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- Óscar Salvador Cuenca Gil
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1 OPENCOURSEWARE INGENIERIA CIVIL I.T. Obras Públicas / Ing. Caminos i^p=^oj^aro^p=m^pfs^p iìáë=_~ μå_ä òèìéò mêçñéëçê=`çä~äçê~ççê af`lmfr (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 1
2 l_gbqfslp Distinguir y designar los productos del acero existentes para hormigones Conocer las principales propiedades de los aceros empleados en la confección de estructuras de hormigón Ilustrar los criterios empleados en la normativa vigente para los aceros en hormigón estructural Reconocer los ensayos para determinar las diferentes características del acero (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 2
3 `lkqbkfalp 1. Tipificación de armaduras 2. Características geométricas 3. Propiedades mecánicas 4. Adherencia de armaduras 5. Mallas electrosoldadas 6. Armaduras básicas electrosoldadas 7. Elaboración y montaje (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 3
4 NK=qfmfcf`^`fþk=ab=^oj^aro^p La EHE distingue los siguientes tipos de armaduras: Armaduras pasivas: Empleadas en el hormigón armado. Resisten pasivamente las cargas. [Art. 32] Tipología: Barras corrugadas rectas o rollos de acero [Art. 32.2] Mallas electrosoldadas [Art ] Armaduras básicas electrosoldadas en celosía [Art ] Armaduras activas: Empleadas en el hormigón pretensado. Resisten activamente las cargas [Art. 34] (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 4
5 NK=qfmfcf`^`fþk=ab=^oj^aro^p Barras corrugadas Mallas electrosoldadas Rollos de acero corrugado Armaduras básicas electrosoldadas en celosía (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 5
6 NK=qfmfcf`^`fþk=ab=^oj^aro^p Productos de acero para armaduras pasivas y criterios de empleo: Barras de acero corrugado rectas y en rollos: Armaduras longitudinales Armaduras transversales Mallas electrosoldadas Armadura básica electrosoldada en celosía Alambres de acero corrugado o grafilado: Mallas electrosoldadas Armaduras básicas electrosoldadas en celosía Alambres lisos de acero soldable: Armadura básica en celosía (sólo en elementos de conexión) (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 6
7 NK=qfmfcf`^`fþk=ab=^oj^aro^p Designación de aceros empleados en armaduras pasivas: donde: B 400 SD B 500 T B = Acero para hormigón (Béton) Barras corrugadas Alambres lisos y corrugados f y = Límite elástico garantizado en N/mm 2 (ó MPa) S = Barras de acero con características de soldabilidad T = Alambres de acero trefilado D = Acero con características de gran ductilidad (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 7
8 NK=qfmfcf`^`fþk=ab=^oj^aro^p Identificación de las barras corrugadas: (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 8
9 OK=`^o^`qboðpqf`^p=dblj qof`^p Términos de sección en el acero: [Art. 32.1] Sección nominal (A) Superficie correspondiente al diámetro nominal Ø A 4 Sección media equivalente (A eq ) Cociente entre la masa por metro lineal y su masa específica (γ s = 7,85 g/cm 3 = 0,077 N/cm 3 ) 2 masa ( kg / m) peso ( N / m) 95,5 Aeq( mm ) A Diámetro equivalente (Ø eq ) El correspondiente a un cilindro de revolución de masa específica 7,85 g/cm 3 y de igual masa por metro lineal que la barra en cuestión (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 9
10 OK=`^o^`qboðpqf`^p=dblj qof`^p Serie de diámetros nominales en barras corrugadas: SERIE Diámetro nominal Ø (mm) Masa nominal m (kg/m) Sección nominal A (mm 2 ) A n 1 +A n 2 FINA MEDIA GRUESA (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 10
11 OK=`^o^`qboðpqf`^p=dblj qof`^p Geometría de las corrugas: (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 11
12 OK=`^o^`qboðpqf`^p=dblj qof`^p Inclinación y marcas de lectura en corrugas: (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 12
13 PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p Diagrama tensión deformación Límite elástico (f y ) Carga unitaria máxima de rotura (f s ) Alargamiento bajo carga máxima (ε máx ) Alargamiento remanente en rotura (ε u,5 ) Relación f s /f y Ensayo de doblado desdoblado Resistencia a la fatiga (cargas cíclicas) (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 13
14 PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p Diagrama real tensión deformación del acero: [Fig. 34.2] σ Acero de dureza natural (S/SD) con escalón de cedencia σ Acero estirado en frío (T) sin escalón de cedencia f s f s f y f y Escalón de cedencia o de relajación tgφ = E ε máx ε u ε ε=0,2% ε máx ε u ε (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 14
