1. MANUAL DEL ACERO GERDAU DIACO PARA CONSTRUCCIONES SISMO
RESISTENTES 2. MANUAL DEL ACERO GERDAU DIACO PARA CONSTRUCCIONES
SISMO RESISTENTES Cumple la nueva norma colombiana de sismo
resistencia NSR-10 Ing. HAROLD ALBERTO MUOZ M 3. Manual del acero
Gerdau Diaco para construcciones sismo resistentes Diaco S.A. es
titular de los derechos de autor sobre el Manual del Acero Gerdau
Diaco para Construcciones Sismo Resistentes, cuyo autor es el
Ingeniero Harold Alberto Muoz Muoz. Advertencia: La presente
publicacin se realiza con el objeto de difundir las prcticas de
cons- truccin de acuerdo al REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIN
SISMO RESIS- TENTE NSR-10 y a ellas debe remitirse el usuario. Este
manual no las sustituye, por tanto, el uso, la referencia y la
reproduccin de la presente publicacin es de responsabilidad
exclusiva del usuario. Diagramacin e Impresin Zeta IGC Tercera
Edicin Octubre de 2012 4. 5 INDICE Indice Portafolio de
productos.....................................................................
11 Captulo 0 Prefacio 1. Gerdau
Diaco.............................................................................
15 2. Gestin
ambiental.......................................................................
16 3. Gestin de
calidad......................................................................
17 Captulo 1 El acero para las estructuras de concreto 1.
Introduccin...............................................................................21
2. Proceso de
fabricacin...............................................................
22 3.
Laminacin.................................................................................24
4. Enfriamiento y
corte....................................................................
25 5.
Propiedades................................................................................26
6. Barras de acero estructural
corrugado......................................... 27 7. Normas de
fabricacin................................................................
27 8. Control de
calidad......................................................................
28 Productos Gerdau Gerdau Diaco para refuerzo de concreto Corte y
doble.............................................................................
32 Barras
corrugadas.......................................................................
33 Identificacin de barras
corrugadas............................................. 33
Alambrones
corrugados..............................................................
37 Refuerzo
electrosoldado.............................................................
38 Captulo 2 El proyecto estructural 1. Diseo
estructural.......................................................................
43 2. Sistemas
estructurales..................................................................
44 3. Planos
estructurales.....................................................................
46 5. 6 Manual del acero Gerdau Diaco para construcciones sismo
resistentes 4. Memorias
estructurales................................................................
48 5. Las especificaciones de
obra....................................................... 49
Captulo 3 El acero en la obra 1. Planos estructurales planos y
despieces........................................ 53 2. Elementos
de las cartillas de
despiece.......................................... 54 3. Ganchos de
doblez.....................................................................
58 4. Dimetros mnimos de
doblado.................................................. 60 5.
Doblado......................................................................................60
6. Elaboracin de las cartillas del
refuerzo........................................ 61 7. Proceso de
figuracin..................................................................
61 8.
Transporte...................................................................................62
9. Recepcin en
obra.....................................................................
62
10.Almacenamiento.........................................................................63
11.Colocacin del
refuerzo..............................................................
64
12.Tolerancias..................................................................................64
13.Estribos o
flejes............................................................................
65 14.Refuerzo longitudinal y
principal................................................. 66
15.Refuerzo de
reparticin...............................................................
67 16.Refuerzo para control de retraccin y
temperatura...................... 67 Captulo 4 Detalles del
refuerzo 1. Detalles del
refuerzo...................................................................
69 2. Longitudes de desarrollo y empalmes de
refuerzo........................ 83 3.
Tablas.........................................................................................85
Captulo 5 Mallas de refuerzo 1.
Introduccin...............................................................................131
6. 7 INDICE 2. Caractersticas
tcnicas................................................................
134 Manejo y almacenamiento de
mallas.......................................... 137 3.
Usos...........................................................................................139
Paetes
estructurales...................................................................
139 Placas
macizas............................................................................
140 Placas
aligeradas.........................................................................
141 Placas de
piso.............................................................................
141 Placas aligeradas de
cimentacin................................................ 142
Muros de
contencin.................................................................
143
Tanques......................................................................................145
Longitud de desarrollo y
empalmes............................................. 145 Conversin
del refuerzo a
malla................................................. 145 Captulo
6 Los procesos constructivos 1.
Introduccin...............................................................................149
2. Coordinacin de
planos..............................................................
150 3. Planeacin y
preparacin............................................................
150 4. Normas tcnicas y especificaciones de
construccin.................... 151 5. Caractersticas de la
industria...................................................... 151
6. Seguridad
industrial....................................................................
152 7.
Previsiones..................................................................................153
8. Calidad del
concreto...................................................................
154 9.
Formaleta.....................................................................................155
10.Acero de
refuerzo......................................................................
155
11.Transporte..................................................................................156
12.Vaciado sobre el
terreno.............................................................
157
13.Colocacin.................................................................................158
7. 8 Manual del acero Gerdau Diaco para construcciones sismo
resistentes
14.Vibrado.......................................................................................158
15.Acabado......................................................................................160
16.Curado........................................................................................160
17.Desencofrado..............................................................................160
18.Proteccin...................................................................................161
19.Caractersticas de las
formaletas................................................... 161
Guas de los procesos constructivos Cimentaciones zapata
aislada.................................................... 179
Cimentaciones zapata
corrida.................................................... 180
Cimentaciones
caissons..............................................................
181 Cimentaciones placa
aligerada.................................................... 182
Cimentaciones pilotes
pre-excavados.......................................... 183
Cimentaciones pilotes megapress
..............................................184 Cimentaciones
dados..................................................................
185 Cimentaciones viga de
amarre.................................................... 186
Cimentaciones vigas de
cimentacin........................................... 187
Columnas...................................................................................188
Nudos........................................................................................189
Pantallas.....................................................................................190
Placas de entrepiso
macizas........................................................ 191
Placas de entrepiso
aligeradas..................................................... 192
Placas de entrepiso
vigas.............................................................
193 Escaleras de
placa.......................................................................
194 Muros pantalla en
stanos...........................................................
195 Muros de
stano........................................................................
196
Rampas.......................................................................................197
Elementos no
estructurales..........................................................
199 8. 9 INDICE Captulo 7 La durabilidad de las estructuras de
concreto 1. Vida til o de servicio de las estructuras de
concreto................... 203 2. Factores de
deterioro..................................................................
205 3. Durabilidad de las estructuras de
concreto.................................. 206 4. Agresividad del
medio ambiente................................................. 207
5. Resistencia del concreto a los agentes de
deterioro...................... 209 Construcciones en clima
fro....................................................... 210
Construcciones en clima
clido................................................... 211 El
agua........................................................................................
213 Exposicin a sustancias qumicas
agresivas................................... 214
Abrasin.....................................................................................216
Corrosin del acero y de otros materiales inmersos en el
concreto..............................................................
218 Reacciones qumicas de los
agregados......................................... 220 Lixiviacin
por aguas
puras......................................................... 220
Captulo 8 La corrosin de las estructuras de concreto 1.
Introduccin...............................................................................225
2. Naturaleza del
fenmeno............................................................
225 3. Mecnica de la
corrosin............................................................
226 4. Calidad del
concreto...................................................................
230 5. Condiciones
ambientales............................................................
233 6. Superficie del
acero....................................................................
234 7. Corrientes elctricas
errticas...................................................... 234
8. Iones
cloruros.............................................................................
