12- Concreto Armado - Introduccion Al Detallado.deca0517

DISEÑO EN CONCRETO ARMADO 3188 − 20 2014 14 Según Código ACI 31 Curso de nivelación y actualización

CONCRETO ARMADO Introducción al Detallado

CURSO DE DE NIVELACION Y ACTUALIZACION ACTUALIZACION

DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO El detalle del refuerzo se basa en las siguientes secciones del Código ACI 318-14: , que contiene las especificaciones que aplican para el detallado del acero de refuerzo. Además de los requisitos de este Capítulo que afectan al refuerzo, el detallado específico para miem miembr bros os parti particu cula lare res s se prop propor orcio ciona na en los los capítulos correspondientes.

CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION

DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO



  ≤   ,   ≤   ,  =    ≤   ,

 …  ≤ .  ´ ∙  ∙   …  > .  ´ ∙  ∙   () ,

() ,





 Estribos () (pulg)

 () (cm)

Barra long. de menor diámetro

()

 () (cm)

(pulg)

1 " 4 3 " 8

15

1 " 2 5 " 8

31

23

-

Barra long. de menor diámetro

()

 () (cm)

(pulg)

1 " 2 5 " 8

12

1"

20

13

23

3 " 4 7 " 8

15

1 18 " 1 14 " 1 38 "

-

18

25





   =  ≤ , 

 =   = 



Ecuación 18.7.5.3 en 



 ≥  ,

  , 

  ≤   ,   ≤   ,   ≤   ,

  …  ≤ .  ´ ∙  ∙   …  > .  ´ ∙  ∙ 

 , 

 (),

 ,

Ecuación 18.7.5.3 en 







 <   

  ≤   ,

 , 

 () ,

 ,





Los requisitos de este capítulo se aplican a los detalles del refuerzo e incluyen: •

•

•

•

•

•

•

•

(a) Espaciamiento mínimo. (b) Ganchos estándar. (c) Ganchos sísmicos y ganchos suplementarios. (d) Desarrollo del refuerzo. (e) Empalmes. (f) Paquete de barras. (g) Refuerzo transversal. (h) Anclajes y conectores para postensado.



25.2.1 Para refuerzo no preesforzado paralelo colocado en una capa horizontal, la distancia libre mínima entre barras paralelas de una capa debe ser al menos el mayor entr e ",  ,   .

 : tamaño nominal máximo

del

agregado grueso.

 ≥  " ,

 ,

  

Ejemplo: Acero de refuerzo en Viga vista en planta, Acero de losa vista en planta, Acero de zapata, vista en planta, etc.    ℎ

x

x

x

x

x



25.2.2 Cuando el refuerzo paralelo se coloque en dos o más capas horizontales, las barras de las capas superiores deben colocarse exactamente sobre las de las capas inferiores, con una distancia libre entre capas no menor de ".

 ≥ " x

25.2.3 Para refuerzo longitudinal en columnas, pedestales, puntales y elementos de borde en muros, la distancia libre entre barras debe ser al menos el mayor de entr e . ", .   ,   . d d

 ≥  . " , d

.  ∙  ,

      

d d



Un doblez de 180° mas una extensión de  Un doblez de 90° mas una extensión de 



Un doblez de 180° mas una extensión de  Un doblez de 135° mas una extensión de  Un doblez de 90° mas una extensión de 



Gancho en el extremo de un estribo o en el extremo de un gancho suplementario que tiene un doblez de , excepto que en los estribos cerrados de confinamiento circulares deben tener un . Los ganchos sísmicos deben tener una extensión de al menos 6, pero no menor de 3 . ”



Barra de refuerzo continua que tiene con una extensión mínima de extremo.

6 en el otro









25.3.4 Los ganchos sísmicos usados para anclar los estribos, estribos cerrados de confinamiento y ganchos suplementarios deben cumplir con:

(a) Doblez mínimo de 90 grados para estribos cerrados de confinamiento circulares y de 135 grados para los demás estribos cerrados de confinamiento. (b) El gancho debe abrazar el refuerzo longitudinal y la extensión debe proyectarse hacia el interior del estribo o estribo cerrado de confinamiento.



