Barra de refuerzo (abreviatura de barra de refuerzo ), conocida cuando se combina como acero de refuerzo o refuerzo de acero , [1] es una barra de acero que se utiliza como dispositivo de tensión en estructuras de hormigón armado y mampostería reforzada para fortalecer y ayudar al hormigón bajo tensión. El hormigón es fuerte bajo compresión , pero tiene baja resistencia a la tracción . Las barras de refuerzo aumentan significativamente la resistencia a la tracción de la estructura. La superficie de las barras de refuerzo presenta una serie continua de nervaduras, orejetas o hendiduras para promover una mejor unión con el concreto y reducir el riesgo de deslizamiento.
El tipo más común de varilla de refuerzo es el acero al carbono , que normalmente consiste en barras redondas laminadas en caliente con patrones de deformación grabados en su superficie. El acero y el hormigón tienen coeficientes de expansión térmica similares , [2] por lo que un miembro estructural de hormigón reforzado con acero experimentará una tensión diferencial mínima a medida que cambia la temperatura.
Otros tipos de barras de refuerzo fácilmente disponibles son las fabricadas con acero inoxidable y las barras compuestas de fibra de vidrio , fibra de carbono o fibra de basalto . Las barras de refuerzo de acero al carbono también pueden estar recubiertas de zinc o una resina epoxi diseñada para resistir los efectos de la corrosión, especialmente cuando se usan en ambientes de agua salada. Se ha demostrado que el bambú es una alternativa viable al acero de refuerzo en la construcción de hormigón. [3] [4] Estos tipos alternativos tienden a ser más costosos o pueden tener menores propiedades mecánicas y, por lo tanto, se usan con mayor frecuencia en construcciones especializadas donde sus características físicas cumplen con un requisito de rendimiento específico que el acero al carbono no proporciona.
Las barras de refuerzo en la construcción de mampostería se han utilizado desde la Antigüedad ; Roma utilizó varillas de hierro o madera en la construcción de arcos; posteriormente, se emplearon tirantes de hierro y placas de anclaje en toda la Europa medieval , como dispositivo para reforzar arcos , bóvedas y cúpulas . [5] [6] En el castillo de Vincennes del siglo XIV se utilizaron 2.500 metros de barras de refuerzo . [7]
Durante el siglo XVIII, se utilizaron barras de refuerzo para formar la carcasa de la Torre Inclinada de Nevyansk en Rusia, construida por orden del industrial Akinfiy Demidov . El hierro fundido [ cita necesaria ] utilizado para las barras de refuerzo era de alta calidad y hasta el día de hoy no hay corrosión en las barras. La carcasa de la torre estaba unida a su tejado a dos aguas de hierro fundido , coronado por uno de los primeros pararrayos conocidos . [8]
Sin embargo, no fue hasta mediados del siglo XIX que las barras de refuerzo mostraron sus mayores fortalezas con la incrustación de barras de acero en el hormigón, produciendo así el hormigón armado moderno . Varias personas en Europa y América del Norte desarrollaron el hormigón armado en la década de 1850. Entre ellos se encuentran el francés Joseph-Louis Lambot , que construyó barcos de hormigón armado en París (1854) y el estadounidense Thaddeus Hyatt , que produjo y probó vigas de hormigón armado. Joseph Monier de Francia es una de las figuras más destacadas de la invención y popularización del hormigón armado. Como jardinero francés, Monier patentó macetas de hormigón armado en 1867, antes de proceder a construir puentes y tanques de agua de hormigón armado. [9]
Ernest L. Ransome , ingeniero y arquitecto inglés que trabajó en Estados Unidos, hizo una importante contribución al desarrollo de las barras de refuerzo en la construcción de hormigón. Inventó las barras de refuerzo de hierro retorcido, en las que pensó inicialmente mientras diseñaba aceras autoportantes para el Masonic Hall en Stockton, California. Sin embargo, su barra de refuerzo retorcida inicialmente no fue apreciada e incluso ridiculizada en la Sociedad Técnica de California, donde los miembros afirmaron que la torsión debilitaría el hierro. [10] En 1889, Ransome trabajó en la costa oeste principalmente diseñando puentes. Uno de ellos, el puente del lago Alvord en el parque Golden Gate de San Francisco, fue el primer puente de hormigón armado construido en los Estados Unidos. Usó barras de refuerzo retorcidas en esta estructura. [11]
Al mismo tiempo, Ransome inventaba las barras de refuerzo de acero retorcidas, CAP Turner diseñaba su "sistema en forma de hongo" de losas de hormigón armado con varillas redondas lisas y Julius Kahn experimentaba con una innovadora barra de refuerzo laminada en forma de diamante con pestañas de placa plana inclinadas hacia arriba en 45° (patentado en 1902). Kahn predijo que las vigas de hormigón con este sistema de refuerzo se doblarían como una armadura Warren y también pensó en esta barra de refuerzo como refuerzo de corte. El sistema de refuerzo de Kahn se construyó con vigas, viguetas y columnas de hormigón.