15 PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p Comparación del comportamiento de ambas curvas: σ f s f s f y Escalón de cedencia Acero con escalón de cedencia (dureza natural) tgφ = E Acero sin escalón de cedencia (estirado en frío) ε=0,2% ε máx ε máx ε u ε u ε (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 15
16 PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p Límite elástico (f y ) Corresponde al máximo valor de la tensión soportada por el material en régimen elástico lineal, sin que se produzcan deformaciones plásticas. Se expresa en N/mm 2 (MPa) Según el tipo de acero, se halla de la siguiente forma: Límite elástico aparente: Observable de forma directa en aceros con escalón de cedencia o de relajamiento. Límite elástico convencional: En aceros sin zona de cedencia, se define como la tensión que produce una deformación remanente del 0,2% (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 16
17 PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p Carga unitaria de rotura (f s ) Carga unitaria máxima a tracción que soporta la barra en su sección nominal antes de romper. Se expresa en N/mm 2 Relación f s /f y Margen de seguridad entre el límite elástico del acero y su rotura. Cuanto más alto sea su valor, mayor ductilidad tiene el acero Alargamiento de rotura (ε u,5 ) Alargamiento en rotura, expresado en %, que experimenta el acero antes de romper. Se mide después de la rotura sobre la base de 5Ø (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 17
18 PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p Determinación del alargamiento de rotura a tracción: u,5 L L L (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 18
19 PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p Cuadro de características mecánicas mínimas garantizadas: [Tabla 32.2.a] CARACTERÍSTICAS BARRAS CORRUGADAS Tipo de acero B 400 S B 500 S B 400 SD B 500 SD Norma de producto UNE UNE UNE UNE Límite elástico f y (N/mm 2 ) Carga unitaria de rotura f s (N/mm 2 ) Relación f s /f y 1,05 1,05 1,20 1,35 1,15 1,35 Relación f y real / f y nominal 1,20 1,25 Alargamiento en rotura ε u,5 (%) Alargamiento bajo carga máxima rotura ε máx (%) 5,0 (b) 7,5 (r) 5,0 (b) 7,5 (r) 7,5 (b) 10,0 (r) 7,5 (b) 10,0 (r) (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 19
20 PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p Ductilidad Capacidad del acero de alcanzar grandes deformaciones sin llegar a la fractura Armaduras con características especiales de ductilidad (Clase SD) Un acero es más dúctil cuanto mayor sea el área encerrada por la zona plástica en su diagrama tensióndeformación La ductilidad posibilita que la estructura absorba energía deformándose, sin llegar a agotarse. Mejora el comportamiento de la estructura, avisa antes de fallar Los aceros dúctiles presentan un mejor comportamiento a fatiga frente a cargas cíclicas Propiedad importante en zonas sísmicas (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 20
21 PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 21
22 PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 22
23 PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p Ensayo de doblado desdoblado Busca comprobar la plasticidad del acero suficiente para prevenir roturas frágiles durante su manipulación y transporte Se efectúa a temperatura ambiente sobre un mandril de diámetro en función del tipo de acero y el diámetro de la barra ensayada [Tabla 32.2.b] Proceso de ensayo: Doblado de la barra a 90º Envejecimiento artificial mediante calentamiento a 100º C durante 1 h. Enfriamiento al aire calmado Desdoblamiento mínimo de 20º Satisfactorio si no hay grietas o fisuras apreciables a simple vista (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 23
24 PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p Ensayo de fatiga Se somete al acero tipo SD a una carga oscilante determinada (Δσ), determinando el número de ciclos hasta rotura. El material se considera resistente a fatiga para ese Δσ si supera los de ciclos σ Δσ t (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 24
25 PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p Límite de fatiga o endurancia Máximo valor de la carrera o amplitud de tensiones (Δσ) que puede repetirse infinitas veces ( ) sin que se alcance la rotura del material [Tabla 32.2.d] σ σ = 150 N/mm 2 σ máx = 0,6 f y Endurancia ( σ) nº ciclos (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 25