25.3.5 Los ganchos suplementarios deben cumplir de (a) hasta (e):

(a) Los ganchos suplementarios deben ser continuos entre los extremos. (b) Debe existir un gancho sísmico en un extremo. (c) Debe existir un gancho estándar en el otro extremo con un doblez mínimo de 90 grados. (d) Los ganchos deben abrazar las barras longitudinales periféricas. (e) Los ganchos de 90 grados de dos ganchos suplementarios sucesivos que abrazan las mismas barras longitudinales deben quedar con los extremos alternados.

 



25.4.1 Generali dades 25.4.1.1 La tracción o compresión calculada en el refuerzo en cada sección de un miembro debe ser desarrollada hacia cada lado de dicha sección mediante una longitud embebida en el concreto, gancho, barra corrugada con cabeza o dispositivo mecánico, o una combinación de ellos. 25.4.1.2 Los ganchos y las barras corrugadas con cabeza no se deben emplear para desarrollar barras en compresión. Los ganchos y las cabezas no son efectivos en compresión. No existen datos disponibles que demuestren que el uso de cabezas y ganchos reduzca la longitud de desarrollo en compresión.

Según el fabricante, este sistema se basa en los principios de la teoría cónica de distribución de la carga para reemplazar los ganchos a 90° y 180° en las zonas donde se necesita un anclaje completo de la barra. NSR 2010 (C.12) y ACI 355



25.4.2.1 La longitud de desarrollo para barras corrugadas y alambre corrugado en tracción,  , debe ser la mayor de (a) y (b): (a) La longitud calculada de acuerdo con 25.4.2.2 ó 25.4.2.3 usando los factores de modificación de 25.4.2.4 (b) " =   El requisito del punto (a) utiliza dos enfoques para calcular la longitud de desarrollo a tracción. El usuario puede usar las disposiciones simplificadas de 25.4.2.2 (Opción 1) o la ecuación general de longitud de desarrollo [ecuación (25.4.2.3a)] (Opcion2).



 25.4.2.2 Para barras corrugadas o alambres corrugados,  debe calcularse de acuerdo a la Tabla 25.4.2.2.

 25.4.2.3 Para barras corrugadas y alambres corrugados   debe ser:


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO 25.4.2.4 Para el cálculo de  , los factores de modificación deben cumplir con la Tabla 25.4.2.4.



25.4.2.4 Para el cálculo de  , los factores de modificación deben cumplir con la Tabla 25.4.2.4.

El factor  para revestimiento epóxico se basa en estudios sobre el anclaje de barras revestidas con epóxico las cuales muestran que la resistencia a adherencia se reduce debido a que el revestimiento la evita y disminuye el coeficiente de fricción entre la barra y el concreto. El factor  de tamaño del refuerzo, refleja el comportamiento más favorable del refuerzo de menor diámetro. El factor por ubicación del refuerzo,   , toma en cuenta la posición del refuerzo en el concreto fresco.



25.4.3.1 La longitud de desarrollo,  , para barras corrugadas en tracción que terminen en un gancho estándar debe ser la mayor de (a) hasta (c): (a)

    ´

(b) 8 (c) 6” =

 con    y  de 25.4.3.2

15

25.4.3.2 Para el cálculo de  , los factores de modificación deben cumplir con la Tabla 25.4.3.2. Los factores  y  pueden tomarse iguales a la unidad (1.0) de manera conservadora.