235 9. Patologas por la presencia de
sulfatos......................................... 236
10.Carbonatacin............................................................................238
9. 10 Manual del acero Gerdau Diaco para construcciones sismo
resistentes 11.Lixiviacin por aguas
blandas...................................................... 240
12.Consecuencias de la
corrosin.................................................... 240
13.Influencia de las
fisuras................................................................
243 14.Prevencin y proteccin contra la
corrosin................................ 243 Anexos Ayudas de diseo
1. Sistema Internacional de unidades
SI........................................... 247 Propiedades de
las
secciones.......................................................
248 Diagramas de
vigas......................................................................
253 Factores de
conversin................................................................
264
Bibliografa.................................................................................267
10. 11 INDICE Construccin Aplicaciones Especial para el refuerzo
del concreto en obras sismo resistentes: en el amarre del con-
creto en obras civiles e infraestructura, como refuerzo en losas,
entrepisos, pavimentos y muros de viviendas. Barras corrugadas
Rollos corrugados Mallas Grafil Acero figurado y armado Juntas de
transferencia Alambre negro 11. 12 Manual del acero Gerdau Diaco
para construcciones sismo resistentes Trefilables Alambrn
trefilable GRADOS APLICACIN 1008 1010 1015 1016 En calidad drawn y
mesh como materia prima para la industria CARACTERSTICAS 1018 1020
Industria Aplicaciones Como materia prima en: torres de
comunicacin, torres de transmisin de energa elctrica, puentes
vehiculares y peatonales, cubiertas, soportes guiados, sealizacin,
muebles, ventanas, estanteras y carroceras; industria metalmecnica,
ornamentacin y estructuras remachadas, atornilladas o soldadas.
ngulos Barras cuadradasPlatinas Barras lisas Perfil TCanal U 12.
captulo 0Prefacio 13. Manual del acero Gerdau Diaco para
construcciones sismo resistentes 14. 15 CAPTULO 0 / Prefacio Gerdau
Diaco Empresa perteneciente al grupo Gerdau, empresa lder en el
sector side- rrgico colombiano es la resultante de los procesos de
consolidacin de la industria siderrgica colombiana desde 1938.
Actualmente Gerdau Diaco cuenta con un esquema de gestin de negocio
fundamentado en procesos operacionales y de soporte que le permiten
entregar productos de acero de alta calidad y satisfacer las
demandas de todos lo pblicos vinculados a su operacin. 15. 16
Manual del acero Gerdau Diaco para construcciones sismo resistentes
La capacidad industrial actual instalada de Gerdau Diaco es: Dos
(2) aceras, seis (6) laminaciones, ocho (8) unidades de corte y
doble y cinco (5) centros de acopio. Que por su ubicacin estratgica
permiten atender las necesidades de todo el territorio nacional.
Con esta capacidad instalada Gerdau Diaco fabrica y comercializa
produc- tos largos de acero para la construccin y la industria.
Dentro del modelo de gestin de la organizacin cabe resaltar su
especial inters por la gestin de la seguridad de las personas,
gestin ambiental y gestin de calidad. Gestin ambiental Gerdau Diaco
cuenta con un sistema de gestin ambiental consolidado cuya
finalidad es el cumplimiento de la normatividad ambiental vigente,
propiciar pro- cesos sostenibles y buscar las mejores prcticas que
garanticen el control de los impactos ambientales de todas sus
operaciones en Colombia. El departamento de Gestin Ambiental esta
compuesto por un equipo interdis- ciplinario altamente capacitado
en la implementacin de prcticas que conduz- can a la produccin
limpia, involucrando a cada uno de los colaboradores en la gestin
ambiental de cada uno de sus procesos operativos. El proceso de
aprovechamiento de chatarra y reciclaje de elementos de ori- gen
metlico ferroso implica ventajas ambientales al disminuir la
demanda de recursos naturales no renovables. As mismo Gerdau Diaco
viene gestando el aprovechamiento de todos los residuales de sus
procesos industriales y posi- cionndolos en el mercado para ser
aprovechados como materia prima para distintas industrias. Gerdau
Diaco es la primera siderrgica en Colombia en obtener la certifi-
cacin ISO 14001 para su operacin en el municipio de Tuta, Boyac. El
grupo Gerdau realiza esfuerzos por implementar y certificar todas
sus operaciones, en Colombia avanzamos decididamente a obtener el
sello en Gestin Ambien- tal para nuestras unidades siderrgicas. De
igual manera Gerdau Diaco como proveedor apoya decididamente a sus
clientes y usuarios en los procesos de certificacin y mejores
prcticas de cons- truccin sostenible, lo anterior hace de Gerdau
Diaco una empresa comprome- tida con el desarrollo sustentable de
las comunidades de influencia. Gestin de la calidad Utilizando como
marco de referencia la poltica de Calidad Gerdau Diaco ha
implementado un sistema fundamentado en prcticas de excelencia 16.
17 CAPTULO 0 / Prefacio que le permite garantizar el cumplimiento
todas las normas aplicables a los productos que fabrica y
comercializa. Gerdau Diaco fue la primera empresa siderrgica en
obtener la certificacin ISO 9001 que desde 1996 valida su modelo de
gestin de calidad. Adicionalmente y considerando que la nica forma
de brindar seguridad a los usuarios de nuestro producto barras de
acero para uso como refuerzo de concreto en construcciones sismo
resistentes Gerdau Diaco cuenta con sello de conformidad de
producto bajo norma NTC 2289 otorgado desde 1986 y revalidado hasta
la fecha por Icontec. Todos los productos fabricados por Gerdau
Diaco tienen la identificacin en alto relieve en el producto y
debidamente marcado por unidad de empaque con etiquetas que
permiten su reconocimiento y diferenciacin en el merca- do. En
adicin a esto cada uno de los despachos de producto se acompaa del
correspondiente reporte de conformidad en el cual se consignan
todas las especificaciones exigibles por su correspondiente norma
vigente aplicable. 17. captulo 1El acero para las estructuras de
concreto 18. Manual del acero Gerdau Diaco para construcciones
sismo resistentes 19. 21 CAPTULO 1 / El Acero para las estructuras
de concreto 1. Introduccin La construccin de estructuras de
concreto reforzado utiliza acero al car- bono, el cual es un
material cuya composicin qumica es compleja. Ade- ms del hierro,
cuyo contenido es de ms del 98%, la aleacin Acero esta compuesta de
una gran variedad de elementos qumicos que debido a su proceso de
produccin (manganeso y silicio), a la dificultad que representa
extraerlos (azufre, fsforo, oxgeno, nitrgeno e hidrgeno), o a la
casuali- dad de que se encuentren presentes (cromo, nquel, cobre y
otros metales) hacen de esta aleacin un material muy til para uso
en aplicaciones de construccin e ingeniera. Figura 1.1 Siderurgia -
Acuarela Demetrio Lozada Montero. El acero se obtiene cuando el
mineral de hierro se reduce en presencia carbono, se afina, se
conforma mecnicamente y se da tratamiento trmico con lo cual
adquiere gran resistencia, elasticidad y ductilidad. El carbono
presente en el acero, modifica algunas propiedades como la
maleabilidad, tenacidad, dureza, soldabilidad, entre otras. Al
aumentar el contenido de carbono, se logra elevar la resistencia,
de igual mane- ra aumenta el ndice de fragilidad en fro
disminuyendo la ductilidad y tenacidad. Los aceros que se obtienen
en la industria provienen de la adicin cuida- dosa de carbono en
los aceros comunes y dependiendo de las adiciones o de los
materiales aleantes que contenga; el acero modifica sus propiedades
por lo que a estas ultimas aleaciones se les denominan aceros
especiales. 20. 22 Manual del acero Gerdau Diaco para
construcciones sismo resistentes 2. Proceso de fabricacin La
produccin del acero se realiza a partir de dos materias primas:
Mineral de hierro: este proceso se conoce como siderurgia integrada
Acero reciclado o chatarra: este proceso se conoce como siderurgia
semi integrada. En Colombia se tienen ejemplos de ambos sistemas de
produccin. Ger- dau es lder mundial en la operacin de unidades
siderrgicas semi inte- gradas, siendo el reciclaje del acero uno de
los pilares de su operacin. En Colombia el grupo opera dos aceras
semi integradas. Figura 1.2 Arrume de la chatarra como materia
prima para la produccin del acero en una siderrgica semi integrada.
