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Transcript

William Berdugo

Jose Cano

Krsna Cepeda

Natalia Fandiño

LONGITUD DE DESARROLLO

Y EMPALMES DE REFUERZO

NSR-10

CONCRETO REFORZADO

LONGITUD DE DESARROLLO DEL REFUERZO

Es la longitud del refuerzo embebido dentro del concreto, requerida para desarrollar la resistencia de diseño del refuerzo en una seccion critica.

Los ganchos barras y corrugadas con cabeza no se deben emplear

para desarrollar barras en compresión.

FASE I

Desarrollo del refuerzo a flexión

  • Las secciones críticas para el desarrollo del refuerzo en los elementos a

flexión corresponden a los puntos de esfuerzos máximos, y en los sitios

dentro de la luz donde termina o se dobla el refuerzo adyacente.

  • El refuerzo de flexion no puede suspenderse en la zona de traccion, a menos que se cumpla lo siguiente:

  • Que se proporcione un área de estribos adicional a la que se requiere para cortante y torsión a lo largo de cada terminación de barra o alambre de m alla electrosoldada, por una distancia igual a 3/4 de la altura efectiva del elemento, a partir del punto de terminación.
  • El cortante mayorado Vu en el punto de suspensión no exceda los 2/3 de la resistencia de diseño a cortante, § Vn ,incluyendo la

resistencia a cortante del refuerzo para cortante suministrado.

  • Que para barras N°36M y menores, el refuerzo que continúa sea el doble del área requerida por flexión en el punto de interrupción y el

cortante mayorado Vu no exceda el 75% de la resistencia de diseño a cortante <f>Vn.

A TENER EN CUENTA

Se debe dar anclaje externo adecuado al refuerzo a tracción en elementos sometidos a flexión donde la tracción del refuerzo no sea directamente proporcional al momento, como es el caso de zapatas inclinadas, escalonadas o de sección variable, en ménsulas, en elementos de gran altura

sometidos a flexión o elementos en los cuales el refuerzo a tracción no sea paralelo a la cara de compresión.

Desarrollo del refuerzo para momento positivo

FASE II

DOCUMENTOS

Especificaciones del Reglamento Colombiano

NSR-10

  • Por lo menos 1/3 del refuerzo

para momento positivo en elementos simplemente apoyados y 1/4 del

refuerzo para momento positivo en elementos continuos, debe prolongarse a lo largo de la m ism a cara del elemento dentro del apoyo, y en vigas esta extensión no debe ser menor de 150 mm dentro del apoyo.

  • Cuando un elemento a flexión haga parte de un sistema prim ario resistente a fuerzas horizontales, el refuerzo positivo que se extiende dentro del apoyo debe anclarse para desarrollar la resistencia nominal a la fluencia fy a tracción en la cara del apoyo.

APOYOS

En apoyos simples y en puntos de inflexión, el refuerzo a tracción para

momento positivo debe limitarse a un diámetro tal que h calculada para fy

cumpla la condición de la expresión:

Donde:

  • Mn = resistencia nominal a momento, obtenida suponiendo que todo

el refuerzo de la sección está trabajando a un esfuerzo de

tracción igual a la resistencia nominal a la fluencia fy.

  • Vu = fuerza cortante mayorada en la sección.
  • l z ~ en un apoyo es igual a la longitud de anclaje más allá del

centro del apoyo. En el punto de inflexión debe limitarse a la

altura efectiva del elemento d o a 12db, la que sea mayor.

CONCLUSION

  • En aquellos casos en los cuales el refuerzo termina después del centro de un apoyo simple, con un gancho estándar en su extremo, o se disponga un anclaje mecánico equivalente a un gancho estándar, no hay necesidad de cumplir la ecuación anterior.

  • El valor de Mn/Vu puede aum entarse en un 30% cuando los extremos del refuerzo estén confinados por una reacción de compresión.

Desarrollo del refuerzo para momento negativo

El refuerzo para momento

negativo en un elemento continuo, restringido o en voladizo, o en cualquier

elemento de un pórtico rígido resistente a momentos, debe anclarse en el elemento que le da apoyo o a través del mismo, mediante la longitud embebida, por medio de ganchos o con anclaje mecánico.

