INGENIERIA CIVIL I.T. Obras Públicas / Ing. Caminos

i^p=^oj^aro^p=m^pfs^p

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INGENIERIA CIVIL I.T. Obras Públicas / Ing. Caminos

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mêçÑÉëçê=`çä~Äçê~Ççê

 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

l_gbqfslp

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

`lkqbkfalp

 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. 33.1.1]

 Armaduras básicas electrosoldadas en celosía  [Art. 33.1.2]

 Armaduras activas: Empleadas en el hormigón  pretensado. Resisten activamente las cargas  ^[Art. 34]

NK=qfmfcf`^`fþk=ab=^oj^aro^p

NK=qfmfcf`^`fþk=ab=^oj^aro^p

Barras corrugadas

Mallas electrosoldadas

Armaduras básicas 

electrosoldadas en celosía

Rollos de acero corrugado

 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)

NK=qfmfcf`^`fþk=ab=^oj^aro^p

Barras corrugadas Alambres

lisos y corrugados

NK=qfmfcf`^`fþk=ab=^oj^aro^p

 Designación de aceros empleados en armaduras  pasivas:

B 400 SD B 500 T

donde:

 B = Acero para hormigón (Béton)

 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

 Identificación de las barras corrugadas:

NK=qfmfcf`^`fþk=ab=^oj^aro^p

OK=`^o^`qboðpqf`^p=dblj°qof`^p

 Términos de sección en el acero:  [Art. 32.1]

 Sección nominal (A)

Superficie correspondiente al diámetro nominal

 Sección media equivalente (A _eq )

Cociente entre la masa por metro lineal y su masa específica (γ

= 7,85 g/cm

= 0,077 N/cm

)

 Diámetro equivalente (Ø _eq )

El correspondiente a un cilindro de revolución de masa específica  7,85 g/cm

y de igual masa por metro lineal que la barra en cuestión

 

 Ø

A 4



 



2

3

( / ) ( / ) 95,5

( )

7.85 10 0.077 100

eq

masa kg m peso N m

A mm A

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

(mm²)

A

+A

FINA

6 0.222 28.3 ‐

8 0.395 50.3 ‐

10 0.617 78.5 78.5

MEDIA

12 0.888 113 129

14 1.21 154 ‐

16 1.58 201 192

20 2.47 314 314

GRUE SA ^{25 3.85 491 515}

32 6.31 804 805

40 9.86 1260 1295

OK=`^o^`qboðpqf`^p=dblj°qof`^p

 Geometría de las corrugas:

OK=`^o^`qboðpqf`^p=dblj°qof`^p

 Inclinación y marcas de lectura en corrugas:

 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)

PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p

 Diagrama real tensión‐deformación del acero:  [Fig. 34.2]

PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p

ε σ

f

f

ε

Escalón de cedencia o de relajación

ε σ

f

ε

ε

f

tgφ = E

Acero de dureza natural (S/SD)

con escalón de cedencia

Acero estirado en frío (T)

sin escalón de cedencia

ε

ε

 Comparación del comportamiento de ambas curvas:

PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p

Acero sin escalón de cedencia (estirado en frío)

Acero con escalón de cedencia (dureza natural)

ε σ

f

f

ε

Escalón de cedencia

ε

ε’

f’

tgφ = E

ε’

ε

 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%

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

PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p

 Determinación del alargamiento de rotura a  tracción:

PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p

 _,5  ^{1  0} 

0 u 100

L L

L

 Cuadro de características mecánicas mínimas  garantizadas:  [Tabla 32.2.a]

PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p

CARACTERÍSTICAS BARRAS CORRUGADAS

Tipo de acero B 400 S B 500 S B 400 SD B 500 SD

Norma de producto ^{UNE 10080 UNE 10080 UNE 10080 UNE 10080} Límite elástico f

(N/mm

) ≥ 400 ≥ 500 ≥ 400 ≥ 500 Carga unitaria de 

rotura f

(N/mm

) ≥ 440 ≥ 550 ≥ 480 ≥ 575

Relación f

/f

≥ 1,05 ≥ 1,05 ≥ 1,20

≤ 1,35

≥ 1,15

≤ 1,35 Relación f

real / f

nominal ‐ ‐ ≤ 1,20 ≤ 1,25

Alargamiento en rotura ε

(%) ≥ 14 ≥ 12 ≥ 20 ≥ 16 Alargamiento bajo carga 

máxima rotura ε

(%)

≥ 5,0 (b)

≥ 7,5 (r)

≥ 5,0 (b)

≥ 7,5 (r)

≥ 7,5 (b)

≥ 10,0 (r)

≥ 7,5 (b)

≥ 10,0 (r)

 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 tensión‐

deformación

 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

PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p

PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p

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

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 2∙10 ⁶ de ciclos

PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p

t σ

Δσ

 Límite de fatiga o endurancia

Máximo valor de la carrera o amplitud de tensiones (Δσ) que  puede repetirse infinitas veces (2∙10 ⁶ ) sin que se alcance la  rotura del material  [Tabla 32.2.d]

PK=molmfba^abp=jb`žkf`^p

nº ciclos

∆σ

Endurancia (∆σ)

1·10

2·10

∆σ = 150 N/mm

σ

= 0,6·f

 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

QK=^aebobk`f^=ab=^oj^aro^p

 Mecanismos de adherencia:

 Adhesión: Interacción físico‐química en la interfaz acero‐

cemento. 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

QK=^aebobk`f^=ab=^oj^aro^p

Δx

deslizamiento

τ

adherencia

barra lisa barra corrugada

adhesión

rozamiento

acuñamiento

 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

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:

 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)

QK=^aebobk`f^=ab=^oj^aro^p

  

  ^{0.01  0.1  1}

bm 3

 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]

QK=^aebobk`f^=ab=^oj^aro^p

Diámetro  nominal

Ø (mm)

Tensión media de adherencia

τ _bm (N/mm

)

Tensión última de adherencia

τ _bu (N/mm

)

Ø < 8 > 6.88 > 11.22

8 < Ø < 32 > 7,84 – 0.12 Ø > 12.74 – 0.19 Ø

Ø > 32 > 4.00 > 6.66

 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 ‐ 9,5 ‐ 10 ‐ 10,5 ‐ 11 ‐ 11,5 ‐ 12 – 14 – 16

 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

RK=j^ii^p=bib`qolplia^a^p

 Ejemplos de utilización de mallas electrosoldadas:

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)

RK=j^ii^p=bib`qolplia^a^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)

SK=^oj^aro^p=_žpf`^p

 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

TK=bi^_lo^`fþk=v=jlkq^gb

 Esquema del proceso:

TK=bi^_lo^`fþk=v=jlkq^gb

ACERO  CORRUGADO

FERRALLA

FERRALLA  ARMADA

ARMADURA 

PASIVA