Reduccin El acero se obtiene a partir de procesos industriales y
metalrgicos deno- minados procesos siderrgicos, el primer paso para
la produccin de acero se realiza con la reduccin del mineral de
hierro en presencia de carbn coque y caliza, generalmente el hierro
se presenta en la naturaleza de ma- nera abundante en forma de
hidrxidos de hierro; este proceso se lleva a cabo en el Alto Horno
y su producto se conoce como arrabio. Acera El arrabio o la
chatarra son los insumos para el siguiente paso, muchas veces se
combinan en las aceras estos dos materiales para obtener aceros
apropiados para cada aplicacin y necesidad de los pblicos
interesados. Los tipos de acera ms usados en el mundo son el
convertidor bsico al oxigeno y el horno elctrico. 21. 23 CAPTULO 1
/ El Acero para las estructuras de concreto Las siderrgicas
Semi-integradas contemplan un proceso de preparacin de chatarra, la
cual incluye seleccin, corte, fragmentacin y compactacin que busca
mejorar la eficiencia de la fusin del acero. El proceso de acera
tiene dos fases: Fase de fusin: En el proceso de fusin, que se
realiza por la accin de un arco elctrico, se agregan otras materias
primas como caliza, coque y oxigeno para formar la escoria que
elimina las impurezas, obteniendo un acero puro y homo- gneo con la
calidad requerida. Fase de afino: Se realiza en el horno cuchara.
Inicialmente se reducen los elementos inde- seables en la aleacin.
Y se adicionan ferroaleaciones con contenido de ele- mentos
aleantes requeridos de acuerdo al requisito de la especificacin de
cada tipo de acero como: cromo, nquel, molibdeno, vanadio, titanio,
etc. Este proceso se repite hasta conseguir una colada homognea de
acero con las caractersticas qumicas solicitadas. Durante el
proceso acera, se controla la temperatura, homogeneidad, y se
ajusta la composicin qumica mediante el anlisis qumico de cada
cola- da; este procedimiento se realiza por lo menos tres veces en
espectrme- tros de rpida interpretacin para definir la composicin y
caractersticas de cada colada. Colada contina: La palanquilla es el
resultado final del proceso de acera, se obtiene a partir del
vertido del acero lquido en moldes que poseen refrigeracin y
agitacin controladas, con este mecanismo se obtiene acero en estado
slido y con las caractersticas de su macro-estructura adecuadas
para cada aplicacin. Figura 1.3 Palanquillas en su etapa de
conformado y posterior corte. 22. 24 Manual del acero Gerdau Diaco
para construcciones sismo resistentes 3. Laminacin Mediante un
proceso de laminacin en caliente, aproximadamente a 1.100 C, la
palanquilla se transforma en los productos comerciales como las
Barras de Refuerzo, Alambrones y Perfiles. Gerdau es lder mundial
en la fabricacin de aceros largos para uso en construccin o en
diferentes industrias. La lami- nacin consiste entonces en la
conformacin mecnica del acero mediante el paso sucesivo a travs de
rodillos que reducen el tamao de su seccin. Este proceso se lleva a
cabo mediante tres etapas: precalentamiento, calen- tamiento,
desbaste, tren intermedio y tren y/o bloque acabador. Tren de
laminacin El paso a travs del tren de laminacin permite trasformar
la palanquilla de seccin cuadrada, al pasar por entre pares de
rodillos que giran a la misma velocidad pero en sentido contrario.
As se reduce la seccin transversal y se aumenta la longitud de la
barra de acero en cada paso; este proceso aprove- cha la propiedad
de ductilidad del acero. Es por esto que las propiedades del
producto dependern mucho de la calidad (composicin qumica) del
acero que se utilice as como de las condiciones (temperatura,
velocidad, reduccio- nes, acabado) en el proceso de laminacin. Este
proceso, se puede realizar en fro o en caliente. La laminacin en
caliente aprovecha el aumento de la ductilidad del material
directamente proporcional a la temperatura, lo que ayuda al alivio
de tensiones durante el proceso de conformacin mecnica. Figura 1.4
Proceso de conformacin mecnica en caliente. Figura 1.5 Tren de
laminacin. 23. 25 CAPTULO 1 / El Acero para las estructuras de
concreto En el desbaste se producen las primeras deformaciones a la
palanquilla acondicionndola para los siguientes pases, se eliminan
asperezas y buena parte de la calamina (capa de xido superficial).
