Cuáles Son Los Tipos De Empalmes Que Existen (2).docx

UNIVERSIDAD LAICA “ELOY ALFARO” DE MANABI FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

TRABAJO GRUPAL ASIGNATURA:

HORMIGÓN II

CURSO:

NIVEL VI-A

TEMA:

TIPOS DE EMPALMES

ALUMNOS:

BRIONES ROBLES LUIS ALFREDO PALMA CEDEÑO ANGÉLICA LILIANA VERDUGA ZAMBRANO GEMA NICOLE

DOCENTE:

ING. YURI RODRÍGUEZ

MANTA – MANABÍ - ECUADOR 2018 – 2019

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Índice Índice de tablas .............................................................................................................................. 3 Índice de imágenes ........................................................................................................................ 3 Introducción ................................................................................................................................... 4 Objetivos ........................................................................................................................................ 5 4.1

Objetivo general ...................................................................................................................... 5

4.2

Objetivos específicos............................................................................................................... 5

Marco teórico ................................................................................................................................. 6 5.1

Empalme de barras .................................................................................................................. 6

5.2

¿Cuáles son los tipos de empalmes que existen? .................................................................... 7

5.2.1.

Empalmes por traslape ..................................................................................................... 7

5.2.2.

Empalmes soldados o por medio de dispositivos mecánicos......................................... 11

Conclusiones ................................................................................................................................ 14 Bibliografía .................................................................................................................................. 15 Anexos ....................................................................................................................................... 16

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Índice de tablas Tabla 1. Longitudes de desarrollo según el Reglamento ACI 318-02. ----------------------------------- 10 Tabla 2. Tipos de traslapes de barras en tensión según el Reglamento ACI 318-02 ------------------- 10

Índice de imágenes Figura 1. Desarrollo del acero negativo. ------------------------------------------------------------------------6 Figura 2. Empalmes por traslape. --------------------------------------------------------------------------------7 Figura 3. Espécimen de ensaye usado en la Universidad de Texas. ----------------------------------------8 Figura 4. Espécimen de ensaye usado en el National Bureau of Standards. -------------------------------8 Figura 5.Diferentes configuraciones de agrietamiento longitudinal ----------------------------------------9 Figura 6. Empalmes en vigas ----------------------------------------------------------------------------------- 16 Figura 7. Empalmes en columnas ------------------------------------------------------------------------------ 17 Figura 8. Empalmes en muros y placas ----------------------------------------------------------------------- 18

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Introducción En la construcción de cualquier elemento estructural es de vital importancia mantener las características requeridas en el cálculo, y por eso a veces es necesario realizar de buena forma las uniones entre varillas de refuerzo. Los empalmes son utilizados cuando la longitud del refuerzo en un elemento excede la longitud comercial de las varillas de acero y en necesario unir dos de ellas para conseguir el largo adecuado. También se presenta en los nudos o apoyos y cuando se desea cambiar el diámetro de las varillas. Deben ubicarse en las zonas menos esforzadas para no disminuir la resistencia de la pieza y su distribución será especificada en los planos. Existen diferentes tipos de empalme y dentro de ellos la norma reconoce los empalmes por traslape por soldadura y a tope con fijador mecánico. En el siguiente informe veremos los diferentes tipos de empalmes y en qué casos se deben usar cada uno o las condiciones para efectuar dichos empalmes.

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Objetivos 4.1 

Objetivo general

Adquirir conocimientos básicos a través de la investigación, que servirán para tener en cuenta cuales son los tipos de empalmes que existen.



4.2 

Objetivos específicos

Conocer definiciones básicas sobre el traslape en barras, ya que estos influirán en el diseño de elementos estructurales de una edificación.



Reconocer los diferentes tipos de traslapes.



Aprender a identificar cuando se debe usar cada uno de ellos.

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Marco teórico 5.1

Empalme de barras

Comúnmente las barras de refuerzo se fabrican en longitudes que varían de unos 12 a 18 m. Estas medidas no suelen ajustarse a las dimensiones de las estructuras, por lo que resulta necesario recurrir al empleo de empalmes. Por otra parte, por facilidad constructiva, las barras suelen cortarse con el fin de poder trabajar con piezas de menor longitud, lo que facilita su manejo.

Figura 1. Desarrollo del acero negativo.