El sistema fue elogiado y criticado por los ingenieros contemporáneos de Kahn: Turner expresó fuertes objeciones a este sistema porque podría causar fallas catastróficas en las estructuras de concreto. Rechazó la idea de que el sistema de refuerzo de Kahn en vigas de hormigón actuaría como una armadura Warren y también señaló que este sistema no proporcionaría la cantidad adecuada de refuerzo para esfuerzos cortantes en los extremos de las vigas simplemente apoyadas, el lugar donde el esfuerzo cortante es mayor. . Además, Turner advirtió que el sistema de Kahn podría resultar en una falla frágil al no contar con refuerzo longitudinal en las vigas a la altura de las columnas.
Este tipo de falla se manifestó en el colapso parcial del Hotel Bixby en Long Beach, California y el colapso total del edificio Eastman Kodak en Rochester, Nueva York, ambos durante la construcción en 1906. Sin embargo, se concluyó que ambos fracasos fueron consecuencias de de mano de obra de mala calidad. Con el aumento de la demanda de estandarización de la construcción, los sistemas de refuerzo innovadores como el de Kahn fueron dejados de lado en favor de los sistemas de refuerzo de hormigón que se ven hoy en día. [12]
Los requisitos para las deformaciones en el refuerzo de barras de acero no se estandarizaron en la construcción estadounidense hasta aproximadamente 1950. Los requisitos modernos para las deformaciones se establecieron en las " Especificaciones provisionales para las deformaciones de barras de acero deformadas para refuerzo de hormigón ", ASTM A305-47T. Posteriormente, se realizaron cambios que aumentaron la altura de las nervaduras y redujeron el espaciamiento de las nervaduras para ciertos tamaños de barras, y la calificación de "provisional" se eliminó cuando se publicó la norma actualizada ASTM A305-49 en 1949. Los requisitos para las deformaciones que se encuentran en las especificaciones actuales para el acero Las barras de refuerzo, como ASTM A615 y ASTM A706, entre otras, son las mismas que las especificadas en ASTM A305-49. [13]
El hormigón es un material muy resistente a la compresión , pero relativamente débil a la tracción . Para compensar este desequilibrio en el comportamiento del hormigón, se vierten barras de refuerzo para soportar las cargas de tracción . La mayor parte del refuerzo de acero se divide en refuerzo primario y secundario:
Las aplicaciones secundarias incluyen barras de refuerzo incrustadas en paredes de mampostería, que incluyen barras colocadas horizontalmente en una junta de mortero (cada cuarta o quinta hilada de bloque) o verticalmente (en los huecos horizontales de bloques de cemento y ladrillos con núcleo, que luego se fijan en su lugar con lechada) . Las estructuras de mampostería unidas con lechada tienen propiedades similares al hormigón: alta resistencia a la compresión pero una capacidad limitada para soportar cargas de tracción. Cuando se añaden barras de refuerzo, se conocen como "mampostería armada".
Un enfoque similar (de incrustar barras de refuerzo verticalmente en huecos diseñados en bloques de ingeniería) también se utiliza en muros paisajísticos colocados en seco, al menos fijando la hilera más baja en su lugar en la tierra, también se emplea asegurando la hilera más baja y/o muros muertos en muros hechos de hormigón diseñado o traviesas de madera.
En casos inusuales, el refuerzo de acero puede estar incrustado y parcialmente expuesto, como en las barras de acero que constriñen y refuerzan la mampostería de la Torre Nevyansk o las estructuras antiguas de Roma y el Vaticano.
