tanto, lacomponente radial de esta fuerza no es despreciable. El concreto que rodea elrefuerzo est sometido a un estado de esfuerzos como el mostrado en la figura+.", similar al de un recipiente de pared delgada sometido a presin interna.


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!nte los esfuerzos a que est sometido, el concreto puede presentar dostipos de falla.

La primera se produce cuando los esfuerzos de tensin alrededor del acerosuperan la resistencia a la traccin del concreto. En la seccin de menor espesor,se iniciar la formacin de grietas que al desarrollarse ocasionarn la p*rdida de

adherencia con el refuerzo. El recubrimiento y el espaciamiento entre varillas sonfactores crticos en este caso, como se muestra en la figura +.+.

El segundo tipo de falla se presenta cuando el concreto entre lascorrugaciones del acero falla por aplastamiento o desprendimiento, con elconsecuente deslizamiento del refuerzo. Esta situacin se presenta en la figura+.&.

Se han dise$ado una serie de ensayos para cuantificar la adherencia entreacero y concreto. 1no de ellos consiste en preparar un dado de concreto con unavarilla embebida en *l. La varilla es traccionada haciendo uso de una gata que seapoya en el dado, comprimi*ndolo. La distribucin de esfuerzos de adherencia semuestra en la figura +.-. Esta prueba tiene el inconveniente que el concreto nopresenta fisuras, las cuales, en la prctica, alteran la distribucin de los esfuerzos.

!dems, la plancha de apoyo del dado limita las deformaciones laterales delconcreto debidas al efecto 2oisson y por consiguiente, eleva la adherencia entreacero y concreto. Este ensayo fue muy usado hasta antes de %3-0.

4tro tipo de ensayo, desarrollado en la 1niversidad de 5e6as, consiste encargar la viga mostrada en la figura +.7. Este procedimiento supera de algn modolas deficiencias del anterior


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LONGITUDES DE ANCLAJE O DESARROLLO

El logro de un comportamiento adecuado de adherencia es un aspecto

importante del dimensionamiento de elementos de concreto reforzado8 sin

embargo el conocimiento que se tiene del fenmeno es relativamente escaso,

especialmente en lo que se refiere a la determinacin de los esfuerzos internos y a


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los mecanismos de fallas por adherencia. E6perimentalmente se han encontrado

m*todos para estimar en forma apro6imada, los esfuerzos de adherencia en casos

particulares8 pero estos m*todos no toman en cuenta todas las variables que

intervienen, ya que sus efectos no han podido ser cuantificados en forma

definitiva. Los estudios que han permitido la formulacin de recomendaciones de

dimensionamiento se pueden clasificar en ensayos de e6traccin y ensayos de

vigas.

La longitud de transferencia Ld, para las barras con resaltes as como paralos alambres con resaltes de las mallas electrosoldadas ser


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Acero de refuerzo en compresin

!"#"#"#! 9arras con resaltes

La longitud de transferencia de tensiones para barras y alambres con

resaltes en compresin, Ldc, se calcular con la ecuacin :%";7< y el factor de

modificacin =c de la 5abla %"."." aplicable, pero en ningn caso Ldc ser menor

que "0 cm.

Ldc $ %&%'( d) f* + c f > ? %&%%, d) f*

ANCLAJE DE BARRAS -EDIANTE GANCHOS

En ocasiones no se dispone de suficiente espacio para alo@ar longitud dedesarrollo requerida. Se suele en estos casos hacer dobleces en el e6tremo de la

barra, de manera de que se formen ganchos o escuadras que requieren menos

espacios.


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Las dimensiones del gancho son muy importantes para asegurar sueficiencia. En la porcin recta se desarrollan esfuerzos de adherencia y en laporcin curva, esfuerzos de aplastamiento en el concreto. E6isten dosmecanismos de falla en este tipo de ancla@e. El primero se presenta si no secuenta con recubrimiento suficiente, en cuyo caso el concreto se desprende

debido a los esfuerzos radiales que genera la presencia de las corrugaciones de lavarilla. El segundo tiene su origen en el aplastamiento del concreto adyacente a laporcin curva del gancho.

LONGITUD DE DESARROLLO .ARA BARRAS CON GANCHOS

Se ha demostrado que la longitud de varilla requerida para fabricar ungancho estndar desarrolla apro6imadamente la misma capacidad de adherenciaque una varilla recta de la misma longitud, es decir, la curvatura del gancho no leagrega adherencia adicional al refuerzo. Ancrementar la e6tensin del gancho nome@ora su comportamiento debido a que la falla se produce por aplastamiento delconcreto en la porcin curva.

La longitud de ancla@e mediante gancho estndar Ld/ para barras conresaltes en traccin, se calcular con la ecuacin :%";/


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Si se utiliza ganchos para anclar el refuerzo en e6tremos discontinuos,como volados o e6tremos de vigas simplemente apoyadas, cuyo recubrimientolateral, superior e inferior es menor que 7.- cm. se requerir estribos conespaciamiento menor que +db, a lo largo de la longitud de ancla@e y con el primerestribo a S " d, de la cara del gancho :ver figura +.% %


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E-.AL-E EN BARRAS

Emp01me 2r0s10p0do o so10p0do#

El empalme traslapado consta de las dos varillas a empalmar, una acontinuacin de la otra, con una cierta longitud de traslape. La fuerza en una barrase transfiere al concreto que la rodea por adherencia y, simultneamente, por elmismo efecto, del concreto a la otra barra. La distribucin de esfuerzos es similar ala mostrada en la figura +.%". La eficiencia de un empalme depende del desarrollode la adherencia a lo largo de la superficie de las varillas y de la capacidad delconcreto para transferir los elevados esfuerzos cortantes que se generan. Losempalmes traslapados tienen la desventa@a que el concreto que los rodeapresenta grietas locales irregulares.