Hay diversas formas de efectuar el empalme de barras. La más común consiste en traslaparlas. Generalmente el traslape se efectúa con las barras traslapadas en contacto y amarradas con alambre, aunque también suele permitirse que quede cierto espacio entre ellas, siempre que esta separación sea inferior a la especificada por las normas. El empalme por medio de traslape suele resultar práctico y económico para las barras de los diámetros menores. Para los diámetros mayores el empalme traslapado puede implicar un consumo alto de acero, por las longitudes de traslape requeridas, así como un congestionamiento exagerado del armado. Para evitar los inconvenientes de los traslapes se puede recurrir a empalmes soldados o empalmes a base de algún dispositivo mecánico. La elección del sistema apropiado depende de una comparación entre el costo del acero necesario para los traslapes y el costo de los empalmes a base de soldadura o de dispositivos mecánicos.

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Los empalmes, cualquiera que sea su tipo, originan concentraciones de esfuerzos indeseables. Por otra parte, existe el riesgo de defectos en la realización del empalme. Por ello conviene evitar hacer empalmes en secciones críticas y que coincidan los empalmes de todas las barras de un elemento estructural en una misma sección.

5.2

¿Cuáles son los tipos de empalmes que existen?

Existen diferentes tipos de empalmes y dentro de ellos la Norma reconoce los empalmes por traslape, soldadura y a tope con fijador mecánico. 5.2.1. Empalmes por traslape En un traslape de una barra en tensión cada una de las barras debe desarrollar su esfuerzo de fluencia en la longitud de traslape (figura 2a); o sea, que la longitud de traslape es semejante a la longitud de desarrollo determinada en ensayes de vigas, como los de las figuras 3 y 4. Así, la fuerza de una barra se transmite a la otra a través del concreto que rodea ambas barras por medio de adherencia.

Figura 2. Empalmes por traslape.

Por tanto, la integridad de un traslape depende del desarrollo de adherencia adecuada en la superficie de las barras. Influyen también la capacidad del concreto que las rodea para resistir las tensiones y esfuerzos cortantes generados en él y la presencia de refuerzo transversal que proporcione una acción confinante. Un aspecto importante del comportamiento de traslapes es el agrietamiento que se forma 7

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en las terminaciones de las barras debido a las concentraciones de esfuerzo creadas por la discontinuidad del refuerzo.

Figura 3. Espécimen de ensaye usado en la Universidad de Texas.

Figura 4. Espécimen de ensaye usado en el National Bureau of Standards.

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El efecto adverso del agrietamiento prematuro en las terminaciones de las barras, y el agrietamiento adicional de flexión que se forma dentro de la longitud de traslape, indicado por algunos estudios experimentales, han llevado a que las longitudes de traslape especificadas por algunos reglamentos, como el del ACI 31 8-02, sean mayores que las Iongitudes de desarrollo. A ello ha contribuido también el hecho de que la distancia entre barras se reduce en la zona de traslape, pudiendo provocarse el agrietamiento ilustrado en la figura 5-c.S in embargo, según estudios más recientes, las longitudes requeridas para desarrollo y traslape son iguales, siempre que sean iguales el diámetro de la barra, el recubrimiento, el espaciamiento libre y la resistencia del concreto.

Figura 5.Diferentes configuraciones de agrietamiento longitudinal

El comportamiento de traslapes de barras en compresión es más favorable que el de barras en tensión, por dos razones. Primero, no existe el agrietamiento de flexión. En segundo lugar, los extremos de las barras se apoyan directamente sobre el concreto y, por tanto, los esfuerzos no empiezan a desarrollarse desde un valor nulo, sino desde un valor que depende de los esfuerzos de apoyo directo. Se ha demostrado experimentalmente que este valor puede ser importante. Por estas razones, las especificaciones de los reglamentos son menos severas en el caso de traslapes de barras de compresión que en el de traslapes de barras de tensión. Se resumen a continuación algunas recomendaciones típicas relativas a traslapes. Reglamento ACI-3 18-02 Según este Reglamento, sólo se permite recurrir a empalmes por medio de traslapes en barras del No. 11 o menores.

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Para traslapes de barras en tensión se distinguen dos tipos o clases de acuerdo con lo indicado en la tabla 1. La longitud de traslape necesaria es función de la longitud de desarrollo, Ld, de acuerdo con las siguientes reglas: Tabla 1. Longitudes de desarrollo según el Reglamento ACI 318-02.