En el tren intermedio se deforma la barra de acero en diferentes
tipos de secciones realizando las reducciones necesarias para
ajustar la seccin final al tipo de perfil y a las tolerancias
deseadas. En el tren de acabado se obtienen secciones uniformes
mediante pasos finos que logran el acabado superficial y ajustan
las tolerancias deseadas de cada producto. El bloque acabador esta
presente en la conformacin de alambrones, el bloque acabador
consiste en una serie de rodillos que trabajan en una sola unidad
cerrada ya que las barras pasan a grandes velocidades y estn
fabricados con materiales de gran dureza que dan el acabado y
tolerancias dimensionales a los alambrones; posteriormente la barra
pasa por el formador de espiras que logra espiras continuas que
con- formarn un rollo. Figura 1.6 Proceso de laminacin, formador de
espiras. 4. Enfriamiento y corte Al trmino de la laminacin la barra
se somete a un enfriamiento rpido con el fin de modificar la
estructura de grano y conseguir una estructura de grano fino. En
este proceso se consigue que la zona externa de la barra sea 24. 26
Manual del acero Gerdau Diaco para construcciones sismo resistentes
dura y resistente y la zona interior dctil con lo cual se consiguen
mejores propiedades mecnicas para su funcin estructural en
construcciones de diseo sismo resistente. Las barras se cortan a
longitudes comerciales: 6.00, 9.00, 12.00 y 14.00 m. Palanquilla
Barra Figura 1.7 Esquema del proceso de transformacin de la
palanquilla en varilla mediante la laminacin. 5. Propiedades
Alargamiento: Alteracin de la longitud por unidad de longitud
original, generalmente expresada en porcentaje. Deformacin elstica:
Cuando una carga a traccin se aplica a una pro- beta de acero esta
se torna levemente ms larga, pero al retirar la carga la longitud
retorna a su dimensin original. Deformacin plstica: La deformacin
permanece an cuando se retira la carga. Resistencia: Es la carga
mxima soportada por una probeta sometida a traccin antes de
romperse. Resistencia a la fluencia: Es la capacidad del material
de soportar la defor- macin plstica, es la carga lmite a partir de
la cual el comportamiento del material cambia del estado elstico al
estado de deformacin plstica. Ductilidad: Se dice que un material
es dctil si tiene capacidad para de- formarse sin romperse. La
deformacin del acero a partir de la fluencia es denominada
ductilidad. Gracias a esta propiedad, las estructuras de con- creto
resultan econmicas puesto que ellas se disean para que adems de
poseer suficiente capacidad resistente, tengan capacidad para
disipar la energa de deformacin que le impone la fuerza ssmica,
mediante su flexibilidad dentro de ciertos lmites que corresponden
a su deformacin. La ductilidad es por tanto seguridad, puesto que
por ella se advierten las deformaciones antes del colapso. La
ductilidad se consigue gracias al proceso de enfriamiento que se
realiza desde el exterior al interior de la barra. La ductilidad se
la considera como reserva de la capacidad resistente, y en ella se
fundamenta la teora del diseo plstico para construcciones
sismorresistentes. 25. 27 CAPTULO 1 / El Acero para las estructuras
de concreto Dureza: Es la resistencia que presenta el acero a ser
penetrado. Es variable dependiendo de la composicin qumica del
acero. Tenacidad: Es la capacidad del acero para absorber energa en
grandes cantidades. Temperatura: Las propiedades mecnicas del acero
se afectan de forma dramtica por causa del fuego. El aumento de
temperatura provoca un incremento de longitud que se expresa
mediante la ecuacin: aL= aa t L, en la que es el coeficiente de
dilatacin trmico (1.2 x 10-5.) 6. Barras de acero estructural
corrugado Las barras de acero para uso como parte del concreto
reforzado dentro de la industria de la construccin, provienen del
proceso de laminado en caliente. Poseen corrugas o resaltes que
mejoran considerablemente la adherencia al concreto cuya
configuracin se encuentra normalizada. Su ductilidad permite la
disipacin de la energa de deformacin, con lo cual se consigue que
el reforzamiento de las edificaciones resulte ms econmi- co y sobre
todo ms seguro. Figura 1.8 Barras de acero en obra. 7. Normas de
fabricacin Ante la inmensa variedad de tipos de acero resultantes
de las mltiples posibilidades de produccin de diversos tipos de
acero, resultan necesarias las normas de produccin que establecen
la composicin y caractersticas de los materiales, tales como las
AISI (vigentes desde 1930), ASTM, DIN o ISO. 26. 28 Manual del
acero Gerdau Diaco para construcciones sismo resistentes Para el
caso colombiano en todo el territorio nacional la norma que aplica
para el acero para refuerzo de concreto en construcciones sismo
resistentes es la Norma Tcnica Colombiana NTC 2289 (Equivalente
ASTM A 706): Barras corrugadas y lisas de acero de baja aleacin
para refuerzo de concreto. 8. Control de calidad Segn los
resultados obtenidos, se verifica el cumplimiento de la norma
colombiana NTC 2289 (ASTM A706, A706M) y se procede a reportar la
conformidad del producto. Los resultados de los ensayos, permiten
expedir un reporte de conformidad del producto para el lote
ensayado y garanta de uso por parte del usuario. El control de
calidad de la fabricacin del acero, se realiza en cada etapa desde
el escogimiento de la chatarra hasta la verificacin de las
dimensio- nes despus de la laminacin en caliente, pasando por su
composicin qumica, propiedades fsicas y mecnicas. Para estos
efectos se toman muestras que se someten a pruebas normalizadas de
traccin con lo que se verifican las propiedades mecnicas tales como
fluencia, resistencia mxima, alargamiento y rotura. Complementan
los ensayos la prueba de doblado en la cual se establece que en la
barra no pueden aparecer agrie- tamientos en la zona de traccin al
ser sometida a un ensayo normalizado. Los resultados de los ensayos
permiten establecer las caractersticas de calidad que son
reportadas en un reporte de conformidad de producto el cual
contiene la informacin exigida de acuerdo con la norma de fabrica-
cin del producto. Figura 1.9 Mquina universal de ensayos para
evaluacin de probetas con software especializado. Los ensayos
mediante los cuales se controla la calidad del acero de refuer- zo
son: 27. 29 CAPTULO 1 / El Acero para las estructuras de concreto
Ensayo de composicin qumica Se trata de establecer la composicin
qumica o relacin de elementos que conforman el material de las
barras cuyos valores mximos de acuerdo con las Normas ASTM A 706 M
son: El carbono equivalente (CE) es un parmetro que expresa la
soldabilidad, el cual no puede exceder 0.55%. Ensayo de traccin con
probeta normalizada Mediante esta prueba, se somete un trozo de
varilla en la denominada M- quina Universal a un esfuerzo de
traccin creciente hasta producir la rotura de la varilla con lo
cual se pueden establecer diversos aspectos tales como: Mdulo de
Elasticidad (E) : Tambin denominado Lmite de proporcio- nalidad, es
la relacin entre la carga y la deformacin que ella produce.
Usualmente, este valor identifica al material pero debe observarse
que la relacin solo es vlida dentro del rango elstico del material.
Coeficiente de Poissons con el cual se establece la proporcin entre
el alargamiento longitudinal y el acortamiento transversal a la
direccin de la fuerza. Limite de proporcionalidad o de fluencia:
que corresponde al lmite hasta el cual la deformacin es
proporcional a la carga aplicada (fy). Lmite elstico (fy) Carga de
rotura o resistencia a la traccin (fr) Alargamiento de rotura
Estriccin: magnitud de la reduccin de la seccin recta que se causa
en la zona de rotura. Como resultado del ensayo se obtiene la curva
esfuerzo-deformacin, en la que se observan cuatro zonas de
caractersticas muy definidas a saber: 28. 30 Manual del acero
Gerdau Diaco para construcciones sismo resistentes Zona A:
Comportamiento elstico o de proporcionalidad. Se cumple que al
retirar la carga, desaparece la deformacin. La pendiente de la
recta corresponde al Mdulo de Elasticidad o de Young y es
caracterstico del material. El valor ms alto del esfuerzo se
denomina Lmite de Fluencia (fy). Aparecen dos zonas: la primera
recta y la segunda curva y la transicin en- tre ellas es el lmite
de proporcionalidad. Usualmente se estable un lmite prctico
sealando una deformacin (0.2%, 0.1%, etc.) trazando una recta
paralela al tramo recto. Figura 1.10 Diagrama esfuerzo-deformacin
de una barra de acero. Zona B: Punto de fluencia o lugar donde la
varilla cede abruptamente sin incremento de carga. Tal fenmeno se
presenta por causa de las im- purezas o elementos de aleacin que
impiden el deslizamiento de la red de cristales, creando un
mecanismo que permite romper las dislocaciones produciendo
bruscamente la deformacin. Zona C: Deformaciones plsticas. Al
retirar la carga se recupera parcial- mente la deformacin. Zona D:
Se presenta una disminucin de la seccin recta por estriccin con
acumulacin de deformacin hasta la rotura de la probeta, por lo cual
el esfuerzo muestra un descenso en la grfica. Al finalizar el
ensayo se determina la carga de rotura, carga ltima o re- sistencia
a la traccin; la mxima resistida por la probeta dividida por la
seccin inicial, el alargamiento (%) y la estriccin en la zona de la
rotura. Masa por unidad de longitud La masa por unidad de longitud
de una barra de acero es la medida ms adecuada para calcular el
dimetro y por tanto el rea de la seccin trans- versal del elemento.
