3ra clase - Elementos de refuerzo

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ELEMENTOS DE REFUERZO 
Generalidades 
• Como se mencionó anteriormente, el concreto 
es un material con elevada resistencia a la 
compresión y al corte pero con una muy baja 
resistencia a la tracción y con un 
comportamiento frágil a la rotura 
• El concreto adecuadamente combinado con 
otros materiales da lugar a nuevos elementos 
capaces de resistir esfuerzos a tracción y con un 
comportamiento dúctil a la rotura. 
Generalidades 
• El trabajo de ambos materiales va mas allá de 
un intercambio de esfuerzos 
• Las barras de acero, además de otorgar 
resistencia a los esfuerzos de tracción y dar 
ductilidad, absorben esfuerzos secundarios no 
considerados en el diseño, controla el 
agrietamiento por retracción térmica, confina el 
concreto y lo hace trabajar en forma monolítica. 
Concreto armado 
Concreto armado 
• La unión y trabajo común de ambos materiales es 
posible por las siguientes razones básicas: 
– Las deformaciones del concreto y el acero son 
iguales 
– En la superficie de contacto entre ambos, la 
dilatación térmica del concreto es similar al 
acero, ambos tienen una buena adherencia 
– El concreto protege al acero de la corrosión 
siempre que le provea un alto PH. 
Tipos de acero de refuerzo 
• El acero se emplea como refuerzo en sus 
siguientes presentaciones: 
– Perfiles (concreto mixto) 
– Barras lisas 
– Barras corrugadas (concreto armado) 
– Barras lisas o torones de alta resistencia 
(concreto pre y post - tensado) 
– Fibras de acero. 
Barra corrugada 
Perfiles de 
acero 
Refuerzo en concreto armado 
• Las varillas corrugadas utilizadas tienen una 
resistencia que varía entre los 2000 y 6000 
kg/cm2 
• La interacción del acero con el concreto se conoce 
como adherencia, a la cual contribuyen los 
siguientes factores: 
– Adherencia debido a la capacidad cementante del 
cemento: Poco efectiva y queda destruida ante el 
primer desplazamiento relativo de los materiales. 
Refuerzo en concreto armado 
– Adherencia por fricción: Se origina por las 
fuerzas de fricción generadas entre el acero y 
el concreto al existir tendencia al 
desplazamiento relativo entre ambos 
materiales 
– Adherencia mecánica: Se origina debido a las 
corrugaciones de las varillas de refuerzo. Es el 
factor más efectivo e importante, generado por 
la traba de las corrugaciones y el concreto ante 
la tendencia al desplazamiento relativo. 
Refuerzo en concreto armado 
• Entonces para que exista una adecuada 
interacción concreto-varilla corrugada se 
debe verificar: 
– La varilla debe encontrarse totalmente 
recubierta de concreto (verificar 
recubrimiento en obra) 
– Debe existir una adecuada longitud de 
interacción que permita una efectiva 
transmisión de esfuerzos. 
Clasificación del acero según el 
trabajo que realiza 
• Armaduras principales: Colaboran con la sección de 
concreto. Diseñadas para absorber esfuerzos: 
– Longitudinales: Resistentes a tracciones y 
compresiones 
– Transversales: Resistentes principalmente al corte 
– Torsionales. 
Clasificación del acero según el 
trabajo que realiza 
• Armaduras secundarias: No consideradas en el 
diseño de la estructura pero de utilidad para un 
mejor comportamiento en conjunto del concreto 
armado (útiles para un mejor comportamiento) 
 Poseen, entre otras, las siguientes ventajas: 
– Absorben tensiones que no fueron consideradas, 
confinando y protegiendo al concreto. 
 
Clasificación del acero según el 
trabajo que realiza 
– Distribuyen las tensiones 
– Controlan la retracción del concreto 
• Armadura auxiliar: Prestan servicio especialmente 
en la etapa constructiva, facilitando el montaje y la 
permanencia del acero durante el vaceado o el 
montaje (ganchos, puentes, caballetes, etc.). 
