ACERO ESTRUCTURAL

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA 
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA 
CIVIL 
TECNOLOGIA DE MATERIALES 
Ing. Elena Quevedo Haro 
INTRODUCCION 
El concreto es un material débil en tracción, por lo 
tanto se le usa junto con acero de refuerzo capaz 
de resistir los esfuerzos de tracción. Por ejemplo, 
en una viga sometida a flexión, el concreto se 
encarga de resistir las compresiones y las barras 
de acero longitudinal, colocadas cerca de la 
superficie en tracción, se encargan de resistir las 
tracciones originadas por la flexión. 
Adicionalmente se suele colocar refuerzo 
transversal, en la forma de estribos, que ayudan a 
resistir los esfuerzos de tracción diagonal en el 
concreto causados por las fuerzas cortantes. 
 
Para que el acero trabaje de manera efectiva es 
necesario que exista una fuerte adherencia entre 
el concreto y el acero, para asegurar que no 
ocurran movimientos relativos (deslizamientos) 
entre las barras de refuerzo y el concreto 
circundante. Esta unión o adherencia, proviene 
básicamente de tres fuentes: de la adhesión 
del tipo químico que existe en la interfase entre el 
acero y el concreto, de la rugosidad natural que 
tienen las superficies del refuerzo de acero 
laminado en caliente y de las corrugaciones 
(resaltes) con las cuales se fabrican las barras de 
refuerzo corrugadas. 
Esta última fuente es la más importante para la 
adherencia, y solo está presente en las barras 
corrugadas 
DEFINICION 
 El acero de refuerzo estructural es un material 
producto de la aleación de hierro, carbono y 
pequeñas cantidades de silicio, fósforo, azufre y 
oxígeno, cuya variación en su contenido le aporta 
características específicas al material. Las barras 
de acero estructural son piezas de acero laminado, 
de sección transversal circular, hexagonal o 
cuadrada. Se clasifican de acuerdo a su límite de 
fluencia (grado) y a su acabado (lisa o corrugada). 
Este material es utilizado en la construcción para 
agregar resistencia a otro material. 
El Acero es aquel material maleable a determinada 
temperatura y básicamente es una aleación o 
combinación de hierro y carbono (alrededor de 
0,05% hasta menos de un 2%). Algunas veces otros 
elementos de aleación específicos tales como el Cr 
(Cromo) o Ni (Níquel) se agregan con propósitos 
determinados. 
Ya que el acero es básicamente hierro altamente 
refinado (más de un 98%), su fabricación comienza 
con la reducción de hierro (producción de arrabio) el 
cual se convierte más tarde en acero. 
LINEAS DE PRODUCTOS EN 
GENERAL (SIDERPERU) 
 Productos Planos 
 - Planchas y Bobinas Laminadas en Frío. 
 - Planchas y Bobinas Laminadas en Caliente. 
 - Planchas y Bobinas Galvanizadas. 
 - Planchas y Bobinas Estructurales. 
 - Planchas Navales 
 - Calaminas 
 Productos No Planos 
 - Barras Corrugadas de Construcción. 
 - Alambrón Liso y Corrugado de Construcción. 
 - Barras de Molienda. 
 - Barras Redondas Lisas. 
 - Barras Cuadradas Lisas. 
 - Ángulos. 
 - Platinas 
 Productos Tubulares 
 - Tubos Electrosoldados Redondos, Cuadrados, 
Rectangulares. 
 - Tubos Estructurales Redondos, Cuadrados, 
Rectangulares. 
 - Tubos Redondos Galvanizados y Negros ISO I, 
ISO II. 
 Productos Viales 
 - Alcantarillas 
 - Guardavías 
 - Tunel Liner 
 - Compuertas 
 
 Otros Productos 
 - Reservorios para Almacenamiento de Agua 
 - Silos para Almacenamiento de Granos. 
CLASIFICACION DE ACEROS 
Las armaduras para el concreto serán de acero y se 
clasifican en: 
a) Barras Lisas.- Son recomendables para aquellos 
casos en los que se necesita realizar fácilmente 
las operaciones de doblado y desdoblado, o en 
los que se necesite barras cilíndricas de superficie 
lisa. 
b) Barras Corrugadas.- Se entiende como barras 
de acero corrugadas a las que presentan resaltes 
o estrías que por sus características mejoran su 
adherencia al concreto. 
 El acero que se emplea en el país para concreto 
 armado es el producido por SIDERPERU O 
 AREQUIPA, de sección circular y corrugado de 
 grado 60, cuyo punto de fluencia es de 4200 
 kg/cm2 (fy). Su longitud es de 9.00 ml. 
 