Empalmes de refuerzo

Empalmes de refuerzo

Existen 3:

  • Los empalmes por traslapo no pueden utilizarse para barras mayores de la N°36; las barras empalmadas por traslapos que no estén en contacto, en elementos a flexión, no deben espaciarse transversalmente a m ás de 1/5 de la longitud requerida para el empalme traslapado, ni m ás de 150 mm.
  • Toda conexión mecánica total debe desarrollar, a tracción o a compresión,

según se requiera, al menos un 125% de la resistencia nominal a la fluencia

fy de la barra (1.25fy) .

  • Toda conexión mecánica total debe desarrollar, a tracción o a compresión,

según se requiera, al menos un 125% de la resistencia nominal a la fluencia

fy de la barra (1.25fy) .

Empalmes a traccion

Empalmes a tracción de barras corrugadas y de alambres corrugados

de mallas electrosoldadas

La longitud mínima de traslapo para empalmes a tracción de las clases A y B no debe ser menor de 300 mm, donde:

Donde ld es la longitud de desarrollo a tracción para barras corrugadas, alambres corrugados, refuerzo electrosoldado de alambre liso o corrugado o torones de preesfuerzo, para la resistencia nominal a la fluencia fy, sin el factor de modificación.

Los empalmes por traslapo a tracción de barras corrugadas y alambres corrugados que formen parte de mallas electrosoldadas, deben ser Clase B, excepto que se permiten los de Clase A cuando el área de refuerzo suministrado es al menos el doble del requerido por análisis en toda la longitud del empalme y la mitad o menos del refuerzo total que se empalma dentro de la longitud de traslapo, como lo indica la tabla siguiente.Los empalmes por traslapo a tracción de barras corrugadas y alambres corrugados que formen parte de mallas electrosoldadas, deben ser Clase B, excepto que se permiten los de Clase A cuando el área de refuerzo suministrado es al menos el doble del requerido por análisis en toda la longitud del empalme y la mitad o menos del refuerzo total que se empalma dentro de la longitud de traslapo, como lo indica la tabla 4.1.

Empalmes a Compresion

Empalmes de barras corrugadas a compresión

  • La longitud mínima para empalmes traslapados a compresión es 0.071fydb para fy de 420 M Pa o menos o (0.13fy-24)db para fy m ayor de

420MPa y no debe ser menor de 300 mm. Para fc menores de 21 MPa, la

longitud de traslapo debe incrementarse en un tercio (1/3).

  • Cuando se empalmen por traslapo a compresión barras de diferente

diámetro, la longitud del empalme por traslapo debe ser A m ayor de ¿de la longitud de desarrollo de la barra m ayor o de la longitud de traslapo de la barra menor.

Empalmes en Columnas

Empalmes en columnas

Deben utilizarse empalmes por traslapo, empalmes mecánicos, empalmes soldados a tope, conexiones mecánicas o empalmes a tope en el extremo y el empalme debe cum plir los requisitos dados para todas las combinaciones de carga en la columna. De acuerdo al esquema de la figura 4.1, se requieren empalmes para refuerzo en las barras de compresión, esfuerzo en las barras de tracción sin exceder 0.5fy, clase A, y cuando el esfuerzo en las barras excede en tracción 0.5fy , clase B.

Ganchos

Estándar

Ganchos Estándar

El término “gancho estándar”, significa un doblez en el extremo de la barra

de refuerzo que cumple los siguientes requisitos del Reglamento colombiano:

b) Un doblez de 90° más una extensión de longitud mínima igual a 12db en el extremo libre de la barra.

  • Un doblez a 90° con una extensión recta de longitud mínima igual a 6db para barras No.5 (5/8”) y 16M (16 mm) o menores.
  • Un doblez a 90° con una extensión recta de longitud mínima igual a 12db para barras N o.6 (3/4”) y 20M (20 mm) a N o .8 (1”) y 25M (25mm).
  • Para barras N o.8 (1”) y 25M (25mm) y menores con ganchos

de 135°, la longitud mínima de la parte recta en el extremo ibre es de 6db

c) Para estribos:

a) Un doblez de 180° más una extensión recta de longitud mínima igual a 4db, pero no m enor de 65 m m en el extremo libre de la barra.

TABLAS

FASE II

Diámetros mínimos de doblamiento

TABLAS PARA GANCHOS ESTANDAR

El diámetro inferior para el doblamiento de las barras del refuerzo principal, no debe ser menor que los valores dados en la siguiente tabla.

