CARACTERISTICAS DE LA ADHERENCIA EN BARRAS (informe de la exposicion)

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CARACTERISTICAS DE LA ADHERENCIA EN BARRAS
La teoría que se desarrolla en los capítulos siguientes se fundamenta, entre otros principios, en que el concreto se deforma igual que el acero y en que el acero es capaz de desarrollar su esfuerzo de fluencia. Estas hipótesis son válidas siempre que se tomen provisiones para garantizar la adherencia entre ambos materiales.
Son tres los mecanismos que permiten desarrollar la adherencia entre acero y concreto:
l. Adhesión química
2. Fricción
3. Aplastamiento del concreto por las corrugaciones de las varillas
El primero de ellos se presenta cuando los esfuerzos en el acero son pequeños, del orden de 14 a 21 kglcm'. Cuando la adhesión química se rompe entran a actuar los otros dos mecanismos, siendo el aplastamiento del concreto más efectivo que la fricción lo que queda demostrado al observar que las varillas sin corrugaciones se desprenden casi inmediatamente después de perder la adhesión química. En la figura 3.1 se muestran las fuerzas que actúan en la varilla cuando la adhesión se ha roto.
Como se aprecia, la reacción en el concreto no es paralela al acero sino forma un ángulo β con él. Esta inclinación varía entre 45" y 80" y, por lo tanto, la componente radial de esta fuerza no es despreciable. El concreto que rodea el refuerzo está sometido a un estado de esfuerzos como el mostrado en la figura 3.2, similar al de un recipiente de pared delgada sometido a presión interna.
Ante los esfuerzos a que está sometido, el concreto puede presentar dos tipos de falla. 
La primera se produce cuando los esfuerzos de tensión alrededor del acero superan la resistencia a la tracción del concreto. En la sección de menor espesor, se iniciará la formación de grietas que al desarrollarse ocasionarán la pérdida de adherencia con el refuerzo. El recubrimiento y el espaciamiento entre varillas son factores críticos en este caso, como se muestra en la figura 3.3.
El segundo tipo de falla se presenta cuando el concreto entre las corrugaciones del acero falla por aplastamiento o desprendimiento, con el consecuente deslizamiento del refuerzo. Esta situación se presenta en la figura 3.4.
Se han diseñado una serie de ensayos para cuantificar la adherencia entre acero y concreto. Uno de ellos consiste en preparar un dado de concreto con una varilla embebida en él. La varilla es traccionada haciendo uso de una gata que se apoya en el dado, comprimiéndolo. La distribución de esfuerzos de adherencia se muestra en la figura 3.5. Esta prueba tiene el inconveniente que el concreto no presenta fisuras, las cuales, en la práctica, alteran la distribución de los esfuerzos.
Además, la plancha de apoyo del dado limita las deformaciones laterales del concreto debidas al efecto Poisson y por consiguiente, eleva la adherencia entre acero y concreto. Este ensayo fue muy usado hasta antes de 1950.
Otro tipo de ensayo, desarrollado en la Universidad de Texas, consiste en cargar la viga mostrada en la figura 3.6. Este procedimiento supera de algún modo las deficiencias del anterior
LONGITUDES DE ANCLAJE O DESARROLLO
El logro de un comportamiento adecuado de adherencia es un aspecto importante del dimensionamiento de elementos de concreto reforzado; sin embargo el conocimiento que se tiene del fenómeno es relativamente escaso, especialmente en lo que se refiere a la determinación de los esfuerzos internos y a los mecanismos de fallas por adherencia. Experimentalmente se han encontrado métodos para estimar en forma aproximada, los esfuerzos de adherencia en casos particulares; pero estos métodos no toman en cuenta todas las variables que intervienen, ya que sus efectos no han podido ser cuantificados en forma definitiva. Los estudios que han permitido la formulación de recomendaciones de dimensionamiento se pueden clasificar en ensayos de extracción y ensayos de vigas.
La longitud de transferencia Ld, para las barras con resaltes así como para los alambres con resaltes de las mallas electrosoldadas será:
Acero de refuerzo en compresión
12.2.2.1 Barras con resaltes
La longitud de transferencia de tensiones para barras y alambres con resaltes en compresión, Ldc, se calculará con la ecuación (12-6) y el factor de modificación λc de la Tabla 12.2.2 aplicable, pero en ningún caso Ldc será menor que 20 cm.
