Armaduras - Encofrados: Distancias entre barras.

Las distintas barras que constituyen las armaduras de las piezas de hormigón armado deben tener unas separaciones mínimas, para permitir que la colocación y compactación del hormig pueda efectuarse correctamente, de forma que no queden coqueras. Las normas de los distintos países preconizan valores más o menos coincidentes con los que se indican a continuación.

a) La distancia libre, horizontal y vertical, entre dos barras aisladas consecutivas de ¡a armadura principal debe ser igual o mayor que el mayor de los tres valores siguientes:
• dos centímetros;
• el diámetro de la barra más gruesa;
• 1,25 veces el tamaño máximo del árido.

b) Si se disponen dos o más capas horizontales de barras, las de cada capa deben situarse e correspondencia vertical una sobre otra, y el espacio entre columnas de barras debe ser taj que permita el paso de un vibrador interno.

c) En forjados, vigas y elementos similares pueden colocarse en contacto dos barras de la armadura principal de Ø <= 32 mm (una sobre otra), e incluso tres barras de Ø <= 25 mm. El disponer estos grupos de barras (así como el aparear los estribos) es una práctica recomendable cuando haya una gran densidad de armaduras, para asegurar el buen paso del hormigón y que todas las barras quedarán perfectamente envueltas por dicho material.

d) En soportes y otros elementos comprimidos hormigonados en posición vertical pueden colocarse en contacto hasta cuatro barras de la armadura principal de Ø <= 32 mm. Tanto en este caso como en el anterior, se recomienda que los grupos de barras vayan bien sujetos por estribos o armaduras transversales análogas.

e) En los casos c) y d), para calcular los recubrimientos mínimos (ver punto 4. a continuación) y las distancias libres mínimas respecto a las armaduras vecinas (ver párrafo a anterior), se considerará como diámetro de cada grupo de barras (diámetro equivalente) el de una sola barra ficticia de igual centro de gravedad, cuya sección es la suma de las secciones de las diversas barras agrupadas.

Colocación de las armaduras - Encofrados.

Las armaduras deben colocarse limpias, exentas de óxido no adherido (se admite el óxido que queda después de cepillar las barras con cepillo de alambre), así como libres de pintura, grasa, hielo o cualquier otra sustancia perjudicial. Deberán sujetarse al encofrado y entre sí, de modo que se mantengan en su posición correcta, sin experimentar movimientos, durante el vertido y compactación del hormigón, y permitan a éste envolverlas sin dejar coqueras.

Para conseguirlo, las armaduras se colocan en los encofrados apoyadas en calzos o separad01 de rigidez adecuada en Número suficiente. El empleo de separadores es impresdible para garantizar que la distancia entre la armadura y el encofrado (recubrimiento) no será inferior al mínimo que prescriben normas, lo que res1lta fundamental para la durabilidad de las piezas. tos calzos se utilizan, con la misma finalidad, para sostener la armadura supe0t en losas o para separar capas de armadura en muros. La distancia entre separadores de una misma barra suele ser del orden de 50 veces su diámetro O 100 cm, decalándose los separadores entre barras contiguas.

Los calzos Y separadores pueden ser de mortero, hormigón, fibrocemento, plástico rígido o material similar, prohibiéndose el empleo de madera, 1drillo o cascotes de obra (figura 95). Tampoco deben utilizarse calzos o separadores metalicos (salvo que sean de alambre ga1vanizado o acero inoxidable), especialmente en hormigones vistos, por el riesgo de aparición de manchas debidas a su oxidación. En casi todos los tipos, la fijación a la armadura se efectúa mediante una pinza o por atado con alambre. 

Figura 9.5  Algunos tipos de separadores y calzos (a) separadores puntuales de mortero (b)separadores puntuales de plástico (c) separadores lineales de alambre o acero galvanizados; (d) separador lineal de mortero (e) calzos lineales metálicos y calzo puntual de plástico.

Disposiciones en el Hormigón armado de las ARMADURAS.

Las armaduras que se disponen en el hormigón armado pueden clasificarse en principales y secundarias, debiendo distinguirse entre las primeras las armaduras longitudinales y las transversa les.
 

Las armaduras longitudinales tienen por objeto, bien absorber los esfuerzos de tracción originados en los elementos sometidos a flexión o a tracción directa, o bien reforzar las zonas comprimidas del hormigón. Las armaduras transversales se disponen para absorber las tensiones de tracción originadas por los esfuerzos tangenciales (cortantes y torsores), para zunchar las zonas de hormigón comprimido y para asegurar la necesaria ligadura entre armaduras principales, de forma que se impida su pandeo y la formación de fisuras localizadas.