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Alteración de las propiedades del 
acero con el tiempo 
• El acero puede sufrir cambios en el tiempo si 
es sometido a procesos térmicos (templados) 
o mecánicos (trefilado), los cuales son difíciles 
de ocurrir una vez que el acero se encuentra 
dentro del concreto 
• El acero también puede sufrir cambios 
químicos como la corrosión, debe controlarse 
rápidamente. 
Alteración de las propiedades del 
acero con el tiempo 
• La corrosión se origina por diversos factores, 
entre los que se destaca: 
– Exposición del refuerzo (falta de recubrimiento, 
fisuramiento del concreto, etc.) + Oxígeno 
– Creación de medios propicios para la corrosión 
interna, PH de 12.5 a 13. 
• Sales en agregados 
• Aditivos 
• Agua de mezclado 
• Medio ambiente. 
Alteración de las propiedades del 
acero con el tiempo 
• La corrosión puede evitarse con un 
adecuado recubrimiento del refuerzo, 
según el medio de exposición que se 
tenga, y un buen control sobre los 
componentes del concreto para evitar su 
fisuración. 
Características del acero corrugado 
• Para que el acero pueda ser empleado como 
elemento de refuerzo debe satisfacer con los 
siguientes requisitos: 
– Límite de fluencia: Los aceros de dureza 
natural para concreto armado se fabrican de 
acuerdo a las normas ASTM, siendo los grados 
normalmente aceptados: 
• A 40 fy = 2,800 kg/cm2 
• A 60 fy = 4,200 kg/cm2 
• A 75 fy = 5,250 kg/cm2 
Características del acero corrugado 
 El ACI ha limitado el uso de refuerzo de grado 
A75 debido a que al aumentar el límite de 
fluencia disminuye la ductilidad del acero 
– Denominación: En los planos el acero es 
referido normalmente en sus diámetros en 
pulgadas, sin embargo la característica 
fundamental es el peso por metro lineal. 
Características del acero corrugado 
– Doblado: El acero corrugado debe aprobar 
la prueba de doblado que consiste en: 
• Doblez standard de 180° sin fisurar 
• Doblez standard de 90° y enderezado sin 
fisurar. 
Características del acero corrugado 
– Soldado: Cuando la constitución del acero es 
desfavorable. El efecto de la alta temperatura y 
rápido enfriamiento puede originar 
endurecimiento y disminución de la ductilidad 
del refuerzo 
 Se recomienda evitar soldar a menos que sea 
imprescindible, de darse el caso se debe 
realizar ensayos para elegir el proceso 
adecuado (electrodo, precalentamiento, etc.) 
Uso del acero en obra 
• Si se tiene volúmenes importantes se realiza la 
compra directamente a los fabricantes (Sider, 
Aceros Arequipa, etc.). Si se tiene volúmenes 
pequeños se compra a los distribuidores, en 
este caso se debe tener cuidado con la calidad 
del acero 
• Los pedidos de acero se suelen realizar por 
números de varillas o toneladas. 
• Puede trabajarse con acero habilitado (cortado 
y doblado) 
• El transporte de acero se realiza en trailers. 
Transporte del acero a obra 
Acero habilitado en obra 
Uso del acero en obra 
• En obra, los trailers deben tener acceso a la 
zona de almacenamiento (el acero debe estar 
clasificado por diámetros y longitud) y la 
descarga se realiza manualmente o mediante 
grúas 
• El acero debe estar protegido contra todo lo 
que atenta contra su adecuado 
comportamiento (adherencia de barro, 
aceites, oxidación, etc.). 
Corte y doblado del refuerzo 
• Esta labor es de trascendental importancia 
para la correcta ejecución de la estructura. 
Puede ocasionar colocación de acero fuera de 
lugar, inadecuado anclaje, etc. 