Se acepta una tolerancia de hasta el (-) 6% sobre la masa nominal
de la barra de refuerzo. 29. 31 CAPTULO 1 / El Acero para las
estructuras de concreto Caractersticas del corrugado La adherencia
de las barras y el concreto se logra mediante las corrugas o
resaltes, por lo que se requiere establecer su relieve, separacin y
trazado. Ensayo de ductilidad La capacidad de deformacin de una
barra de acero en el campo plstico se denomina ductilidad, la cual
se determina dentro del ensayo de traccin como el porcentaje de
alargamiento que experimenta la barra a partir de una longitud
previamente sealada en la barra (usualmente 200 mm). La Norma
NSR-10 establece los requisitos de ductilidad siguientes: Figura
1.11 Detalle de la identificacin y de las corrugaciones en barras.
Ensayo de doblado Mediante el doblado de la barra en condiciones
predefinidas se trata de determinar el efecto sobre la superficie
exterior de la porcin doblada. El ensayo se realiza de forma lenta
y constante para permitir el deslizamiento de la barra y
controlando que el eje de la barra permanezca perpendicular al eje
del doblamiento. El ensayo evala el agrietamiento o rotura de la
parte exterior de la zona doblada. 30. 32 Manual del acero Gerdau
Diaco para construcciones sismo resistentes Productos Gerdau Diaco
para refuerzo de concreto Corte y doble (acero de refuerzo
figurado) Gerdau Diaco como lder en el mercado siderrgico ha
consolidado su operacin ofreciendo a los constructores el servicio
de corte y doble a medida. El proceso de corte y doble (figurado),
consiste en fabricar un producto de acuerdo a las especificaciones,
al despiece o plano es- tructural de cada proyecto. Por medio de un
software especializado se realiza la orden de produccin para
entregar un producto satisfacien- do los requisitos de la industria
moderna de la construccin, donde los materiales son despachados a
la obra justo a tiempo, evitando inconve- nientes de
almacenamiento, desperdicio y mejorando el flujo de caja del
proyecto. Entre las ventajas del uso de acero cortado y doblado a
medida, podemos destacar: Cero desperdicio en obra: muchas de las
figuras en los planos involu- cran cortes de los materiales
teniendo grandes desperdicios de acero, con el servicio de Corte y
Doble el desperdicio es asumido por el pro- ceso industrial. Mayor
rapidez en la colocacin del refuerzo: al llegar a la obra, el acero
esta listo para armar los elementos estructurales; de esta manera
se optimiza el rendimiento de cuadrillas, equipos y tambin la
progra- macin de obra. Menor posibilidad de prdida de material: en
cada unidad de empa- que de acero figurado Gerdau Diaco van
identificados cada uno de los elementos estructurales, de acuerdo a
la cartilla de aceros; mejorando el control de inventarios y
almacenes. Mayor rentabilidad: disminuye costos fijos en
herramienta y mano de obra. Menor inventario de acero en la obra:
Ahorro de espacio, mejora el orden en la obra, el control del
material e incluso el flujo de caja del proyecto. Cumple con las
normas de figuracin y con la norma NSR-10. Todo el acero despachado
por Gerdau Diaco cumple con las caractersti- cas de calidad de la
norma NTC 2289, adicionalmente el servicio de Corte y Doble
garantiza la trazabilidad de todo el proceso, con lo anterior se
satisfacen los requisitos y las prcticas de calidad de las obras.
31. 33 CAPTULO 1 / El Acero para las estructuras de concreto Barras
corrugadas NTC 2289 Barras de acero con ncleo de seccin circular,
longitud continua (rec- tas) en cuya superficie existen salientes
denominadas corrugas, obteni- das por laminacin en caliente. Los
resaltes o estrias se encuentran a lo largo de su eje longitudinal
con lo cual se adquiere especial beneficio como refuerzo del
concreto y construcciones afines. Los resaltes inhi- ben el
movimiento longitudinal relativo de la barra respecto al concre- to
que la rodea. 32. 34 Manual del acero Gerdau Diaco para
construcciones sismo resistentes Caractersticas del producto 33. 35
CAPTULO 1 / El Acero para las estructuras de concreto 34. 36 Manual
del acero Gerdau Diaco para construcciones sismo resistentes Notas:
(1) La tabla 2 se presenta de manera informativa, las referencias
espe- cificadas no son referencias en stock. (2) La masa mnima en
esta ficha de producto corresponde al nominal de la Norma NTC 2289
con una tolerancia de - 6% por metro. En ningn caso el sobrepeso
(exceso de masa) de cualquier barra co- rrugada ser causa de
rechazo. (3) Las dimensiones nominales de las barras corrugadas son
equivalen- tes a las de las barras lisas que tengan la misma masa
nominal. (4) La barra nmero 10 tiene un rea de seccin transversal
equivalente al rea de la seccin transversal de un cuadrado de 11/8
de pulgada. Figura 1.13 Detalle de la identificacin del alambrn
Gerdau Diaco NTC 2289. Figura 1.12 Detalle de la identificacin de
la marca aceros Gerdau Diaco. 35. 37 CAPTULO 1 / El Acero para las
estructuras de concreto Alambrones corrugados NTC 2289 36. 38
Manual del acero Gerdau Diaco para construcciones sismo resistentes
Notas: (A)La resistencia a la fluencia debe determinarse al 0,35%
de la de- formacin unitaria y tomando el rea nominal de la barra
para el clculo del esfuerzo. (B)Alargamiento mnimo realizado sobre
probeta de 200 mm (C)Requisito constructivo segn Reglamento de
construcciones sismo- rresistentes NSR-10 (C.7.2) Refuerzo
electrosoldado (MALLAS) Armadura plana conformada por grafiles de
acero, dispuestos en forma ortogonal y soldados en todos los puntos
de interseccin. Las mallas son 37. 39 CAPTULO 1 / El Acero para las
estructuras de concreto usadas como refuerzo del concreto en
aplicaciones extensivas donde se ne- cesite garantizar la cuanta
del refuerzo y alto rendimiento en la construccin. Figura 1.14
Mallas electrosoldadas en almacenamiento en fbrica. 38. 40 Manual
del acero Gerdau Diaco para construcciones sismo resistentes 39.
captulo 2El proyecto estructural 40. Manual del acero Gerdau Diaco
para construcciones sismo resistentes 41. 43 CAPTULO 2 / El
proyecto estructural 1. Diseo estructural De acuerdo con la Norma
NSR-10, el diseo estructural debe ser realizado por un ingeniero
civil facultado para ese fin, de acuerdo con la Ley. La estructura
de la edificacin debe disearse para que posea resistencia y rigidez
adecuada ante las cargas mnimas de diseo establecidas en el Re-
glamento y debe verificarse adems de que dispone de rigidez
adecuada para limitar la deformabilidad ante las cargas de
servicio, de tal manera que no se vea afectado el funcionamiento de
la edificacin. En una primera etapa, el diseo se realiza mediante
la seleccin del siste- ma estructural, predimensionamiento de los
elementos estructurales, de- terminacin de las cargas verticales,
efectos ssmicos y dems acciones que acten sobre la estructura.