En la figura 9.3 se ha representado un pilar de hormigón armado, cuyas armaduras longitudinales trabajan a compresión, estando constituida la armadura transversal por cercos, encargados de asegurar la ligadura entre las armaduras principales, de evitar el pandeo de las barras y de coser las eventuales fisuras inclinadas que, de no existir cercos, podrían producirse.

En la figura 9.4 se ha representado una viga de hormigón armado, en donde la armadura A trabaja a tracción y la A’ a compresión. En la misma figura pueden apreciarse unas barras levantadas a 45º y una armadura transversal constituida por cercos y estribos (fig. 9.4), encargada de absorber las tracciones originadas por los esfuerzos cortantes. Otras formas de estribos pueden verse en la figura 19.18

Figura 19.18  Diversas formas de estribos.

En cuanto a las armaduras secundarias, son aquellas que se disponen, bien por razones meramente constructivas, bien para absorber esfuerzos no preponderantes, más o menos parásitos. Su trazado puede ser longitudinal o transversal, y se incluyen entre ellas: las armaduras de montaje, cuyo fin es facilitar la organización de las labores de ferralla; las armaduras de piel, que se disponen en los paramentos de vigas de canto importante las armaduras para retracción y efectos térmicos, que se disponen en los forjados y losas en general; las armaduras de reparto, que se colocan bajo cargas concentradas  y, en general, cuando interesa repartir una carga; etc. Además de su misión específica las armaduras secundarias ayudan a impedir una fisuración excesiva y contribuyen & buen atado de los elementos estructurales, facilitando que su trabajo real responda al Supuesto en el cálculo. 

 

Figura 9.3 Disposición de armaduras en pilares.

Figura 9.4  Disposición de armaduras en vigas.

 

CIMENTACIONES PROFUNDAS: Pilas y sus características.

Las pilas son elementos de cimentación profunda con secciones mayores que la del los pilotes, las cuales también transmites al subsuelo las cargas provenientes de una estructura y de la misma cimentación con el propósito de lograr la estabilidad del conjunto.

CARCTERISTICAS:

-Las pilas se fabrican directamente en el subsuelo por los que se les conoce como elementos fabricados in situ

-Las pilas pueden fabricarse prácticamente de cualquier material, siendo los más utilizados la grava, la cal, el mortero, y el concreto armado. Siendo las características de los estratos del subsuelo, así como las condiciones del agua subterránea, definirán el material que deberá emplearse para la fabricación de las pilas.

-La sección utilizada con mayor frecuencia es la circular, cuyo diámetro no debe de ser menor a 60cm pudiendo llegarse a especificar un diámetro hasta de 300cm

-Existen pilas que se diseñan con secciones rectangulares, “T” y “H”

Capacidad mecánica de las armaduras: secciones de hormigón armado.

Con objeto de facilitar el proyecto y cálculo de las secciones de hormigón armado, que más adelante se desarrolla, se incluyen en este apartado unas tablas con las capacidades mecánicas de las armaduras.
Se llama capacidad mecánica Us de una armadura al producto del área de su sección por su resistencia de cálculo, es decir: 

En la tabla 8.8 se dan las secciones y masas de las barras para cualquier tipo de acero. Para las barras corrugadas de acero B 400 se ofrece una sola tabla de capacidades mecánicas, la 8.9, correspondiente a Ys = 1,15 (único valor admitido por la Instrucción española), válida para trabajo a tracción Y compresión. Para las barras corrugadas de acero B 500 se ofrecen dos tablas de capacidades mecánicas, las 8.10 y 8.11. La primera es válida para trabajo a tracción, con coeficiente de seguridad Ys = 1,15; y la segunda, para trabajo a compresión, caso en el que la resistencia de cálculo fyd está limitada al valor 420 N/mm2. 

TABLA 8.8  CUALQUIER TIPO DE ACERO: Secciones en cm2 y masas en kg/m

TABLA 8.9  ARMADURAS  TRACCIONADAS O COMPRIMIDAS.

TABLA 8.10 ARMADURAS TRACCIONADAS.

TABLA 8.10  ARMADURA COMPRIMIDAS.

ESTRUCTURAS: Armaduras básicas electrosoldadas en celosía.