El acero tiene un coeficiente de expansión térmica casi igual al del hormigón moderno . De no ser así, se producirían problemas por tensiones longitudinales y perpendiculares adicionales a temperaturas diferentes a la temperatura de fraguado. [14] Aunque las barras de refuerzo tienen nervaduras que las unen mecánicamente al hormigón, aún pueden extraerse del hormigón bajo altas tensiones, un hecho que a menudo acompaña a un colapso de la estructura a mayor escala. Para evitar tal falla, las barras de refuerzo se incrustan profundamente en miembros estructurales adyacentes (40 a 60 veces el diámetro) o se doblan y enganchan en los extremos para fijarlas alrededor del concreto y otras barras de refuerzo. Este primer enfoque aumenta la fricción que bloquea la barra en su lugar, mientras que el segundo aprovecha la alta resistencia a la compresión del hormigón.
Las barras de refuerzo comunes están hechas de acero templado sin terminar , lo que las hace susceptibles a la oxidación . Normalmente la cubierta de hormigón es capaz de proporcionar un valor de pH superior a 12 evitando la reacción de corrosión . Muy poca cobertura de concreto puede comprometer esta protección debido a la carbonatación de la superficie y la penetración de sal . Demasiado recubrimiento de concreto puede causar grietas de mayor ancho, lo que también compromete la protección local. A medida que el óxido ocupa un volumen mayor que el acero del que se formó, causa una presión interna severa sobre el concreto circundante, lo que provoca grietas, desconchones y, en última instancia, fallas estructurales . Este fenómeno se conoce como jacking de óxido .
Este es un problema particular cuando el hormigón está expuesto al agua salada, como en puentes donde se aplica sal a las carreteras en invierno, o en aplicaciones marinas. En estas situaciones se pueden emplear barras de refuerzo sin recubrimiento, resistentes a la corrosión, con bajo contenido de carbono / cromo (microcompuesto), bronce al silicio , recubiertas de epoxi , galvanizadas o de acero inoxidable , con un costo inicial mayor, pero un costo significativamente menor durante la vida útil del proyecto. [15] [16]
Se tiene especial cuidado durante el proceso de transporte, fabricación, manipulación, instalación y colocación del concreto cuando se trabaja con barras de refuerzo recubiertas de epoxi , porque los daños reducirán la resistencia a la corrosión a largo plazo de estas barras. [17] Incluso las barras recubiertas de epoxi dañadas han mostrado un mejor rendimiento que las barras de refuerzo sin recubrir, aunque se han informado problemas relacionados con la desunión del recubrimiento de epoxi de las barras y la corrosión debajo de la película de epoxi. [18] Estas barras recubiertas de epoxi se utilizan en más de 70.000 tableros de puentes en los EE. UU., pero esta tecnología se fue eliminando gradualmente en favor de las barras de refuerzo de acero inoxidable a partir de 2005 debido a su bajo rendimiento. [19] [20]
Los requisitos para las deformaciones se encuentran en las especificaciones de productos estándar de EE. UU. para refuerzo de barras de acero, como ASTM A615 y ASTM A706, y dictan el espaciado y la altura de los terminales.
Las barras de refuerzo de plástico reforzadas con fibra también se utilizan en entornos altamente corrosivos. Está disponible en muchas formas, como espirales para reforzar columnas, varillas comunes y mallas. La mayoría de las barras de refuerzo disponibles comercialmente están hechas de fibras unidireccionales fijadas en una resina polimérica termoestable y a menudo se las conoce como FRP.
Algunas construcciones especiales, como instalaciones de investigación y fabricación con componentes electrónicos muy sensibles, pueden requerir el uso de refuerzos que no sean conductores de electricidad, y las salas de equipos de imágenes médicas pueden requerir propiedades no magnéticas para evitar interferencias. Las barras de refuerzo de FRP, en particular los tipos de fibra de vidrio, tienen baja conductividad eléctrica y no son magnéticas, lo que se usa comúnmente para tales necesidades. Hay barras de refuerzo de acero inoxidable con baja permeabilidad magnética disponibles que a veces se utilizan para evitar problemas de interferencia magnética.