Figura 2.1 El proceso constructivo es una labor paso a paso,
reproduciendo el concreto y el acero lo establecido en los planos
de la obra. El sistema estructural de resistencia ssmica de la
edificacin debe clasificarse dentro de uno de los sistemas
estructurales establecidos en la Norma a saber: sistema de muros,
sistema combinado, sistema de prtico o sistema dual. El Reglamento
NSR-10 define limitaciones en el empleo de los sistemas
estructurales de resistencia ssmica en funcin de la zona de amenaza
ss- mica donde se encuentre localizada la edificacin, del tipo de
material es- tructural empleado (concreto estructural, estructura
metlica, mampostera estructural o madera), de la forma misma como
se disponga el material en los elementos estructurales segn est en
posibilidad de responder ade- cuadamente ante movimientos ssmicos
como los esperados por medio 42. 44 Manual del acero Gerdau Diaco
para construcciones sismo resistentes de su capacidad de disipacin
de energa, la cual puede ser especial (DES), moderada (DMO) o mnima
(DMI); de la altura de la edificacin y su grado de irregularidad.
La Capacidad de Disipacin de Energa se define para un sistema
estructu- ral, un elemento estructural o una seccin estructural,
para trabajar dentro del rango inelstico de respuesta sin perder su
resistencia. La capacidad de disipar energa se deriva del fenmeno
de ductilidad o capacidad de un material para deformarse dentro del
rango inelstico sin romperse. El diseo se lleva a cabo de acuerdo
con los requisitos del sistema de resis- tencia ssmica y del
material estructural utilizado. Los elementos se deben disear y
realizar su despiece de acuerdo con los requisitos para el grado de
disipacin de energa establecido en el Reglamento (NSR-10) con lo
que se garantiza que la estructura en caso de un sismo, responder
con los objetivos de las normas sismo resistentes. 2. Sistemas
estructurales Se denomina sistema estructural el conjunto de
elementos tales como mu- ros, columnas, pantallas, vigas y
entrepisos que en conjunto cumplen la funcin de soportar las cargas
verticales y horizontales. El Reglamento colombiano reconoce cuatro
sistemas estructurales de re- sistencia ssmica, cada uno de los
cuales se subdivide segn los tipos de elementos verticales
utilizados para resistir las fuerzas ssmicas y el grado de
capacidad de disipacin de energa del material estructural empleado.
De acuerdo con el Reglamento, los sistemas estructurales que se
recono- cen en Colombia son: Sistema de muros de carga Es un
sistema estructural que no dispone de un prtico esencialmente
completo y en el cual las cargas verticales son llevadas hasta la
cimentacin por los muros de carga y las fuerzas horizontales son
resistidas por muros estructurales o prticos con diagonales.
Sistema de prticos Es un sistema estructural compuesto por un
prtico espacial, resistente a momentos, esencialmente completo, no
arriostrado, que resiste todas las cargas verticales y las fuerzas
horizontales. Sistema combinado Es un sistema estructural en el
cual las cargas verticales son resistidas por un prtico, resistente
a momentos o no, esencialmente completo, y las 43. 45 CAPTULO 2 /
El proyecto estructural fuerzas horizontales son resistidas por
muros estructurales o prticos con diagonales. Sistema dual Es un
sistema estructural compuesto por un prtico espacial, resistente a
momentos, esencialmente completo, no arriostrado, que resiste todas
las cargas verticales y las fuerzas horizontales. 3. Planos
estructurales Los planos arquitectnicos, estructurales y de
elementos no estructurales, que se presenten para la obtencin de la
licencia de construccin deben ser iguales a los utilizados en la
construccin de la obra, y por lo menos una copia debe permanecer en
archivo de la Curadura, departamento administrativo o dependencia
distrital o municipal encargada de expedir las licencias de
construccin. A A Ver Corte A-A Plano # 7 de 26 Dejar refuerzo
Arranque de escalera De acuerdo con la NSR-10, los planos
estructurales deben ir firmados o rotulados, con un sello seco, por
un ingeniero civil facultado para tal fin y quien obra como
diseador estructural responsable. Los planos estructura- les deben
contener como mnimo: Figura 2.2 Plano estructural de un entrepiso.
44. 46 Manual del acero Gerdau Diaco para construcciones sismo
resistentes (a) especificaciones de los materiales de construccin
que se van a uti- lizar en la estructura, tales como resistencia
del concreto, resistencia del acero, calidad de las unidades de
mampostera, tipos de morte- ros, calidad de la madera estructural,
y toda informacin adicional que sea relevante para la construccin y
supervisin tcnica de la es- tructura. Cuando la calidad del
material cambie dentro de la misma edificacin, debe anotarse
claramente cul material debe usarse en cada porcin de la
estructura, (b) tamao y localizacin de todos los elementos
estructurales as como sus dimensiones y refuerzo, (c) precauciones
que se deben tener en cuenta , tales como contrafle- chas, para
contrarrestar cambios volumtricos de los materiales es- tructurales
tales como cambios por variacin en la humedad ambien- te, retraccin
del fraguado, flujo plstico o variacin de temperatura, (d)
localizacin y magnitud de todas las fuerzas de preesfuerzo, cuando
se utilice concreto preesforzado, (e) tipo y localizacin de las
conexiones entre elementos estructurales y los empalmes entre los
elementos de refuerzo, (f) el grado de capacidad de disipacin de
energa bajo el cual se dise- , el material estructural del sistema
de resistencia ssmica, (g) las cargas vivas y de acabados supuestas
en los clculos, y (h) el grupo de uso al cual pertenece la
edificacin. Segn lo establece el Instituto Americano del Concreto
(Requisitos esencia- les para edificios de Concreto reforzado,
Basados en ACI 318-02, Interna- cional Publication Series IPS-1),
los planos estructurales se deben dividir en planos estructurales
generales y planos o listado de detallado y colocacin. Todos los
planos deben estar firmados por el ingeniero o arquitecto que
ejecut el diseo, y todos ellos deben contener la siguiente
informacin: (a) Nombre del proyecto (b) Fecha en que se realiz el
diseo (c) Nombre del diseador estructural (d) Nombre y fecha de la
versin del cdigo utilizado en el diseo (e) Carga viva y dems cargas
empleadas en el diseo (f) Resistencia a la compresin del concreto
especificada y la edad a la que se debe ensayar para cada elemento
de la estructura 45. 47 CAPTULO 2 / El proyecto estructural (g)
Resistencia especificada o grado del refuerzo (h) Cumplimiento de
las limitaciones con respecto al uso y ocupacin de los Requisitos
esenciales. La informacin que deben contener los planos
estructurales generales incluye: (1) Cotas completas y claras, de
modo que toda la estructura pueda construirse sin necesidad de
acudir a otra informacin. (2) Forma y tamao de todos los elementos
estructurales, tales como zapatas, columnas, muros, vigas, viguetas
y losas; en plantas, alzados y cortes, o en listados, o combinacin
de ellos. (3) Niveles de la parte inferior de zapatas y muros,
pisos y cubierta, y niveles de los soportes para mampostera. (4)
Secciones de los elementos estructurales. Dimetro y dimensin par-
cial y total de los flejes. Cantidad de ellos por elemento. (5)
Localizacin y detalles de la junta de construccin (6) Cantidad o
separacin, posicin, forma y tamao de las barras. En algunos casos
se presentan como listados separados para columnas, vigas, viguetas
y losas. (7) Localizacin y longitud de todos los empalmes por
traslapos (8) Refuerzo en zonas de confinamiento (9) Contraflecha
de los elementos horizontales como vigas de luces gran- des y
voladizos. (10)Cortes especiales de las conexiones entre elementos