Ldc = 0,075 db fy / c f ′ ≥ 0,004 db fy
ANCLAJE DE BARRAS MEDIANTE GANCHOS
En ocasiones no se dispone de suficiente espacio para alojar longitud de desarrollo requerida. Se suele en estos casos hacer dobleces en el extremo de la barra, de manera de que se formen ganchos o escuadras que requieren menos espacios.
Las dimensiones del gancho son muy importantes para asegurar su eficiencia. En la porción recta se desarrollan esfuerzos de adherencia y en la porción curva, esfuerzos de aplastamiento en el concreto. Existen dos mecanismos de falla en este tipo de anclaje. El primero se presenta si no se cuenta con recubrimiento suficiente, en cuyo caso el concreto se desprende debido a los esfuerzos radiales que genera la presencia de las corrugaciones de la varilla. El segundo tiene su origen en el aplastamiento del concreto adyacente a la porción curva del gancho.
LONGITUD DE DESARROLLO PARA BARRAS CON GANCHOS
Se ha demostrado que la longitud de varilla requerida para fabricar un gancho estándar desarrolla aproximadamente la misma capacidad de adherencia que una varilla recta de la misma longitud, es decir, la curvatura del gancho no le agrega adherencia adicional al refuerzo. Incrementar la extensión del gancho no mejora su comportamiento debido a que la falla se produce por aplastamiento del concreto en la porción curva.
La longitud de anclaje mediante gancho estándar Ldh para barras con resaltes en tracción, se calculará con la ecuación (12-8), usando los factores de modificación aplicables. En todo caso λdh Ldh no será menor que 8db ni 15 cm.
Si se utiliza ganchos para anclar el refuerzo en extremos discontinuos, como volados o extremos de vigas simplemente apoyadas, cuyo recubrimiento lateral, superior e inferior es menor que 6.5 cm. se requerirá estribos con espaciamiento menor que 3db, a lo largo de la longitud de anclaje y con el primer estribo a S 2 d, de la cara del gancho (ver figura 3.1 1)
EMPALME EN BARRAS 
Empalme traslapado o solapado.
El empalme traslapado consta de las dos varillas a empalmar, una a continuación de la otra, con una cierta longitud de traslape. La fuerza en una barra se transfiere al concreto que la rodea por adherencia y, simultáneamente, por el mismo efecto, del concreto a la otra barra. La distribución de esfuerzos es similar a la mostrada en la figura 3.12. La eficiencia de un empalme depende del desarrollo de la adherencia a lo largo de la superficie de las varillas y de la capacidad del concreto para transferir los elevados esfuerzos cortantes que se generan. Los empalmes traslapados tienen la desventaja que el concreto que los rodea presenta grietas locales irregulares.
El empalme traslapado con contacto es mejor pues se puede amarrar el acero con alambres. Si las varillas empalmadas no están en contacto directo, no deberán separarse más de un quinto de la longitud del empalme ni más de 15 cm. pues sino se genera una sección no reforzada entre varillas que favorece el agrietamiento.
Empalmes a tracción
El empalme a tracción genera compresión diagonal en el concreto ubicado entre varillas. La presencia de estribos en el elemento limita el desarrollo de grietas originadas por estos esfuerzos y asegura una falla dúctil. Experimentalmente se ha demostrado que resulta beneficioso escalonar los traslapes. Esto se debe a que los extremos de las barras son fuentes de discontinuidad e inician grietas en la zona de tensión.
La longitud mínima de empalme por solape en tracción será conforme a los requisitos de empalmes Clases A o B, definidos en la Tabla 12.3.1.
Empalme Clase A, 1,0 Ld > 30 cm.
Empalme Clase B, 1,3 Ld > 30 cm.
Para la determinación de la longitud de anclaje de varillas empalmadas simultáneamente, se considerará quesu espaciamiento es igual al espaciamiento entre varillas fuera de la zona de empalme menos el diámetro de una barra. Para columnas con varillas cuyos ejes no están alineados y para empalmes escalonados, se tendrán en cuenta las consideraciones mostradas en la figura 3.13.
Empalmes soldados y empalmes mecánicos
Normalmente se usan para empalmar varillas de diámetros grandes (# 6 ó mayores). Deben t poder desarrollar por lo menos 125% del límite elástico del acero de la varilla fy.
Empalmes por soldadura
Con las excepciones indicadas en esta Norma, todas las soldaduras cumplirán con la Norma ANSI/AWS D1.4.
No se permite soldar al acero de refuerzo longitudinal requerido por diseño, estribos, ligaduras, insertos u otros elementos similares.