El acero de refuerzo también puede verse desplazado por impactos como terremotos , lo que provoca fallas estructurales. El mejor ejemplo de esto es el colapso del viaducto de Cypress Street en Oakland, California, como resultado del terremoto de Loma Prieta de 1989 , que causó 42 víctimas mortales. Las sacudidas del terremoto provocaron que las barras de refuerzo se desprendieran del hormigón y se pandearan . Los diseños de edificios actualizados, que incluyen más barras de refuerzo circunferenciales, pueden abordar este tipo de falla.
Los tamaños de barras estadounidenses/imperiales dan el diámetro en unidades de 1 ⁄ 8 de pulgada (3,2 mm) para los tamaños de barra del n.° 2 al n.° 8, de modo que n.° 8 = 8 ⁄ 8 de pulgada = 1 pulgada (25 mm) de diámetro.
No hay tamaños de barra fraccionarios en este sistema. El símbolo "#" indica el signo numérico y, por lo tanto, "#6" se lee como "número seis". El uso del signo "#" es habitual para las tallas de EE. UU., sin embargo, "No." a veces se utiliza en su lugar. En el comercio, la barra de refuerzo se conoce mediante una abreviatura que utiliza el diámetro de la barra como descriptor, como "cuatro barras" para una barra que mide cuatro octavos (o media) de pulgada.
El área de la sección transversal de una barra, dada por πr ², equivale a (tamaño de la barra/9,027)², que se aproxima a (tamaño de la barra/9)² pulgadas cuadradas. Por ejemplo, el área de la barra n.º 8 es (8/9)² = 0,79 pulgadas cuadradas.
Los tamaños de barra mayores que el n.° 8 siguen la regla de 1 ⁄ 8 de pulgada de manera imperfecta y omiten los tamaños n.° 12-13 y n.° 15-17 debido a una convención histórica. En las primeras construcciones de hormigón, las barras de 1 pulgada y más grandes sólo estaban disponibles en secciones cuadradas, y cuando las barras redondas deformadas de gran formato estuvieron disponibles alrededor de 1957 [21], la industria las fabricó para proporcionar el área de sección transversal equivalente a los tamaños de barras cuadradas estándar que antes eran usado. El diámetro de la forma redonda equivalente de gran formato se redondea al 1⁄8 de pulgada más cercano para proporcionar el tamaño de la barra. Por ejemplo, la barra número 9 tiene una sección transversal de 6,5 cm 2 (1,00 pulgada cuadrada ) y, por lo tanto, un diámetro de 28,7 mm (1,128 pulgadas). Los tamaños #10, #11, #14 y #18 corresponden a barras cuadradas de 1 1 ⁄ 8 pulgadas, 1 1 ⁄ 4 , 1 1 ⁄ 2 y 2 pulgadas, respectivamente. [22]
Los tamaños inferiores al n.º 3 ya no se reconocen como tamaños estándar. Por lo general, se fabrican como varillas de acero redondas y sin deformar, pero se pueden fabricar con deformaciones. Los tamaños menores a #3 generalmente se denominan productos de "alambre" y no "barra" y se especifican por su diámetro nominal o número de calibre del alambre. Las barras número 2 a menudo se denominan informalmente "barra de lápiz", ya que tienen aproximadamente el mismo tamaño que un lápiz.
Cuando se utilizan barras de refuerzo de tamaño imperial o estadounidense en proyectos con unidades métricas, el tamaño métrico equivalente generalmente se especifica como el diámetro nominal redondeado al milímetro más cercano. Estos no se consideran tamaños métricos estándar y, por lo tanto, a menudo se los denomina conversión suave o tamaño "métrico suave". El sistema de tamaño de barra de EE. UU./Imperial reconoce el uso de tamaños de barra métricos verdaderos (No. 10, 12, 16, 20, 25, 28, 32, 36, 40, 50 y 60 específicamente) que indican el diámetro nominal de la barra en milímetros. como especificación de "tamaño alternativo". Sustituir un tamaño métrico real por un tamaño estadounidense/imperial se denomina conversión estricta y, a veces, da como resultado el uso de una barra de tamaño físicamente diferente.
Las designaciones de barras métricas representan el diámetro nominal de la barra en milímetros, redondeado al 5 mm más cercano.
