Las recomendaciones que se entregan a continuación corresponden a un resumen de las recomendaciones del Capítulo 25 del Código ACI 318-14.
Estas recomendaciones fueron elaboradas para resolver casos simples, que, eventualmente, no quedaron bien detallados en los planos y para enfatizar aspectos importantes del detallamiento de los refuerzos.
5.1 Anclaje de los refuerzos
Para que los refuerzos puedan desarrollar las tracciones que son capaces de resistir en fluencia, deben estar debidamente ancladas en sus extremos.
Este anclaje se obtiene prolongando la armadura más allá de la sección en que se requiere su resistencia de fluencia en un largo que se denomina longitud de desarrollo: ld para barras en tracción y ldc para barras en compresión.
Para refuerzos de 22mm de diámetro y mayores, normalmente confinados, del tipo A630-420H, en hormigón G25, que tengan un recubrimiento > db y un espaciamiento > 2db, las longitudes de desarrollo son:
con un mínimo de 300mm. A estas longitudes conviene agregarles 50mm, quedando así en:
Para barras de diámetro menor a 22mm el valor de ld se podrá reducir en un 20%, sea:
Si se trata de barras horizontales que al hormigonar tienen más de 300mm de hormigón fresco bajo ellas, dicho valor debe multiplicarse por 1,3. Para casos que no corresponden a los casos normales indicados anteriormente se deben usar los largos de desarrollo indicados en la sección 25 del código ACI 318-14.
Los largos de anclaje, y muy especialmente el espacio necesario para materializar el anclaje, se puede reducir si se dobla el extremo de la barra en forma de gancho. Los ganchos standard que propone el ACI se indican en la Figura 3. Al usarlos, la longitud de anclaje se puede reducir a ldh = 20db para hormigón G25, acero A630-420H, recubrimientos > db, espaciamiento > 2db y menos de 300mm de hormigón fresco bajo las barras horizontales. El gancho de 90° debe quedar colocado dentro del núcleo confinado de la columna o elemento de borde.
Se debe tener especial cuidado de no anclar las barras de refuerzo en el recubrimiento, como tiende a ocurrir en el encuentro de vigas con columnas o con muros de un mismo espesor.
5.2 Empalmes de refuerzos por traslape.
Los refuerzos se pueden empalmar por simple traslape de las barras. Los empalmes por traslape deben ubicarse preferentemente en zonas comprimidas del hormigón.
El largo de traslape de empalmes de barras traccionadas debe ser igual a lb si el empalme se efectúa en una zona comprimida del hormigón y 1,3 ld si el empalme se encuentra en una zona traccionada del hormigón.
Los empalmes deben ubicarse preferentemente en forma escalonada a lo largo del elemento.
Las zonas de anclaje y empalme de barras siempre deben quedar confinadas por estribos o trabas.
5.3 Estribos y trabas
Los estribos y trabas cumplen varias funciones de gran importancia en el comportamiento de los elementos de hormigón armado. Entre las funciones más importantes destacan:
5.3.1 Incrementar la resistencia al corte de vigas, columnas y muros.
5.3.2 Confinar el hormigón de columnas y de las zonas comprimidas de las vigas.
5.3.3 Confinar las zonas de empalmes de barras en tracción y compresión.
5.3.4 Amarrar las barras en compresión para evitar su pandeo prematuro.
En general los estribos deben tener la forma que se muestra en la Figura 4.
Sus diámetros interiores de doblado deben ser > 4db, para barras hasta 16mm de diámetro y sus ganchos deben estar doblados en 135° y tener un largo mínimo de 6db, pero no < 75mm.
La traba suplementaria debe tener ambos extremos doblados en un ángulo mayor o igual que 135°.
El refuerzo de los elementos especiales de borde debe satisfacer:
- El diámetro de las barras longitudinales en los elementos de borde debe ser menor o igual que un noveno de la menor dimensión del elemento de borde.
- El diámetro del refuerzo transversal del elemento de borde debe ser igual o mayor que un tercio del diámetro del refuerzo longitudinal.
Se debe preferir el uso de estribos cerrados. Utilizar estribos compuestos solamente en aquellos casos en que es prácticamente imposible colocar estribos cerrados.