26 QK=^aebobk`f^=ab=^oj^aro^p Adherencia Propiedad fundamental para el funcionamiento del conjunto estructural hormigón acero Funciones: Asegura el anclaje de las barras de acero Controla la fisuración del hormigón (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 26
27 QK=^aebobk`f^=ab=^oj^aro^p Mecanismos de adherencia: Adhesión: Interacción físico química en la interfaz acerocemento. Fuerzas capilares y moleculares. Instantáneo Rozamiento: Penetración de cemento en las irregularidades del acero. Interacción mecánica. Acuñamiento: Resistencia al deslizamiento por la forma de los resaltos o corrugas del acero. Es el más importante τ adherencia acuñamiento barra corrugada rozamiento adhesión barra lisa Δx deslizamiento (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 27
28 QK=^aebobk`f^=ab=^oj^aro^p Ensayos de adherencia en armaduras pasivas: Beam test o ensayo de la viga Normalizado en España (UNE EN 10080). Dispositivo muy complejo; en España lo realiza INTEMAC Pull out test (POT) o ensayo de arrancamiento No está normalizado en España, aunque sí en otros países (EEUU). Más sencillo y económico que el anterior (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 28
29 QK=^aebobk`f^=ab=^oj^aro^p Procedimiento de ensayo: [UNE EN 10080] Se determinan los valores de tensión en la barra que corresponden a deslizamientos de 0.01, 0.1 y 1 mm La tensión media de adherencia τ bm será la media de los tres valores anteriores: bm Se determina la tensión de rotura por adherencia τ bu a la que se produce el fallo por adherencia (deslizamiento de 3 mm. ó fallo por rotura, lo que antes ocurra) (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 29
30 QK=^aebobk`f^=ab=^oj^aro^p Verificación de adherencia: La barra se considerará de alta adherencia y apta para su empleo si supera los valores recogidos en esta tabla: [Art. 32.2] Diámetro nominal Ø (mm) Tensión media de adherencia τ bm (N/mm 2 ) Tensión última de adherencia τ bu (N/mm 2 ) Ø<8 >6.88 > < Ø <32 >7, Ø > Ø Ø > 32 >4.00 >6.66 (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 30
31 RK=j^ii^p=bib`qolplia^a^p Empleadas en elementos superficiales: forjados, muros, losas, zapatas, depósitos, etc. Ventajas: Fácil y rápida puesta en obra Eliminación de posibles errores de colocación Buen anclaje al existir armadura transversal Serie de diámetros nominales empleados (mm): 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9, , , Aceros empleados: B 400/500 T, B 400 S(D) y B 500 S(D) Retículas estándar: 15 x 15, 20 x 20, 15 x 30, 20 x 30 cm Tipos: simples, mallas dobles y con zonas de ahorro (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 31
32 RK=j^ii^p=bib`qolplia^a^p Ejemplos de utilización de mallas electrosoldadas: (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 32
33 RK=j^ii^p=bib`qolplia^a^p Resistencia al arrancamiento de nudos soldados Debe ser igual o superior al 25% de la carga del límite elástico nominal del alambre o barra de mayor diámetro de las que concurren en el nudo (UNE EN 10080) (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 33
34 SK=^oj^aro^p=_žpf`^p Empleadas en piezas prefabricadas semirresistentes: viguetas, prelosas, etc. Elementos que la componen: Elementos longitudinales: barras o alambres corrugados Elementos de conexión (celosía): alambres lisos o corrugados Tipos de celosías: Envolviendo a las armaduras (a) Soldada lateralmente a las armaduras (b) (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 34
35 TK=bi^_lo^`fþk=v=jlkq^gb Ferralla Conjunto de los procesos de transformación del acero corrugado, suministrado en barras o rollos, según el caso, que tienen por finalidad la elaboración de armaduras pasivas y que, por lo tanto, incluyen las operaciones de corte, doblado, soldadura, etc. Armado Proceso por el que se proporciona la disposición geométrica definitiva a la ferralla, a partir de armaduras elaboradas o de mallas electrosoldadas. El producto resultante se llama ferralla armada Montaje Proceso de colocación de la ferralla armada en el encofrado, conformando la armadura pasiva, para lo que deberá prestarse especial atención a la disposición de separadores y cumplimiento de recubrimientos del proyecto (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 35
36 TK=bi^_lo^`fþk=v=jlkq^gb Esquema del proceso: FERRALLA ARMADURA PASIVA ACERO CORRUGADO FERRALLA ARMADA (c) Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 36
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