El factor  de refuerzo de confinamiento se basa en ensayos que indican que los estribos colocados en las cercanías de la zona de doblez en barras con ganchos son muy efectivos para confinar la barra con gancho. En la practica esto no siempre es posible. Los casos en los que se puede usar  se muestran en las siguientes figuras. Configuración típica en un nodo o ju nt a viga-c ol um na


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO 25.4.3.3 Para la longitud de desarrollo de barras con un gancho estándar en extremos discontinuos de miembros con recubrimiento a ambos lados del  gancho y en el borde superior (o inferior) menores que 2 ”(2.35), la barra con 

gancho debe cumplir con (a) hasta (c): (a) El gancho se debe confinar a lo largo de con estribos  perpendiculares a  con  ≤ 3 . (b) El primer estribo debe confinar la parte doblada del gancho dentro de una distancia 2 del exterior del doblez. (c)  debe tomarse como la unidad (1.0) al calcular  de acuerdo con 25.4.3.1(a), donde  es el diámetro nominal de la barra con gancho


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO Desarrollo de barras corrugadas y alambres corrugados en tracción. El Ingeniero Proyectista debe tener pr esente Las barras deberán prolongarse una longitud ≥   a ambos lados de la sección donde son requeridas. En la practica esto ocurre en, Puntos donde el momento es máximo Puntos donde el refuerzo adyacente es cortado o doblado • •

Las barras que a partir de una sección determinada ya no son necesarias, se prolongan mas allá de dicha sección una distancia  no menor de: 1 2 ∙  y la altura útil  . Esto se hace para cubrir el incremento en las fuerzas de tracción del acero una vez ocurrido el agrietamiento.

Resum en Longi tud es de Desarroll o recomendadas Tipo de esfuerzo

Detalle ( ≤ “) Rectas

Barras en Tracción

Con gancho Solapes

Barras en Compresión

Rectas Solapes

 5 0 ∙  2 0 ∙  6 5 ∙  2 5 ∙  2 5 ∙ 



25.4.9.1 La longitud de desarrollo para barras corrugadas y alambre a compresión,  , debe ser la mayor de (a) y (b): (a) La longitud calculada de acuerdo con 25.4.9.2 (b) " =   25.4.9.2   debe determinarse como la mayor de (a) y (b), multiplicada por los factores de modificación aplicables de 25.4.9.3: (a)

.   ´



(b) (0.0044 ) 


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO 25.4.9. Desarrollo de barras corrugadas y alambres corrugados en compresión.

25.4.9.3 Para calcular  , los factores de modificación deben cumplir con la Tabla 25.4.9.3, excepto que se permite tomar  igual a la unidad (1.0).

La longitud de desarrollo puede reducirse 25% , cuando el refuerzo está confinado mediante espirales, estribos o estribos cerrados de confinamiento con poco espaciamiento.


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO 25.4.10 Reducción d e la longit ud de desarrol lo por exceso d e refuerzo.

25.4.10.1 Se permite reducir las longitudes de desarrollo definidas en: 25.4.2.1(a):  (La longitud de desarrollo para barras corrugadas y alambre corrugado en tracción) 25.4.3.1(a),  (La longitud de desarrollo para barras corrugadas en tracción que terminen en un gancho estándar) 25.4.9.1(a):  (La longitud de desarrollo para barras corrugadas y alambre corrugado a compresión) usando la relación:

, /,

Las longitudes modificadas no deben ser menores a los respectivos mínimos especificados en 25.4.2.1(b), 25.4.3.1(c), y 25.4.9.1(b)


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO 25.4.10 Reducción d e la longit ud de desarrol lo por exceso d e refuerzo.

25.4.10.2 No se permite reducir la longitud de desarrollo según 25.4.10.1, para los casos (a) hasta (e). (a) En apoyos no continuos. (b) En ubicaciones donde se requiera anclaje o desarrollo para  . (c) Donde se requiere que las barras sean continuas. (d) Para barras corrugadas con cabeza y barras ancladas mecánicamente (e) En sistemas resistentes ante fuerzas sísmicas de estructuras asignadas a las Categorías de Diseño Sísmico D, E, o F.