Las designaciones de barra métricas representan el diámetro nominal de la barra en milímetros. Los tamaños de barras preferidos en Europa se especifican para cumplir con la Tabla 6 de la norma EN 10080 , [23] aunque varias normas nacionales aún siguen vigentes (por ejemplo, BS 4449 en el Reino Unido). En Suiza, algunos tamaños son diferentes del estándar europeo.
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El refuerzo para uso en construcciones de hormigón está sujeto a los requisitos de las normas australianas AS3600 (Estructuras de hormigón) y AS/NZS4671 (Refuerzo de acero para hormigón). Existen otras normas que se aplican a las pruebas, la soldadura y la galvanización.
La designación de refuerzo se define en AS/NZS4671 utilizando los siguientes formatos:
Forma/Sección
D- barra nervada deformada, R- barra redonda / lisa, I- barra dentada deformada
Clase de ductilidad
L- ductilidad baja, N- ductilidad normal, E- ductilidad sísmica (terremoto)
Grados estándar (MPa)
250N, 300E, 500L, 500N, 500E
Las barras normalmente se abrevian simplemente como 'N' (barra deformada laminada en caliente), 'R' (barra redonda laminada en caliente), 'RW' (alambre acanalado estirado en frío) o 'W' (alambre redondo estirado en frío). ya que el límite elástico y la clase de ductilidad se pueden deducir de la forma. Por ejemplo, todos los alambres disponibles comercialmente tienen un límite elástico de 500 MPa y una ductilidad baja, mientras que las barras redondas tienen un límite elástico de 250 MPa y una ductilidad normal.
El refuerzo para uso en construcciones de hormigón está sujeto a los requisitos de AS/NZS4671 (Refuerzo de acero para hormigón). Existen otras normas que se aplican a las pruebas, la soldadura y la galvanización.
' Barra de acero de refuerzo Grado 300 y 500 Clase E
Las barras de refuerzo están disponibles en los siguientes grados según IS:1786-2008 FE 415/FE 415D/FE 415S/FE 500/FE 500D/FE 500S/FE 550, FE550D, FE 600. Las barras de refuerzo se enfrían con agua a un alto nivel de presión. de modo que la superficie exterior se endurece mientras el núcleo interior permanece blando. Las barras de refuerzo tienen nervaduras para que el hormigón pueda tener un mejor agarre. Las regiones costeras utilizan barras de refuerzo galvanizadas para prolongar su vida. Los tamaños de las barras de refuerzo BIS son 10, 12, 16, 20, 25, 28, 32, 36, 40 y 50 milímetros.
Los tamaños de barras de refuerzo de muy gran formato están ampliamente disponibles y son producidos por fabricantes especializados. Las industrias de torres y letreros comúnmente usan barras "jumbo" como varillas de anclaje para estructuras grandes que se fabrican a partir de espacios en blanco ligeramente sobredimensionados, de modo que se pueden cortar roscas en los extremos para aceptar tuercas de anclaje estándar. [24] [25] Las barras de refuerzo completamente roscadas también se producen con roscas muy gruesas que satisfacen los estándares de deformación de las barras de refuerzo y permiten el uso de tuercas y acopladores personalizados. [26] Tenga en cuenta que estos tamaños habituales, si bien son de uso común, no tienen estándares de consenso asociados y las propiedades reales pueden variar según el fabricante.
Las barras de refuerzo están disponibles en grados y especificaciones que varían en cuanto a límite elástico , resistencia máxima a la tracción , composición química y porcentaje de alargamiento .
El uso de un grado por sí solo solo indica el límite elástico mínimo permitido y debe usarse en el contexto de una especificación de material para describir completamente los requisitos del producto para barras de refuerzo. Las especificaciones de materiales establecen los requisitos para las calidades, así como propiedades adicionales como composición química, alargamiento mínimo, tolerancias físicas, etc. Las barras de refuerzo fabricadas deben exceder el límite elástico mínimo de la calidad y cualquier otro requisito de especificación del material cuando se inspeccionan y prueban.