mostrando la distribucin del refuerzo requeridos. (11)Notas
generales como: Resistencia del acero. Si se requiere ms de una
resistencia, se debe especificar donde se requiere cada uno de
ellas en la estructura. Resistencia del concreto para los
diferentes elementos estructurales. Referencia a los planos de
colocacin y detallado. Referencia al Cdigo con respecto a
requisitos generales de diseo. Tipo de acabado sobre las
superficies de las losas. Certificaciones del fabricante del acero
de refuerzo, si se requieren. 46. 48 Manual del acero Gerdau Diaco
para construcciones sismo resistentes Se deben usar notas
especiales cuando haya desviacin con res- pecto a normas y
tolerancias reconocidas o cuando se requieran instrucciones
especiales por condiciones poco usuales del trabajo. (12)Diagramas
tpicos que muestren la distribucin de barras para todos los
elementos de concreto, su soporte, distribucin y espaciamiento. Los
planos o listados de detallado y colocacin se realizan con dos pro-
psitos: (a) Generar detalles a partir de los cuales el constructor,
o un proveedor del refuerzo, extracte la informacin necesaria para
cortar y doblar el refuerzo. (b)Obtener los detalles e
instrucciones de colocacin requeridas de modo como estn siendo
interpretados los planos estructurales ge- nerales. La aprobacin de
los planos de colocacin por parte del diseador indica que l acepta
esa interpretacin. 4. Memorias estructurales Los planos
estructurales que se presente para obtener Licencia de Cons-
truccin deben ir acompaados de la memoria justificada de clculo,
fir- mada por el ingeniero que realiz el diseo estructural. En esta
memoria se debe incluir una descripcin del sistema estructural
usado, y adems deben anotarse claramente las cargas verticales, el
grado de disipacin de energa del sistema de resistencia ssmica, el
clculo de la fuerza ssmica, el tipo de anlisis estructural
utilizado y la verificacin de que las derivas mximas no fueron
excedidas. Cuando se use un equipo de procesamiento automtico de
informacin, debe entregarse una descripcin de los prin- cipios bajo
los cuales se realiza el diseo y los datos identificables tanto de
entrada al procesador automtico como de salida Segn lo establece el
Instituto Americano del Concreto (Requisitos esencia- les para
edificios de Concreto reforzado, Basados en ACI 318-02, Interna-
cional Publication Series IPS-1), el diseador estructural debe
documentar todos los pasos del diseo en la memoria de clculos. Esta
memoria debe contener, como mnimo, lo siguiente: (a) Los requisitos
generales del proyecto. (b) La descripcin del sistema estructural
empleado. (c) Cargas empleadas (d) Calidad, resistencia y normas
del fabricante para todos los materiales estructurales. (e)
Justificacin de todos los clculos de diseo. 47. 49 CAPTULO 2 / El
proyecto estructural (f) Esquemas de disposicin del refuerzo para
todos los elementos es- tructurales. 5. Las especificaciones de
obra Para la ejecucin de las obras se requiere establecer de la
forma ms clara posible, los procedimientos y metodologas que deben
seguirse en los pro- cesos propios de la construccin. De acuerdo
con la Norma NSR, las especificaciones para la Construccin de
estructuras de concreto reforzado estn basadas en la Norma ACI 301,
que desarrolla los siguientes captulos: Captulo 1General Captulo 2
Materiales para el concreto Captulo 3Dosificacin Captulo
4Formaletas Captulo 5Refuerzo Captulo 6 Juntas e instalaciones
embebidas Captulo 7 Produccin del concreto Captulo 8Colocacin
Captulo 9 Reparacin de defectos superficiales Captulo 10 Acabado de
las superficies de concreto Captulo 11Losas Captulo 12 Curado y
proteccin Captulo 13 Concreto a la vista Captulo 14 Concreto masivo
Captulo 15 Concreto preesforzado Captulo 16Ensayos Captulo 17
Evaluacin y aceptacin del concreto Captulo 18 Aceptacin de la
estructura Captulo 19 Apndice A Estas especificaciones contienen
las consideraciones necesarias para reali- zar un proceso de
construccin ceido a las prcticas aceptadas especial- mente para el
manejo del acero de refuerzo y el concreto. 48. captulo 3El acero
en la obra 49. Manual del acero Gerdau Diaco para construcciones
sismo resistentes 50. 53 CAPTULO 3 / El acero en la obra 1. Planos
estructurales: plantas y despieces El diseo estructural de una
edificacin culmina con la elaboracin de los planos estructurales en
los que se establece las dimensiones de los elemen- tos que
conforman la estructura y para cada uno de ellos, se encuentra
definido el acero de refuerzo, su configuracin, espesor del
recubrimiento, dimetro, longitud, ubicacin y longitudes de los
traslapos, distribucin de flejes y separacin entre ellos, etc. Cada
elemento estructural debe poseer identificacin al igual que debe
sealarse su seccin recta y en ella la dis- posicin del refuerzo.
Figura 3.1 - Ilustracin de una planta que contiene el diseo
estructural de una placa aligerada apoyada en una estructura
aporticada. 51. 54 Manual del acero Gerdau Diaco para
construcciones sismo resistentes 2. Elementos de la cartillas de
despiece Para efectuar la operacin de armado del refuerzo de forma
que se cum- plan los requisitos establecidos en los planos que
contienen el diseo es- tructural, se realiza la cartilla de
despiece que es el recurso mediante el cual se elabora o configura
la geometra de las barras para ser colocadas en el lugar
establecido en el diseo. Como ya se mencion, la cartilla de
despiece del acero de refuerzo se realiza a partir de la
interpretacin de los planos estructurales, razn por la cual quien
ejecuta esta labor, debe poseer capacidad para interpretar diversos
aspectos relacionados con el diseo y construccin de las estructu-
ras de concreto. Resulta ventajoso que en esta etapa se verifiquen
diversos aspectos tales como el dimetro del refuerzo, longitudes de
corte o doblez, cantidad de varillas y repeticin de elementos, etc.
A partir de una adecuada memoria de las cantidades, ordenada y
clasifi- cada, es posible realizar la revisin de esta labor cuando
se trata de deter- minar inconsistencias e incongruencias al
establecer cuantas del refuerzo. Es pertinente que quien desarrolle
esta labor, posea suficiente criterio y ex- periencia para
determinar errores u omisiones en el diseo, de manera que se
permitan oportunas correcciones para el normal desarrollo en los
trabajos propios del proceso de obra. As, es posible detectar
barras no identificadas, elementos estructurales no diseados o
sobrantes, cantidad de refuerzo que no cabe dentro del elemento,
estribos de dimensiones que no satisfacen los recubrimientos mnimos
establecidos en el Reglamento, etc. Los despieces de algunos
elementos contienen la totalidad de la informacin sobre la condicin
del refuerzo pero en algunos casos, el diseo seala so- lamente la
seccin del elemento dejando al constructor la responsabilidad de
establecer el lugar de los traslapos, longitud del refuerzo y
disposicin del mismo. En tales casos, se debe calcular la cantidad
del refuerzo longitudinal y transversal, preferencialmente con la
aceptacin del autor del diseo. En otros casos se requiere
relacionar cantidades de varillas rectas con las que se suplen
algunos faltantes o consumos imprevistos que de otra forma podran
ocasionar retraso en el normal desarrollo del proceso de armado. La
informacin bsica que contiene un formato para elaborar la cartilla
del refuerzo es la siguiente: Elemento De acuerdo con el diseo
estructural, cada elemento posee una denomi- nacin segn se trate,
como por ejemplo: Pilote PL, Caisson CSS, Muro MR, Dado DD, Viga de
cimentacin VGC, Zapatas ZP, Viga de amarre 52. 55 CAPTULO 3 / El
acero en la obra VGA, Columna CL, Pantalla PT, Vigueta VT, Viga VG,
Riostra RO, Viga de escalera VGE, Mnsula MS, Columnetas CLE, etc.