TABLAS PARA GANCHOS ESTANDAR

Aparecen dos tablas que contienen, entre otras, las longitudes en mm (B) de los ganchos estándar (doblez a 180° y doblez a 90°) y lo que es más útil, la longitud adicional de la barra hasta el recubrimiento, necesaria para formar 1 o 2 ganchos, para los aceros de uso frecuente en nuestro medio y aproximadas en forma conveniente.

(Véanse en la pág. 181 Estructuras de Concreto l – Jorge I Segura)

Tablas para ganchos de estribos

  • Se presentan las tablas que contienen, entre otras, las longitudes en mm (B) de los ganchos para estribos con doblez de 90° y 135°, y la longitud adicional de la barra hasta el recubrimiento, necesaria para formar 1 o 2 ganchos, aproximada en forma conveniente. .(Véanse en la pág. 182 Estructuras de Concreto l – Jorge I Segura)

Tablas para ganchos de estribos

Tabla para ganchos de estribos de confinamiento

Se presenta una tabla que contiene la longitud en mm (B) de los ganchos para estribos de confinamiento en estructuras con capacidad de disipación moderada (DM O) y especial (DES), con doblez a 135° y la longitud adicional de la barra hasta el recubrimiento, necesaria para formar 1 o 2 ganchos, aproximada en forma conveniente. .(Véanse en la pág. 184 Estructuras de Concreto l – Jorge I Segura)

LONGITUD DE DESARROLLO DE BARRAS CORRUGADAS Y ALAMBRE CORRUGADO

BARRAS CORRUGADAS Y ALAMBRE CORRUGADO

La longitud de desarrollo id, en términos de db para barras corrugadas y alambres corrugados a tracción, debe calcularse como el producto de la longitud de desarrollo básica y el factor o factores de modificación aplicables, pero id no debe ser menor que 300 mm. A continuación la nomenclatura.

  • Ψt = factor de modificación para la longitud de desarrollo con base en la localización del refuerzo. Ψe = factor de modificación para la longitud de desarrollo con base en el revestimiento del refuerzo, . El producto Ψt Ψe no hay necesidad de que exceda 1.7
  • ΨS= factor de modificación para la longitud de desarrollo con base en el tamaño del refuerzo
  • cb = la menor de (a) la distancia medida del centro de una barra o alambre a la superficie mas cercana del concreto, o (b) la mitad de la separación centro a centro de las barras o alambres que se desarrollan.

Ktr =Índice de esfuerzo transversal =​​​​"Atr" /​​​​ donde:

  • Atr = área total de todo el refuerzo transversal en forma de estribos, dentro de una distancia de espaciamiento s y que cruza un plano potencial de hendimiento adyacente al refuerzo que se desarrolla, en m m 2.
  • S = espaciamiento, centro a centro, del refuerzo transversal que existe en la longitud de desarrollo £d , expresado en mm.
  • n = número de barras en una misma fila o capa, que se empalman o desarrollan, a lo largo del plano de fractura.

Como una simplificación de diseño, se permite usar Ktr = 0 aunque haya refuerzo transversal presente.

Refuerzo en exceso

La longitud de desarrollo puede reducirse cuando el refuerzo en un elemento a flexión es mayor del que se requiere por análisis, excepto cuando el anclaje o el desarrollo de fy se requiera, o en estructuras con capacidad de disipación especial de energía DES.

La reducción puede hacerse en la siguiente proporción (​​​​ ​​​​​​​​​​​​​​​​​​)/(​​​​ ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​)

Longitud de desarrollo de barras corrugadas o alambres corrugados. Casos simplificados Para barras corrugadas o alambre corrugado a tracción, el valorad debe calcularse así:

A continuación, una tabulación de las longitudes de desarrollo de barras corrugadas a tracción para los casos simplificados y distintas combinaciones de Ψt Ψe Ψs y Cb para los aceros de fy = 420 y 240 MPa. (Véanse en las tablas de la pág. 187 Estructuras de Concreto l – Jorge I Segura)

Longitud de desarrollo de barras corrugadas o alambres corrugados a tracción y compresion

DESARROLLO

SOSTENIBLE

TRACCION

Caso general:

Para barras corrugadas o alambre corrugado el valor debe calcularse utilizando la ecuación:

A continuación, una tabulación de las longitudes de desarrollo de barras corrugadas a tracción para el caso general y distintas combinaciones de Ψt Ψe Ψs y Cb y los aceros de fy = 420 y 240 MPa.