En el uso en EE. UU., la designación de grado es igual al límite elástico mínimo de la barra en ksi (1000 psi); por ejemplo, la barra de refuerzo de grado 60 tiene un límite elástico mínimo de 60 ksi. Las barras de refuerzo se fabrican más comúnmente en los grados 40, 60 y 75, con mayor resistencia disponible en los grados 80, 100, 120 y 150. El grado 60 (420 MPa) es el grado de varilla de refuerzo más utilizado en la construcción moderna de Estados Unidos. Los grados históricos incluyen 30, 33, 35, 36, 50 y 55, que no son de uso común en la actualidad.
Algunos grados solo se fabrican para tamaños de barras específicos; por ejemplo, según ASTM A615, el grado 40 (280 MPa) solo se suministra para tamaños de barras de EE. UU. del n.° 3 al n.° 6 (métrico suave del n.° 10 al 19). A veces, las limitaciones en las calidades de materiales disponibles para tamaños de barras específicos están relacionadas con el proceso de fabricación utilizado, así como con la disponibilidad de materias primas de calidad controlada utilizadas.
Algunas especificaciones de materiales cubren múltiples grados y, en tales casos, es necesario indicar tanto la especificación del material como el grado. Las calidades de las barras de refuerzo suelen anotarse en los documentos de ingeniería, incluso cuando no hay otras opciones de calidad dentro de la especificación del material, para eliminar confusiones y evitar posibles problemas de calidad, como los que podrían ocurrir si se realiza una sustitución de material. Tenga en cuenta que "Gr." es la abreviatura común en ingeniería para "grado", con variaciones en el uso de letras mayúsculas y el uso de un punto. [27]
En ciertos casos, como en ingeniería sísmica y diseño resistente a explosiones, donde se espera un comportamiento posterior a la fluencia, es importante poder predecir y controlar propiedades como el límite elástico máximo y la relación mínima entre la resistencia a la tracción y el límite elástico. ASTM A706 Gr. 60 es un ejemplo de una especificación de material con rango de propiedades controladas que tiene un límite elástico mínimo de 60 ksi (420 MPa), un límite elástico máximo de 78 ksi (540 MPa), un límite elástico mínimo de 80 ksi (550 MPa) y no menos de 1,25 veces el límite elástico real y requisitos mínimos de alargamiento que varían según el tamaño de la barra.
En los países que utilizan el sistema métrico, la designación del grado suele ser el límite elástico en megapascales MPa, por ejemplo, el grado 400 (similar al grado 60 de EE. UU., sin embargo, el grado métrico 420 es en realidad el sustituto exacto del grado de EE. UU.).
Las especificaciones estadounidenses comunes, publicadas por ACI y ASTM, son:
Las designaciones de marcado ASTM son:
Históricamente en Europa, las barras de refuerzo se componen de material de acero dulce con un límite elástico de aproximadamente 250 MPa (36 ksi). Las barras de refuerzo modernas están compuestas de acero de alto rendimiento, con un límite elástico más típico de 500 MPa (72,5 ksi). Las barras de refuerzo se pueden suministrar con varios grados de ductilidad . El acero más dúctil es capaz de absorber considerablemente más energía cuando se deforma, un comportamiento que resiste las fuerzas sísmicas y se utiliza en el diseño. Estos aceros dúctiles de alto límite elástico generalmente se producen mediante el proceso TEMPCORE, [28] un método de procesamiento termomecánico . No se permite la fabricación de acero de refuerzo relaminando productos acabados (por ejemplo, chapas o carriles). [29] A diferencia del acero estructural, los grados de acero para barras de refuerzo aún no están armonizados en toda Europa, ya que cada país tiene sus propias normas nacionales. Sin embargo, existe cierta estandarización de especificaciones y métodos de prueba según EN 10080 y EN ISO 15630:
Las jaulas de barras de refuerzo se fabrican dentro o fuera del sitio del proyecto comúnmente con la ayuda de dobladoras y cizallas hidráulicas . Sin embargo, para trabajos pequeños o personalizados, es suficiente una herramienta conocida como Hickey, o dobladora manual de barras de refuerzo. Las barras de refuerzo son colocadas por fijadores de acero ("rodbusters" o trabajadores de hierro de refuerzo de concreto), con soportes de barra y espaciadores de barras de concreto o plástico que separan las barras de refuerzo del encofrado de concreto para establecer una cubierta de concreto y garantizar que se logre un empotramiento adecuado. Las barras de refuerzo de las jaulas se conectan mediante soldadura por puntos , atando alambre de acero, a veces utilizando una hilera de barras de refuerzo eléctrica, o con conexiones mecánicas . Para atar barras de refuerzo recubiertas de epoxi o galvanizadas, normalmente se utiliza alambre recubierto de epoxi o galvanizado, respectivamente.