Traslape de clase A 1.0 Ld. Traslape de clase B 1.3 Ld. Se fija el traslape mínimo admisible en 30 cm. Tabla 2. Tipos de traslapes de barras en tensión según el Reglamento ACI 318-02

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Para barras en compresión, la longitud de traslape será igual a 0.0048 fy.db t0.049 fydb en sistema Si] para acero con límite de fluencia de 4200 kg/cm2 o menor; e igual a (0.0086 fy - 24) db [(0.088fy 24) db en sistema SI] para acero con límite de fluencia superior a 4200 kg/cm2. En ningún caso la longitud de traslape será inferior a 30 cm, y los valores anteriores se incrementarán en un tercio si el concreto tiene una resistencia f', menor a 21 0 kg/cm2. La aplicación de estas recomendaciones implica que la localización y tamaño de los traslapes esté claramente indicada en los planos de construcción. NTC-04 del Reglamento del Distrito Federal Para barras en tensión este Reglamento especifica que la longitud de traslape no debe ser menor que 1.33 veces la longitud de desarrollo, ni menor que (0.01fy - 6) dbr, en donde fy se expresa en kg/cm2 [(0.102 fy - 6) db sistema SI]. Cuando se traslapa más de la mitad del refuerzo en un tramo de 40 diámetros, se recomienda que se tomen precauciones especiales, tales como aumentar la longitud de traslape y utilizar refuerzo transversal con separaciones pequeñas. Para barras en compresión se recomienda que la longitud traslapada no sea menor que la longitud de desarrollo para estas barras, ni menor que (0.01 fy - 10) db (0.32fy - 10) db en sistema SI]. 5.2.2. Empalmes soldados o por medio de dispositivos mecánicos Para empalmar barras de diámetros grandes, es aconsejable evitar los empalmes por traslape y recurrir a empalmes a base de soldadura o por medio de dispositivos mecánicos apropiados. Los reglamentos suelen exigir que los empalmes de esta clase sean capaces de desarrollar el 125 por ciento del esfuerzo de fluencia cuando se utilizan en regiones donde el refuerzo está sujeto al esfuerzo máximo. En regiones donde el esfuerzo del acero es bajo, no es necesario cumplir con este requisito. Según el Reglamento ACI 318-02, los empalmes soldados deben realizarse de acuerdo con las recomendaciones de la American Welding Society 19.201. Debe tenerse especial cuidado en el caso de barras de alta resistencia trabajadas en frío. Existe una gran variedad de dispositivos mecánicos para empalme de barras tanto en tensión como en compresión. En el caso de barras en compresión, cuando no exista riesgo de que puedan presentarse

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tensiones, se permite la transmisión de esfuerzos por contacto directo de los extremos, siempre que éstos sean planos y normales al eje de las barras y que se mantengan en posición mediante dispositivos adecuados. La Sección 12.4.3 permite el uso de empalmes mecánicos o empalmes soldados. Los empalmes totalmente mecánicos deben anclar, en tracción o compresión, como mínimo 125 por ciento de la tensión de fluencia especificada de la barra. Los empalmes totalmente soldados deben anclar en tracción como mínimo 125 por ciento de la tensión de fluencia especificada de la barra. La norma ANSI/AWS D1.4 permite soldaduras indirectas cuando las barras no están a tope. Observar que ANSI/AWS D1.4 indica que, siempre que sea posible, para las barras No. 7 y mayores se prefieren los empalmes a tope directos. Los anclajes mecánicos o soldados que anclan menos de 125 por ciento de la tensión de fluencia especificada de la barra se limita a las barras No. 5 y menores (12.14.3.5) ubicadas en regiones en las cuales las tensiones calculadas son bajas. Los anclajes mecánicos y soldados que no satisfacen los requisitos de los artículos 12.14.3.2 y 12.14.3.4 se limita a las barras No. 5 y menores debido a la naturaleza potencialmente frágil de estas soldaduras. El artículo 12.14.3.3 especifica que todas las soldaduras de la armadura deben satisfacer los requisitos de ANSI/AWS D1.4 (Structural Welding Code - Reinforcing Steel). Se exige que la armadura a soldar debe estar especificada en los planos, y que también se debe especificar el procedimiento de soldadura. Para poder satisfacer estos requisitos del Código correctamente, se recomienda que el ingeniero esté familiarizado con los requisitos de ANSI/AWS D1.4 y con los requisitos de las especificaciones ASTM para barras de armadura. Las especificaciones ASTM A 615 y A 617 no se ocupan de la soldabilidad del acero. Estas especificaciones no establecen límites para los elementos químicos que pueden afectar la soldabilidad del acero. Un parámetro fundamental de ANSI/AWS D1.4 es el carbono equivalente. Las temperaturas mínimas de precalentamiento especificadas en ANSI/AWS D1.4 se basan en el carbono equivalente y en el tamaño de las barras, cuando es necesario soldar la armadura las especificaciones ASTM A 615, A 616 y A 617 se deben suplementar exigiendo un informe de la composición química de las barras, para poder asegurar que el procedimiento de soldadura especificado sea compatible con las mismas.