El resto de tablas Véanse en las tablas de la pág. 192 Estructuras de Concreto l – Jorge I Segura)

COMPRESION

La longitud de desarrollo £dc en mm, para barras corrugadas a compresión, debe calcularse como el producto de la longitud de desarrollo básica £dc, y los factores de modificación aplicables, pero £dc no puede ser menor de 200 mm.

La longitud de desarrollo básica, £dc, es:

La longitud de desarrollo básica, £dc , se puede multiplicar por los coeficientes aplicables para:

Refuerzo en exceso Refuerzo en exceso del que requiere el análisis"As requerido" /" As suministrado"

A continuación, una tabulación de las longitudes de desarrollo básicas de barras corrugadas a compresión para los aceros fy = 420 y 240 Mpa (Véanse en las tablas de la pág. 204 Estructuras de Concreto l – Jorge I Segura)

Ganchos estándar a tracción

FASE III

La longitud de desarrollo, £dh, en mm, para barras corrugadas en tracción que terminan en un gancho estándar, debe obtenerse como el producto de la longitud de desarrollo por el factor o factores de modificación aplicables, pero no debe ser menor que el mayor entre 8 d b y 150 mm.

La longitud de desarrollo ,£dh, para una barra con gancho, con f = 420 MPa, es:

En la figura adjunta, correspondiente a barras con ganchos sometidas a tracción, aparece la denominada longitud de desarrollo total, la cual se mide desde la sección crítica hasta el punto más distante de la barra, en dirección paralela a su porción recta.

se presenta una tabulación de las longitudes de desarrollo, £dh, en mm, para barras corrugadas en tracción que terminan en un gancho estándar, para fy = 420 y 240 M Pa y su afectación por algunos de los coeficientes arriba mencionados (Véanse en las tablas de la pág. 208 Estructuras de Concreto l – Jorge I Segura)

A continuación se presenta, con el alcance de sólo un esquema muy general, los posibles puntos de corte para una luz extrema con el apoyo exterior como simple apoyo, con una luz interior soportada en columnas y un voladizo en el otro extremo. Las luces son aproximadamente iguales y la carga en todos los casos es uniforme e igual.

Desarrollo de las barras corrugadas con cabeza y ancladas mecánicamente en tracción

La longitud de desarrollo en tracción de las barras corrugadas con cabeza, £dt, debe ser determinada con C. 12.6.2. El uso de cabeza para desarrollar las barras corrugadas en tracción debe quedar limitado a condiciones que cumplan con (a) hasta la (f):

a) El fy de la barra no debe exceder de 420 MPa.

b) El tamaño de la barra no debe ser menor de No. 11 (1-3/8”) o 36M (36mm).

c) El concreto debe ser de peso normal.

d) El área de apoyo de la cabeza Abrg no debe ser menor a 4 A b.

e) El recubrimiento libre para la barra no debe ser menor de 2db

f) El espaciamiento mínimo de las barras no debe ser menor de 4db.

Desarrollo de malla electrosoldada de alambre corrugado

la longitud de desarrollo £d en mm, para malla electrosoldada de alambre corrugado medida desde la sección crítica hasta el extremo del alambre

A continuación y con un alcance estrictamente didáctico, se presenta un ejemplo de diseño de una viga de dos luces y un voladizo como aplicación de los requisitos y especificaciones anteriormente expuestos.

Donde sw es el espaciamiento del alambre que va a desarrollarse o a empalmar, expresado en mm. De todas maneras, este coeficiente no debe exceder a 1.0 .

PROBLEMA 4.1

La viga de la figura 4.9 tiene una sección de 0.60 x 0.45 m y fue diseñada

para concreto de fc = 2 1 .1 M Pa y acero de refuerzo para fy = 420 MPa. En

la figura 4.9 se muestran los diagramas de corte y flexión, previamente

calculados y el refuerzo colocado.

(Véanse en la solución del ejercicio 4,1 en la pág. 216 Estructuras de Concreto l – Jorge I Segura

A continuación, la figura 4.10 que contiene los diagramas y refuerzos anunciados.

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