• Para realizar adecuadamente este proceso, se 
suele elaborar hojas de corte de fácil manejo 
• El refuerzo doblado y cortado debe ser 
etiquetado y debidamente almacenado. 
Corte y doblado del refuerzo 
• Para el corte se suele emplear cizallas 
mecánicas, eléctricas y sierra manual 
• Para el doblado se debe tener especial 
cuidado en el radio de curvatura mínimo, debe 
realizarse en forma manual y sobre el banco 
del fierrero 
• Todo proceso de doblado debe realizarse en 
frío (T° ambiente), en climas muy fríos (T°< 
5°C) se recomienda disminuir la velocidad de 
doblado. 
Corte y doblado del refuerzo 
Características del acero A60 
Designación 
de la barra
Diámetro 
(pulg.)
Diámetro 
(mm)
Area 
(m2)
Peso 
(kg/m2)#2 1/4 6.35 0.32 0.25
#3 3/8 9.52 0.71 0.56
#4 1/2 12.70 1.27 1.00
#5 5/8 15.88 1.98 1.56
#6 3/4 19.09 2.84 2.23
#8 1 25.40 5.07 4.00
Cuadro de corte y doblado de acero 
• Permite metrar la cantidad y dimensiones de 
los refuerzos, y se habilitan las varillas o 
toneladas necesarias 
• El refuerzo debe llevar un recubrimiento 
mínimo que depende del tipo de estructura: 
– Zapatas : 7.5 cm 
– Vigas peraltadas, placas y columnas: 4cm 
– Vigas chatas y losas: 2cm 
Ejemplo de hoja de corte de fierro 
3/4 
5/8 
10 und. 
5.92 
0.4 0.4 
2.18 
0.4 4 und. 
5/8 0.52 
0.22 
0.15 
36 und. 
Colocación de la armadura 
• Debe ir dentro del encofrado y ubicada 
correctamente 
• Previamente hay que hacer los dados de 
concreto. Para columnas son de 5x5x4 cm y 
provistos de ganchos de alambres que servirán 
para fijarlos a la armadura 
• Si se trata de vigas hay que fabricar un dado 
para fondo de viga sin ganchos 
Dados de concreto en 
cimentación 
Dados de concreto en placas 
Dados de concreto en vigas 
Colocación de la armadura 
Empalmes 
• Los empalmes deben realizarse en las zonas de 
mínimo esfuerzos (ver gráficos) 
• Una regla general para la longitud del empalme es 
considerarlo 40 veces el diámetro de la barra, 
pero existen variaciones según la calidad y 
resistencia del concreto. 
 Le = 40 
 
Empalmes en Columnas 
H/6 
Le 
Empalmes en Vigas 
Estribos 
• Los estribos tienen como finalidad fundamental 
resistir los esfuerzos de corte del elemento, 
además de fijar las armaduras en su posición 
definitiva. Los hay de modalidad individual y 
continua 
• Los diámetros mas utilizados para los estribos son 
de 1/4” y 3/8” 
• En el caso de columnas cilíndricas se usan estribos 
en forma de hélice sin cortarse (zunchos) 
• Los estribos se amarran con alambre #16. 
Doblado de Estribos 
Estribos en obra 
Colocación de estribos 
Empleo de mallas de acero 
• Es un sistema de mucho uso en losas y muros. 
Son mallas de acero soldadas eléctricamente en 
cada uno de sus cruces 
• Las mallas están constituidas por acero de alta 
resistencia estirado en frío, pueden ser lisas o 
corrugadas 
• Las mallas se fabrican de 2.6 m de ancho por 
5.0 m de largo, con las barras principales en 
posición longitudinal. 
Empleo de mallas de acero 
• El largo de las mallas puede variar, 
existiendo como limitación los medios de 
transporte 
• Las barras forman cuadrados de 10x10 o 
15x15, o rectángulos de 10 o 15 cm de 
ancho por 10, 15 ó 20 cm de largo 
Mallas de acero en obra 
Mallas de acero