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO Desarrollo de barras corrugadas y alambres corrugados en compresión. Resum en Longitud es de Desarrollo recom endadas

Tipo de esfuerzo

Detalle ( ≤ “) Rectas

Barras en Tracción

Con gancho Solapes

Barras en Compresión

Rectas Solapes

 5 0 ∙  2 0 ∙  6 5 ∙  2 5 ∙  2 5 ∙ 



El ACI considera tres tipos de empalme para el refuerzo de las estructuras de concreto armado: 1.- Por traslapo 2.- Por soldadura 3.- Por uniones mecánicas

Fuerza

Fuerza

La eficiencia de un empalme por traslape, radica básicamente en que se pueda desarrollar eficazmente la adherencia entre la barra y el concreto, sin que éste se desintegre o se induzcan excesivas deformaciones.



25.5.1 25.5.1 Generali Generali dades  25.5 25.5.1 .1.1 .1 Para Para la barr barras as mayo mayore res s de Ν° ilizar Ν°. 11 (1 ”) , no se deben utili 

empa empalm lmes es por por tras trasla lapo po,, exce except pto o para para los los caso casos s en comp compre resió sión n de barr barras as Ν°.14 ó Ν°. Ν°. 18 a barras Ν°. Ν°. 11 ó menores.

25.5.1.2 En empalmes por traslapo que quedan en contacto, el espaciamiento libre mínimo entre el empalme por traslapo en contacto y los empalmes o barras adyacentes debe cumplir con los requisitos para barras individuales de 25.2.1. x x x x x

   ℎ


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO 25.5.2 Longitu Longitude des s de empa mpalme por trasla traslapo po de barra barras s y alambre lambres s corrug ados a tracción

25.5.2.1 La longitud longitud de empa empalme lme por traslapo traslapo en tracción, tracción,  , para barras y alambres corrugados a tracción debe ser la requerida por la Tabla 25.5.2.1, donde  se obtiene de acuerdo con 25.4.2.1(a).

Los req requis uisito itos s par para a emp empalme almes s por tras tr asla lapo po en tra tracc cción ión fo fome ment ntan an la locali loc alizac zación ión de los emp empalme almes s por traslapo fuera de la las s zonas de esfu es fuer erzo zos s de tra tracc cció ión n al alto tos s ha haci cia a donde el área del acero proporcionado en la localización del empa em palm lme e po porr tr tras asla lapo po se sea a po porr lo menos 2 veces la requerida por el análisis.


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO 25.5.5 Longitud de empalme por traslapo de barras corrugadas a compresión

25.5.5.1 La longitud de un empalme por traslapo en compresión,   , de barras corrugadas °. o menores sometidas a compresión, debe determinarse de acuerdo con (a) o (b): (a) Para  ≤ 4200 /  :  = max [0.0073  ∙  , 30]. (b) Para  > 4200 /  :  = max [(0.013  − 24) , 30]. Para ´ < 210 / , la longitud del empalme por traslapo debe incrementarse en un tercio (1/3).  

25.5.5.2 Para las barras mayores de Ν°. 11 (1 ”) no se deben utilizar empalmes por traslapo a compresión, excepto para los casos de empalmes en compresión de barras Ν°.14 ó Ν°. 18 a barras Ν°. 11 ó menores. 25.5.5.4 Cuando se empalman por traslapo barras de diferente diámetro en compresión,  debe ser la mayor de   para la barra de mayor tamaño, y  de la barra de menor diámetro, tal como sea adecuado.


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO 25.5.6 Empalmes a t ope de barras c orru gadas a comp resión

25.5.6.1 Sólo para compresión en las barras que se requiera, se permite transmitir el esfuerzo de compresión por apoyo directo a través de cortes a escuadra con las barras mantenidas en contacto concéntrico por medio de un dispositivo adecuado. 25.5.6.2 Los empalmes a tope se deben usar únicamente en miembros que tengan estribos, espirales o estribos cerrados de confinamiento. 25.5.6.3 Los extremos de las barras empalmadas deben terminar en superficies planas que formen un ángulo recto con el eje de la barra, con un error de alineación menor que 1.5° , deben ser ajustadas con una tolerancia de 3 grados respecto al apoyo completo después del ensamble.



25.6.1 Refuerzo n o preesforzado

25.6.1.1 Los grupos de barras paralelas dispuestas en un paquete en contacto, dispuestas para trabajar como una unidad, deben limitarse a 4 barras para cada paquete.