5.4 Espaciamiento máximo entre estribos
5.4.1 En elementos sometidos a compresión moderada (columnas, bordes de muros, zonas comprimidas de vigas) el espaciamiento entre estribos no debe exceder 16 diámetros de la barra longitudinal, 48 diámetros del estribo, o la menor dimensión del elemento.
5.4.2 En elementos sometidos a compresiones elevadas (columnas, bordes de muros especiales, zonas comprimidas de vigas que requieren de confinamiento especial) el espaciamiento entre estribos y trabas no debe exceder 6 diámetros de la barra longitudinal ni de la mitad del espesor del muro.
5.4.3 En vigas el espaciamiento máximo entre estribos debe ser menor a la mitad de la altura del elemento.
Los estribos de confinamiento de los refuerzos de compresión de las vigas deben cumplir con las exigencias indicadas en 5.4.1 y 5.4.2
5.4.4 El primer estribo de vigas y columnas debe quedar situado a una distancia menor a s/2 de la cara de apoyo del elemento (donde “s” = espaciamiento de los estribos del elemento).
5.4.5 Las zonas de empalmes de barras deben quedar confinadas por estribos cerrados en la longitud de traslapo.
El espaciamiento de los estribos en columnas no debe exceder un cuarto del espesor del elemento ni 100mm.
5.5 Amarras transversales de barras en compresión
Barras en compresión de columnas y muros deben amarrarse transversalmente a una distancia que impida su pandeo antes de alcanzar la tensión de fluencia. Los estribos pueden cumplir esta función siempre que la barra no quede a más de 150 mm de una rama transversal del estribo (ver Figura 5).
5.6 Refuerzo mínimo por retracción y temperatura (Sección 24.4 del ACI-
318-14)
La cuantía de refuerzo mínima que deben llevar las losas y muros de largos menores a 6m que no posean una restricción significativa al libre movimiento, es la siguiente:
Si existe restricción significativa del libre movimiento deben considerarse los requisitos de la sección 5.3.6 del ACI 318-14.
5.7 Requisitos mínimos para obtener la integridad estructural (Sección 4.10
del ACI 318-14)
El detallamiento adecuado de los refuerzos es fundamental para lograr la integridad estructural.
Para estructuras construidas en obra, el código ACI 318-14 trae una serie de recomendaciones cuyos aspectos relevantes se resumen a continuación:
5.7.1 Las vigas del perímetro de la estructura deben tener un refuerzo continuo de al menos dos barras superiores con una sección no menor a un sexto del refuerzo negativo en el apoyo y barras inferiores de al menos un cuarto del refuerzo de tracción requerido para el momento positivo.
(Sección 9.7.7.1 ACI 318-14)
5.7.2 Posibles empalmes de las barras de continuidad deberán ser empalmes de tracción clase B (Tabla 25.5.2.1 ACI 318-14) que resistan al menos 25% más que la tensión de fluencia real de la barra menor que se está empalmando.
5.7.3 Los posibles empalmes de las barras de continuidad superiores deben efectuarse cerca de la mitad del vano. Los posibles empalmes de las barras de continuidad inferiores deben efectuarse cerca del apoyo o en él (Sección 9.7.6.5 ACI 318-14)
Para construcciones de hormigón prefabricado, las secciones 16.2.1.8, 16.2.4 y 16.2.5 del código ACI 318-14 tienen una serie de recomendaciones cuyos aspectos relevantes se resumen a continuación:
5.7.4 Deben proporcionarse amarras de tracción en sentido transversal, longitudinal y vertical, y alrededor del perímetro de la estructura, para unir efectivamente los elementos.
5.7.5 Para construcciones hasta dos pisos, las conexiones entre el diafragma y los elementos que está soportando lateralmente deben tener una resistencia mínima de 4.4 KN/m.
5.7.6 Los paneles de muro deben tener un mínimo de dos amarres verticales de integridad por muro con una resistencia de 44 KN/amarre.
5.7.7 No se deben usar detalles de conexión que dependan solamente de la fricción causada por cargas gravitacionales.
5.7.8 La efectividad de las conexiones para transmitir esfuerzos entre elementos debe ser determinada por medio de análisis y ensayo.