Las armaduras básicas electrosoldadas en celosía son productos concebidos para formar parte de piezas prefabricadas semirresistentes, que se emplean como semiviguetas o prelosas en la construcción de forjados (figura 8.1 1). Están formadas por tres barras o alambres que forman uy cuerpo único mediante una celosía triangular (encargada de resistir los esfuerzos cortantes) cuyos puntos de contacto se unen a las barras principales por soldadura eléctrica ejecutada en un proceso automático. A veces se emplean como separadores para la armadura superior de losas de hormigón. 

Figura 8.11 Armaduras básicas electrosoldadas.

Básicamente, existen dos tipos de celosías. En uno de ellos, la celosía rodea a las barras principales. (Figura 8.1 2a) y en el otro, que es el más frecuente en España, va unida a ellas so lamente por la soldadura (figura 8.1 2b).

Figura 8.12 Dos tipos de cetosía: (a) rodeando a las armaduras; (b) soldada a las armaduras

Los diámetros nominales de los alambres o barras empleados en estas armaduras son:  5, 6, 7, 8, 9, 10 y 12 mm 

que deben ser corrugados para los elementos longitudinales, Y pueden ser lisos o corrugados para la celosía de conexión (celosía que también puede hacerse con alambres de 4 mm de diámetro). La clase de acero empleado para las barras es la B 400 S O B 500 S, y para los alambres, la ¡3 500 T.

Estas armaduras están reguladas en España por la Norma UNE 36.739:95 EX “Armaduras básicas de acero electrosoldadas en celosía para hormigón armado”.

ESTRUCTURAS: Comportamiento a la fatiga de los aceros.

No se conoce a fondo el comportamiento de los aceros a la fatiga, es decir, a solicitaciones variables repetidas gran número de veces (del orden de un millón al menos) que provocan en el material variaciones de tensión entre dos valores extremos.

Las solicitaciones oscilantes (que hacen variar la tensión entre + σy- σ) tienen menos importancia práctica en hormigón armado (excepción hecha del caso de sismos) que las solicitaciones alternadas, que hacen variar la tensión entre σ y σ + Δσ En cualquier caso, se llama endurancia o límite de fatiga al valor máximo de la carrera de tensiones IU tal que se puede repetir infinitas veces sin que se alcance la rotura del material (fig. 1)

Normalmente y a efectos prácticos, se denomina resistencia a la fatiga de un acero a la mayor carrera de tensiones Au que es capaz de soportar en 2 millones de ciclos sin romperse. La resistencia a la fatiga es función de la tensión inferior σ, siendo tanto menor cuanto más próximo a cero es el valor de σ. 

Figura 1  Endurancia o limite de fatiga del acero.

Las estructuras que pueden verse sometidas a fatiga no son muy frecuentes: ciertos puentes de ferrocarril, cimentaciones de algunas máquinas oscilantes, ciertos puentes-grúa o estructuras afines, obras marítimas sujetas a la acción de las olas, algunos casos de estructuras expuestas a] viento, etc. En estos casos, las cargas variables pueden provocar fallos por fatiga, los cuales son siempre bruscos y sin posibilidad de detección previa.

De la literatura especializada se entresacan a continuación algunas ideas fundamentales que pueden ser útiles:
 

• Las variables que más influyen en el fenómeno son: la carrera de tensiones Δσ, el valor inferior de la tensión σ y las características geométricas de las barras (forma del corrugado)
• La presencia de entalladuras, resaltos discontinuos y puntos singulares en general, hace disminuir la resistencia a fatiga, especialmente cuando su posición coincide con la zona de barra sometida a tensión máxima.
• Las consideraciones de fatiga no son determinantes en el dimensionamiento de armaduras trabajando a tracción, cuando se emplean aceros de límite elástico inferior a 420 N/rnm2.
• Las consideraciones de fatiga no son determinantes en el dimensionamiento de armaduras trabajando a compresión, cuando se emplean aceros de límite elástico inferior a 500 N/mrn2.
• Según demuestra la experiencia, cuando la carrera de tensiones Δσ se mantiene por debajo de los 150— 180 N/mm2 no se presentan fallos por fatiga en aceros de hasta 500 N/mm2 de límite elástico. Por ello, la Instrucción española prescribe que la variación de tensión debido a las sobrecargas que producen fatiga no exceda de 150 N/mm2 para barras y 100 N/mm2 para mallas electrosoldadas.