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El empalme traslapado con contacto es me@or pues se puede amarrar elacero con alambres. Si las varillas empalmadas no estn en contacto directo, nodebern separarse ms de un quinto de la longitud del empalme ni ms de %- cm.pues sino se genera una seccin no reforzada entre varillas que favorece elagrietamiento.

Emp01mes 0 2r0ccin

El empalme a traccin genera compresin diagonal en el concreto ubicadoentre varillas. La presencia de estribos en el elemento limita el desarrollo degrietas originadas por estos esfuerzos y asegura una falla dctil.E6perimentalmente se ha demostrado que resulta beneficioso escalonar lostraslapes. Esto se debe a que los e6tremos de las barras son fuentes dediscontinuidad e inician grietas en la zona de tensin.

La longitud mnima de empalme por solape en traccin ser conforme a losrequisitos de empalmes C10ses A o B, definidos en la 5abla %".+.%.

Empalme C10se A& %,0 Ld B +0 cm.Empalme C10se B& %,+ Ld B +0 cm.

2ara la determinacin de la longitud de ancla@e de varillas empalmadassimultneamente, se considerar que su espaciamiento es igual al espaciamientoentre varillas fuera de la zona de empalme menos el dimetro de una barra. 2aracolumnas con varillas cuyos e@es no estn alineados y para empalmesescalonados, se tendrn en cuenta las consideraciones mostradas en la figura+.%+.


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Emp01mes so1d0dos * emp01mes mec3nicos

Cormalmente se usan para empalmar varillas de dimetros grandes :D 7 mayores


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Los empalmes mecnicos son los ms usados actualmente y son msseguros que los empalmes soldados. E6isten en el mercado diversos dispositivospatentados para lo empalmes mecnicos como manguitos que se presionanmecnicamente a las varillas, dispositivos con rosca en la varilla, manguitos quese presionan con tomillos etc.

En la parte correspondiente a dise$o antissmico clasifican los empalmesmecnicos como sigue


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Los empalmes por accin mecnica cumplirn las restricciones impuestasen la Seccin %/.".+ y sern clasificados como Tipo ! y Tipo ", de la formasiguiente

!# Empalmes Tipo !# Es todo empalme que por accin mecnica desarrolle,tanto en traccin como en compresin, al menos el %"- por ciento de latensin cedente f* de la barra, de conformidad con los requisitos de laSeccin +.7.%.

"# Empalmes Tipo "# Son empalmes por accin mecnica que desarrollen laresistencia a traccin especificada de la barra empalmada.

Emp01mes 0 2ope

Este tipo de empalme se emplea slo para varillas en compresinencerradas con estribos cerrados o espirales. Las varillas empalmadas debernterminar en superficies planas con un error de alineacin menor que %.- respectoa una recta perpendicular al e@e de las barras. 2ara conseguir un correctoalineamiento, se suelen emplear manguitos como el que se muestra en la figura+.%7


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CORTE 4 DOBLADO DE BARRAS

J:%< :!rt. %".%%.%< Kefuerzo que deber prolongarse hacia el apoyo

?1

3 !sen elementos simplemente apoyados

?1

4 !sen elementos continuos

? 7 en vigasLd para barras en compresin cuando estas barras :barras a< son

utilizadas como refuerzo en compresin.

J :"< :!rt. %".%%.+< En apoyos simples y puntos de infle6in, el refuerzo atensin por momento positivo deber limitarse a un dimetro tal que ldMnGIuNL a,e6cepto cuando el refuerzo sea terminado ms all del centro de lnea de apoyossimples por medio de un gancho estndar, o ancla@e mecnico, cuando menos

equivalente a un gancho estndar.Mn Kesistencia a momento nominal considerando que todo el refuerzo en la

seccin est sometido a el esfuerzo de resistencia fy.Iu #uerza cortante factorizada en la seccin.La ; En un apoyo, ser la longitud en que se encuentra ahogado el refuerzo,

ms all del centro del apoyo.; En un punto de infle6in, deber limitarse al peralte efectivo del elemento

%"db, el que resulte menor.


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1n incremento de +0F en MnGIu ser permitido cuando los e6tremos delrefuerzo estn confinados por una reaccin en compresin.


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:!rt. %".%".%< El refuerzo deber ser anclado en, a trav*s del elemento deapoyo por longitud de ahogamiento, ganchos ancla@e mecnico.

:!rt. %".%"."< El refuerzo por momento negativo deber tener una longitud apartir del apoyo como en el caso de acero por momento positivo.

:!rt. %".%".+< ?1

3 !sen un apoyo deber tener una longitud ms all del

punto de infle6in, que no ser menor que el peralte efectivo de la seccin, %"db %G%7 la longitud de el claro libre, la que resulte mayor.

:!rt. %".%".&< En apoyos interiores de miembros a fle6in, el refuerzo a

tensin por momento negativo, deber ser continuo con el de los clarosadyacentes.


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