En cada caso, la denominacin se realiza con una numeracin comple-
mentaria, no necesariamente de manera secuencial puesto que se
trata solo de una forma de identificacin del elemento estructural.
Cantidad de elementos Para cada sector, el diseador agrupa la
repeticin de elementos, sealando el nmero de veces que se repite,
lo cual est advertido en los planos estruc- turales. Es necesario
establecer que solo se debe considerar repeticin cuan- do las
condiciones del anlisis estructural pueden soportar tal decisin.
Dimetro de la barra Se acepta, a pesar del uso del sistema mtrico
internacional de medidas, que las barras de refuerzo se
identifiquen de acuerdo con el nmero de octavos de pulgada del
dimetro, tal como se indica a continuacin: Dimensiones nominales
53. 56 Manual del acero Gerdau Diaco para construcciones sismo
resistentes Figura 3.2 Barras corrugadas Puede notarse la
identificacin en relieve de cada una de ellas. Para el caso del
acero de refuerzo, existe la nomenclatura alternativa en el SI; el
nmero de designacin corresponde al dimetro de las varillas
expresado en mm, as: Tabla 3.2 C.3.5.3 -1 NSR -10 DIMENSIONES
NOMINALES DE LAS BARRAS DE REFUERZO Dimetros basados en milmetros
Designacin de la barra (ver nota 1) Dimensiones nominales Masa
kg/mDimetro (mm) rea (mm2) Permetro (mm) 6 M 6 28,3 18,85 0,222 8 M
8 50,3 25,13 0,394 10 M 10 78,5 31,42 0,616 12 M 12 113,1 37,70
0,887 16 M 16 201,1 50,27 1,577 18 M 18 254,5 56,55 1,996 20 M 20
314,2 62,83 2,465 22 M 22 380,1 69,12 2,982 25 M 25 490,9 78,54
3,851 32 M 32 804,2 100,53 6,309 36 M 36 1017,9 113,10 7,985 45 M
45 1590,4 141,37 12,477 55 M 55 2375,8 172,79 18,638 Nota: La M
indica que son dimetros nominales en mm 54. 57 CAPTULO 3 / El acero
en la obra Longitud Los planos estructurales establecen la longitud
del refuerzo, usualmente expresada en metros, sin ser sta una
convencin universal. La longitud debe considerarse de forma parcial
cuando se trata de dobleces o ganchos y longitud total para definir
la longitud de corte. Figuracin Las condiciones de diseo sealan la
configuracin de las barras de refuer- zo y corresponden a
circunstancias singulares de la edificacin. En cada caso, los
despieces contenidos en los planos estructurales sealan la forma
como debe figurarse cada barra. Usualmente los elementos
estructurales utilizan barras rectas, con gancho de diferente
conformacin ya sean en uno o ambos extremos, flejes o es- tribos de
acuerdo con la seccin recta del elemento, etc. En algunos casos, la
figuracin es especial como en el caso del refuerzo para escaleras,
vigas canal o mnsulas, por ejemplo. La longitud de los ganchos o
dobleces puede establecerse de carcter ge- neral o indicarse de
forma particular para cada condicin de las barras. 4 barras de L =
4.50 m .25 4 4 4.50 4.25 3 barras de L = 6.00 m 3 6 6.00 42 Flejes
de 3/8 L =1.29 m .32 .075 .22 42 E.3/8 L= 1.29 Figura 3.3 Ejemplos
de varillas de acuerdo con la figuracin en el despiece. Peso de las
barras Comercialmente el peso de la barra determina su costo, razn
por la cual, es necesario determinar el peso de cada trozo de barra
y de all el peso to- tal a partir del peso nominal ya sealado. La
medida del acero de refuerzo se expresa en kg para cada uno de los
dimetros. 55. 58 Manual del acero Gerdau Diaco para construcciones
sismo resistentes 3. Ganchos de doblez Dentro de la mecnica
estructural se conoce la importancia y necesidad para que el acero
de refuerzo posea el suficiente anclaje de las barras, de forma que
se permita que ellas desarrollen el nivel de esfuerzo establecido
en el anlisis y diseo estructural. Es base de ese comportamiento
consi- derar que una barra no puede deslizarse dentro de la masa
del concreto donde se encuentre, para lo cual se dispone de la
adhesin, friccin y las corrugaciones de las barras. Figura 3.4
Ilustracin de la inadecuada configuracin del gancho debido a que no
se satisface la curvatura del gancho. T Los dobleces del refuerzo
conformando ganchos en sus extremos, es el mejor recurso para
conseguir el anclaje del refuerzo cuando no es posible extender la
barra y desarrollar la transmisin de esfuerzos al concreto. Sin
embargo, la gran concentracin de esfuerzos en la superficie
interior de la zona inicial del gancho, puede producir
deslizamiento de la barra especial- mente si la curvatura del
gancho es escasa. Por tal motivo se recurre al denominado Gancho
estndar definido por el Reglamento en los trminos como se explica e
indica en las figuras siguien- tes: Gancho a 180: Doblez de 180 mas
una extensin de 4 db, no menor de 65 mm en el extremo libre de la
barra Gancho a 90: Doblez de 90 ms una extensin de 12 db en el
extremo libre de la barra. 56. 59 CAPTULO 3 / El acero en la obra
Figura 3.5 Definicin de gancho estndar. Para estribos y ganchos de
estribo Barra No 5 (5/8) 16M (16mm) y menores, doblez de 90 mas 6db
de extensin en el extremo libre de la barra, o Barra No 6 (3/4) 20M
(20mm) No 7 (7/8) 22M (22 mm), y No 8 (1) 25M (25 mm), doblez de 90
mas una extensin de 12 db en el extremo libre de la barra, o Barra
No 8 (1) 25M (25mm) y menor, doblez de 135 mas una extensin de 6 db
en el extremo libre de la barra. Ganchos ssmicos En estructuras de
capacidad de disipacin de energa moderada (DMO) y especial (DES),
deben emplearse ganchos ssmicos con un doblez de 135 o ms, con una
extensin de 6db pero no menor de 7.5 cm, que abraza el refuerzo
longitudinal dele elemento y se proyecta hacia el interior de la
seccin del elemento. En los ganchos suplementarios el doblez en los
ex- tremos debe ser un gancho ssmico de 135, o ms, con una extensin
de 6db, pero no menor de 7.5 cm, y se permite que en uno de los
extremos se utilice un gancho de 90, o ms, con una extensin de 6db.
rb rb 12 b 4b< 6.5 cm a) Gancho estndar a 180 b) Gancho estndar
a 90 6b c) Gancho estndar a 135 6b 6b