Los empalmes por soldadura realizados a temperatura ambiente en los aceros de refuerzo de calidad W especificados en la Norma Venezolana 316, y que deban resistir las acciones sísmicas además deben cumplir con los requisitos de este Capítulo, no podrán quedar ubicados a una distancia menor o igual que dos veces la altura del miembro medida de la cara de la viga o columna ni estar ubicadas en secciones donde es probable que la cedencia del acero de refuerzo ocurra como resultado de deformaciones inelásticas.
Los empalmes soldados no deben producir excentricidades en el esfuerzo. En la figura 13.15 se muestran algunos de los más utilizados.
Los empalmes mecánicos son los más usados actualmente y son más seguros que los empalmes soldados. Existen en el mercado diversos dispositivos patentados para lo empalmes mecánicos como manguitos que se presionan mecánicamente a las varillas, dispositivos con rosca en la varilla, manguitos que se presionan con tomillos etc.
En la parte correspondiente a diseño antisísmico clasifican los empalmes mecánicos como sigue:
Los empalmes por acción mecánica cumplirán las restricciones impuestas en la Sección 18.2.3 y serán clasificados como Tipo 1 y Tipo 2, de la forma siguiente:
1. Empalmes Tipo 1. Es todo empalme que por acción mecánica desarrolle, tanto en tracción como en compresión, al menos el 125 por ciento de la tensión cedente fy de la barra, de conformidad con los requisitos de la Sección 3.6.1.
2. Empalmes Tipo 2. Son empalmes por acción mecánica que desarrollen la resistencia a tracción especificada de la barra empalmada.
Empalmes a tope
Este tipo de empalme se emplea sólo para varillas en compresión encerradas con estribos cerrados o espirales. Las varillas empalmadas deberán terminar en superficies planas con un error de alineación menor que 1.5" respecto a una recta perpendicular al eje de las barras. Para conseguir un correcto alineamiento, se suelen emplear manguitos como el que se muestra en la figura 3.16
CORTE Y DOBLADO DE BARRAS
 
*(1) (Art. 12.11.1) Refuerzo que deberá prolongarse hacia el apoyo
 ≥ As en elementos simplemente apoyados
 ≥ As en elementos continuos 
 ≥ 6" en vigas
ó
Ld para barras en compresión cuando estas barras (barras "a") son utilizadas como refuerzo en compresión.
* (2) (Art. 12.11.3) En apoyos simples y puntos de inflexión, el refuerzo a tensión por momento positivo deberá limitarse a un diámetro tal que ld≤Mn/Vu+La, excepto cuando el refuerzo sea terminado más allá del centro de línea de apoyos simples por medio de un gancho estándar, o anclaje mecánico, cuando menos equivalente a un gancho estándar.
Mn: Resistencia a momento nominal considerando que todo el refuerzo en la sección está sometido a el esfuerzo de resistencia fy.
Vu: Fuerza cortante factorizada en la sección.
La: - En un apoyo, será la longitud en que se encuentra ahogado el refuerzo, más allá del centro del apoyo.
- En un punto de inflexión, deberá limitarse al peralte efectivo del elemento ó 12db, el que resulte menor.
Un incremento de 30% en Mn/Vu será permitido cuando los extremos del refuerzo están confinados por una reacción en compresión.
(Art. 12.12.1) El refuerzo deberá ser anclado en, ó a través del elemento de apoyo por longitud de ahogamiento, ganchos ó anclaje mecánico.
(Art. 12.12.2) El refuerzo por momento negativo deberá tener una longitud a partir del apoyo como en el caso de acero por momento positivo.
(Art. 12.12.3) ≥ As en un apoyo deberá tener una longitud más allá del punto de inflexión, que no será menor que el peralte efectivo de la sección, 12db ó 1/16 la longitud de el claro libre, la que resulte mayor.
(Art. 12.12.4) En apoyos interiores de miembros a flexión, el refuerzo a tensión por momento negativo, deberá ser continuo con el de los claros adyacentes.
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA 
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA 
UNIVERSIDAD POLITECNITA TERRITORIAL DE BARLOVENTO ARGELIA LAYA 
PNF INGENIERIA EN CONSTRUCCIONES CIVILES 
CONCRETO ARMADO
ADHERENCIA, ANCLAJE Y LONGITUD DE DESARROLLO
PROF.: ALUMNAS:
JOSE C. BLANCO B. MARIELVIS GUTIERREZ C.I.V-20.594.571
 KELLY MORALES C.I.V-18.134.846
 IZMAR ESCALONA C.I. V-18.132.101
HIGUEROTE, NOVIEMBRE DE 2015