25.6.1.2 Los paquetes de barras deben estar colocados dentro de refuerzo transversal. Los paquetes de barras en miembros a compresión deben estar confinados por medio de refuerzo transversal de al menos diámetro °. 4 (1/ 2").  25.6.1.3 En vigas, las barras mayores a Ν°. 11 (1 ”) no deben agruparse en 

paquetes. 25.6.1.4 Las barras individuales dentro de un paquete que termina dentro del vano, deben terminarse en lugares diferentes escalonadas al menos 40 .


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO 25.6.1 Refuerzo n o preesforzado

25.6.1.5 La longitud de desarrollo de cada barra individual dentro de un paquete de barras, en tracción o en comprensión, debe ser aquella de la barra individual aumentada en 20% para paquetes de 3 barras y en 33% para paquetes de 4 barras. 25.6.1.6 Un paquete de barras debe ser tratado como una unidad de un diámetro derivado del área total equivalente y con un centroide que coincide con el del paquete de barras. El diámetro de la barra equivalente a usar, debe utilizarse en vez de  en (a) hasta (e): (a) Los valores de espaciamiento basados en   (b) Los valores del recubrimiento basados en  (c) Los valores de espaciamiento y recubrimiento de 25.4.2.2 (d) El parámetro de confinamiento de 25.4.2.3 (e) El factor  de 25.4.2.4


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO 25.6.1 Refuerzo n o preesforzado

25.6.1.7 Los empalmes por traslapo de paquetes de barras deben basarse en la longitud de empalme por traslapo requerida para las barras individuales del paquete, aumentada de acuerdo con 25.6.1.5. Los empalmes por traslapo de las barras individuales del paquete no deben sobreponerse. No deben empalmarse por traslapo paquetes enteros.



25.7.1 Estribos de Vigas

25.7.1.1 Los estribos deben colocarse tan cerca de las superficies de tracción y comprensión del miembro como lo permitan los requisitos de recubrimiento y la proximidad de otros refuerzos y deben desarrollarse en ambos extremos. Cuando se usan como refuerzo de cortante, los estribos deben extenderse hasta una distancia d medida desde la fibra extrema en compresión. 25.7.1.2 Entre los extremos anclados, cada doblez en la parte continua de los estribos en U, sencillos o múltiples, y cada doblez en un estribo cerrado, debe abrazar una barra longitudinal. 25.7.1.3 El anclaje de barras: No se permite el anclaje de barras o alambre recto porque el estribo seria difícil de mantener en su lugar durante la colocación del concreto y la ausencia de un gancho estándar puede hacer inefectivo un estribo, dado que cruza fisuras de cortante cerca del extremo del estribo.


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO 25.7.1.6 Los estribos para torsión debe consistir en estribos cerrados perpendiculares al eje del miembro. Dichos estribos deben estar anclados usando (a) o (b): (a) Los extremos deben terminar en un gancho estándar de 135 grados alrededor de una barra longitudinal (b) De acuerdo con 25.7.1.3(a), en zonas donde el concreto que rodea el anclaje está restringido contra el descascaramiento mediante un ala, losa o miembro similar.

Posible descascaramiento Esfuerzos diagonales de compresión (típicos)

Puede ocurrir descascaramiento

Descacaramiento inhibido por la losa


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO 25.7.1.7 Excepto cuando se trate de estribos para torsión, se permiten estribos formados por un par de estribos en U empalmados para formar una unidad cerrada con empalmes por traslapo con una longitud de traslapo de al menos 1.3 .

≥ 1.3

≥ 1.3



25.7.2 Estribos en columnas

25.7.2.1 Los estribos de columnas deben consistir en barras corrugadas cerradas con un espaciamiento que cumplan con (a) y (b): (a) Espaciamiento libre de al menos   . (b) El espaciamiento centro a centro no debe exceder el menor de 16 de barra longitudinal, 48 de barra de estribo y la menor dimensión del miembro.