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Las barras de acero ASTM A 706 son aptas para las soldaduras. La especificación ASTM A 706 contiene límites para los diferentes componentes químicos, incluyendo el carbono, y limita el carbono equivalente a 0,55 por ciento. La composición química y el carbono equivalente deben ser informados. Al limitar el carbono equivalente a 0,55 por ciento, ANSI/AWS D1.4 requiere un nivel de precalentamiento bajo o nulo. Por lo tanto, no será necesario que el ingeniero suplemente la especificación ASTM A 706 cuando se han de soldar las barras. Sin embargo, antes de especificar barras de acero ASTM A706 se debería investigar su disponibilidad en el mercado local. También discute otros requisitos importantes, tales como la inspección en obra, la supervisión de los procedimientos de soldadura y el control de calidad de los empalmes soldados. ANSI/AWS D1.4 solamente se ocupa de la soldadura de las barras. Las soldaduras entre alambres, o las soldaduras entre un alambre o una malla soldada de alambres y una barra de armadura u otro elemento de acero estructural, deben satisfacer los requisitos aplicables de ANSI/AWS D1.4 y los requisitos suplementarios especificados por el ingeniero. Además, el ingeniero debe saber que existe la posibilidad de que un alambre de bajo contenido de carbono estirado en frío pierda tensión de fluencia y ductilidad si el alambre se suelda aplicando un procedimiento diferente a la soldadura de resistencia controlada utilizado para fabricar las mallas de acero soldadas. Se prohíbe utilizar soldaduras como método de fijación de las barras de armadura que se cruzan (soldaduras de punto) a menos que el ingeniero lo autorice específicamente. Un ejemplo de soldaduras de punto sería el de una jaula de armadura para una columna en la cual los estribos se fijan a las barras longitudinales mediante pequeñas soldaduras eléctricas. Este tipo de soldadura puede provocar un defecto en las barras longitudinales, y consecuentemente afectar la resistencia de las barras. Las soldaduras de punto parecen ser particularmente perjudiciales para la ductilidad (resistencia al impacto) y para la resistencia a la fatiga. "Nunca permitir soldar las barras transversales en obra (soldaduras de punto, etc.). Siempre es mejor atar las barras con alambre, ya que esto no producirá daños."

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Conclusiones En este trabajo se pudo comprender en bases sobre el traslape en barras, que casi siempre estarán presenten al momento del diseño de vigas o columnas de longitudes mayores a 12 m. En este trabajo también se pudieron identificar los diferentes tipos de traslapes a usar en obra. Al momento en que se vaya a diseñar en el campo y saber qué tipo de traslape vamos a utilizar, primero debe de tenerse en cuenta los siguientes requisitos: si la longitud de viga o columna excede los 12 m, el tipo de estructura a realizar, clima, y demás factores indicados en el informe.

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Bibliografía

Gonzáles, C. (2005). Aspectos fundamentales del concreto reforzado ( 4𝑎 ed.). Azcapotzalco: Universidad Autónoma Metropolitana. Limusa Mamani Yunior (s.f.). Academia https://www.academia.edu/9487441/Concreto_armado_detalles

Edu.

Obtenido

de

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Anexos

Figura 6. Empalmes en vigas

Figura 7. Empalmes en columnas

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Figura 8. Empalmes en muros y placas

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