Los estribos forman la parte exterior de una jaula de barras de refuerzo. Los estribos suelen ser rectangulares en las vigas y circulares en los pilares y se colocan a intervalos regulares a lo largo de una columna o viga para asegurar la barra de refuerzo estructural y evitar que se salga de su posición durante la colocación del hormigón. El uso principal de los estribos o tirantes es aumentar la capacidad de corte del componente de hormigón armado en el que se incluye. [30]
La Sociedad Estadounidense de Soldadura (AWS) D 1.4 establece las prácticas para soldar barras de refuerzo en los EE. UU. Sin consideración especial, la única barra de refuerzo que está lista para soldar es la de grado W (baja aleación - A706). Las barras de refuerzo que no se producen según la especificación ASTM A706 generalmente no son adecuadas para soldar sin calcular el "equivalente de carbono". Se puede soldar material con un equivalente de carbono inferior a 0,55.
Las barras de refuerzo ASTM A 616 y ASTM A 617 (ahora reemplazadas por la norma combinada A996) son acero para rieles relaminado y acero para ejes de riel relaminado con contenido químico, fósforo y carbono no controlado. Estos materiales no son comunes.
Las jaulas de barras de refuerzo normalmente se unen con alambre, aunque la soldadura por puntos de las jaulas ha sido la norma en Europa durante muchos años y se está volviendo más común en los Estados Unidos. Los aceros de alta resistencia para hormigón pretensado no se pueden soldar. [ cita necesaria ]
El sistema de refuerzo en rollo es un método notablemente rápido y rentable para colocar una gran cantidad de refuerzo en un corto período de tiempo. [31] El refuerzo en rollo generalmente se prepara fuera del sitio y se desenrolla fácilmente en el sitio. La colocación de refuerzo en rollo se ha aplicado con éxito en forjados (cubiertas, cimentaciones), cimentaciones de mástiles de energía eólica, muros, rampas, etc.
También conocidas como "acopladores mecánicos" o "empalmes mecánicos", las conexiones mecánicas se utilizan para conectar barras de refuerzo entre sí. Los acopladores mecánicos son un medio eficaz para reducir la congestión de las barras de refuerzo en áreas altamente reforzadas para la construcción con hormigón colado in situ. Estos acopladores también se utilizan en construcciones prefabricadas de hormigón en las uniones entre miembros.
Los criterios de desempeño estructural para conexiones mecánicas varían según los países, códigos e industrias. Como requisito mínimo, los códigos generalmente especifican que la conexión entre la barra de refuerzo y el empalme cumpla o supere el 125% del límite elástico especificado de la barra de refuerzo. Criterios más estrictos también requieren el desarrollo de la resistencia máxima especificada de la barra de refuerzo. Como ejemplo, ACI 318 especifica criterios de rendimiento de Tipo 1 (125% Fy) o Tipo 2 (125% Fy y 100% Fu). [32]
Para estructuras de hormigón diseñadas teniendo en cuenta la ductilidad, se recomienda que las conexiones mecánicas también sean capaces de fallar de manera dúctil, lo que normalmente se conoce en la industria del acero de refuerzo como "rotura de barra". Como ejemplo, Caltrans especifica un modo de falla requerido (es decir, "estricción de la barra"). [33]
Para evitar lesiones, los extremos que sobresalen de las barras de refuerzo de acero a menudo se doblan o se cubren con tapas de plástico especiales reforzadas con acero. [34]
El refuerzo generalmente se tabula en un "plan de refuerzo" en los planos de construcción. Esto elimina la ambigüedad en las notaciones utilizadas en todo el mundo. La siguiente lista proporciona ejemplos de las notaciones utilizadas en la industria de la arquitectura, la ingeniería y la construcción.
Las barras de refuerzo se reciclan con frecuencia y, a menudo, se fabrican íntegramente con acero reciclado. [35] Nucor , el mayor productor de acero de los Estados Unidos, afirma que sus productos de barras de acero están hechos de un 97% de acero reciclado. [36]
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