 : tamaño nominal máximo del agregado grueso. : espaciamiento libre : espaciamiento centro a centro  ≥    ≤   ,

  ,

 

 ,






25.7.2.2 El diámetro de la barra del estribo debe ser al menos (a) o (b): (a) Barras °. 3 (∅  ") encerrando barras longitudinales °. 10 (∅1  ") o menores. (b) Barras °.4 encerrando barras longitudinales °. 11 (∅1  ") o mayores o paquetes de barras longitudinales. 25.7.2.3 Los estribos rectilíneos deben disponerse de tal forma que cumplan con (a) y (b): (a) Cada barra longitudinal de esquina y barra alterna debe tener apoyo lateral dado por la esquina de un estribo con un ángulo interior no mayor de 135 grados. (b) Ninguna barra que no esté apoyada lateralmente puede estar separada más de 6"(15). libres de una barra apoyada lateralmente.







≥  Requería soporte lateral adicional

≥ 

<    

<    

No requiere otro soporte lateral adicional


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO 25.7.2 Estribos en columnas

Las barras enrolladas de forma continua pueden ser consideradas como estribos, siempre que su paso y área sean al menos equivalentes en área y espaciamiento a estribos individuales.




25.7.2.3.1 El anclaje de estribos rectilíneos que abracen barras longitudinales debe consistir en ganchos estándar que cumplan con 25.3.2. 25.7.2.4 Se puede utilizar un estribo circular completo cuando las barras longitudinales estén localizadas alrededor del perímetro de un círculo. 25.7.2.4.1 El anclaje de estribos circulares individuales debe cumplir con (a) hasta (c): (a) Los extremos deben traslapar al menos 6"(15). (b) Los extremos deben terminar con ganchos estándar que abracen una barra longitudinal de acuerdo con 25.3.2 (c) El traslapo en los extremos de estribos circulares adyacentes se debe escalonar a lo largo del perímetro encerrado por las barras longitudinales.



(a) Los extremos deben traslapar al menos 6"(15). (b) Los extremos deben terminar con ganchos estándar que abracen una barra longitudinal de acuerdo con 25.3.2 (c) El traslapo en los extremos de estribos circulares adyacentes se debe escalonar a lo largo del perímetro encerrado por las barras longitudinales.



25.7.2.5 Los estribos para torsión deben ser perpendiculares al eje del miembro y estar anclados cumpliendo con (a) o (b): (a) Los extremos deben terminar en un gancho de 135 grados o un gancho sísmico alrededor de una barra longitudinal (b) Donde el concreto que rodea al anclaje está protegido contra descascaramiento, de acuerdo con 25.7.1.3(a) o (b) ó 25.7.1.4.


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO 25.7.3 Espirales 25.7.3.1 Las espirales deben consistir en barras o alambres continuos con espaciamiento uniforme que cumpla con (a) y (b):

(a) Al menos el mayor de 1" y  . (b) Menor de 3“ (7.5cm) 25.7.3.2 Para miembros construidos en obra, el diámetro de las barras o alambres utilizados en espirales no debe ser menor de 3/8". 25.7.3.3 La cuantía volumétrica del refuerzo en espiral,  , debe cumplir con la ecuación (25.7.3.3). Donde el valor de  no debe ser mayor de 7000  .

 : área de la sección transversal de un miembro estructural, medida entre los bordes exteriores del refuerzo transversal

 : resistencia especificada a la fluencia  del refuerzo transversal.


DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO 25.7.3 Espirales

25.7.3.4 El anclaje de la espiral debe consistir en una y media vueltas adicionales de la barra o alambre de la espiral en cada extremo. 25.7.3.5 El refuerzo en espiral puede empalmarse por medio de uno de los dos métodos presentados en (a) y (b): (a) Empalme mecánico o soldado (b) Empalme por traslapo de acuerdo con 25.7.3.6 para  no mayor de

4200






DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO 25.7.3.6 El empalme por traslapo debe ser al menos el mayor de 12" (30) y las longitudes de traslapo de la Tabla 25.7.3.6.

12- Concreto Armado - Introduccion Al Detallado.deca0517

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