 
Barras de Refuerzo Laminadas en 
Caliente 
El refuerzo de acero se distribuye normalmente en 
barras o varillas de sección básicamente circular, con 
resaltes o corrugaciones en la superficie para mejorar 
la adherencia con el concreto. Los aceros lisos casi no 
se usan como refuerzo, salvo el de 1/4” que se utiliza 
en nuestro medio, para el refuerzo de retracción y 
temperatura en los aligerados y para estribos de 
columnas y elementos secundarios. Los aceros lisos, 
que en los inicios del concreto armado eran los únicos 
disponibles, hoy en día han sido completamente 
remplazados por los corrugados, con lo cual se ha 
logrado una mejora sustancial en la adherencia acero 
– concreto. 
En la figura se muestran los principales tipos de 
corrugaciones de los aceros de refuerzo. El acero 
que se utiliza en nuestro medio tiene resaltes 
similares a los de la tercera columna de la misma 
figura. La Norma ASTM A615 especifica la altura 
mínima que deben tener las corrugaciones o 
resaltes, el espaciamiento entre los resaltes y la 
inclinación de los mismos. 
 
 
 
Los productores de acero en los Estados Unidos 
distinguen los distintos diámetros asignándoles un 
número relacionado con el diámetro de la barra 
expresado en octavos de pulgada (por ejemplo la 
barra #5 es de 5/8”, la #6 es de 3/4”). El área de las 
barras puede ser calculada directamente del diámetro 
nominal. 
Las barras de producción nacional vienen en 
longitudes de 9 m, bajo pedido Acero Arequipa puede 
fabricar barras de 12 m de longitud. 
 
SiderPerú y Aceros Arequipa fabrican, adicionalmente 
a las barras de 3/8”, 1/2”, 5/8”, 3/4”, 1” y 1-3/8”, barras 
de 8 mm y de 12 mm. Aceros Arequipa fabrica 
también barras de 6 mm corrugadas. 
 
Características de las varillas corrugadas. 
 
Designación 
Diámetro 
(in) 
Diámetro 
(mm) 
 
Area 
(cm2) 
 
Peso 
(kg/m) 
 
Observaciones 
2 
3 
4 
5 
6 
8 
11 
1/4 
3/8 
1/2 
5/8 
3/4 
1 
1 3/8 
6.4 
9.5 
12.7 
15.9 
19.1 
25.4 
35.8 
0.32 
0.71 
1.29 
2.00 
2.84 
5.10 
10.06 
0.250 
0.560 
0.994 
1.552 
2.235 
3.973 
7.907 
 
Liso 
6 mm (*) 
8 mm 
12 mm 
 6 
8 
12 
0.28 
0.50 
1.13 
0.222 
0.395 
0.888 
Ac. Arequipa 
Ac. Arequipa – Ac. Siderperu 
Ac. Arequipa – Ac. Siderperu 
 
7 
9 
10 
14 
18 
 
7/8 
1 1/8 
1 1/4 
1 11/16 
2 1/4 
 
22.2 
28.7 
32.3 
43.0 
57.3 
 
3.87 
6.45 
8.19 
14.52 
25.81 
 
3.042 
5.060 
6.404 
11.380 
20.240 
 
No disponible 
No disponible No disponible 
No disponible No disponible 
(*) Acero de 6 mm corrugado. También se comercializa en rollos 
PROCESO DE PRODUCCIÓN 
Existen dos vías para la fabricación de Acero Liquido 
y para la obtención de las barras de Construcción: 
 Vía Alto Horno – Convertidor LD: Esta vía 
emplea materias primas principales: Mineral de 
Hierro (Pellets), Coque (Carbón en bruto) y Calizas 
(Dolomítica y Cálcica). Estas sufren una reducción 
mediante la inyección de gases reductores y aire 
caliente, obteniéndose como producto: el Arrabio 
Liquido, el cual en enviado a acería para ser 
afinado mediante la inyección de oxigeno en los 
convertidores LD (Hornos Básicos al Oxigeno) y 
asi obtenerse el Acero Liquido. 
 Vía Hornos Eléctricos: Esta vía emplea como 
materia principal: Carga Férrica Fría (CHATARRA), 
la cual se funde por medio de Arco eléctrico; de 
esta manera, se obtiene el Acero Liquido con un 
alto contenido de residuales (Son elementos 
químicos indeseables en la composición del 
Acero). 
 
El Acero de las Barras de Construcción fabricadas 
por SIDERPERU es obtenido Vía Alto Horno-
Convertidor LD (Único en el País), proceso que 
permite obtener un acero liquido libre de residuales 
(Impurezas). Por tanto, las barras de construcción 
obtenidaspor esta vía gozan de mayor tenacidad y 
ductilidad; sin embargo, el acero de las barras de 
construcción obtenido vía horno eléctrico es un acero 
con un alto contenido de residuales (no deseables: 
cobre, níquel, molibdeno, cromo y estaño) 
VIDEOS DE FABRICACION DEL ACERO: 
Fabricación del Acero.avi
Fabricación del Acero[1].avi
IDENTIFICACION DE LAS BARRAS 
CALIDADES DEL ACERO DE REFUERZO 
Las principales características que deben tener los 
aceros de refuerzo, están descritas en la Norma 
Peruana en el artículo 3.4 y en ACI-02 artículo 3.5. 
Los aceros de refuerzo que se producen en el Perú 
(SiderPerú, Aceros Arequipa) deben cumplir con 
alguna de las siguientes Normas: 
 Norma Peruana Itintec 341.031-A-42. Acero Grado 
60. 
 Norma ASTM A615. Acero Grado 60. 
 Norma ASTM A706. Acero de baja aleación, 
soldable. Grado 60. 
 
La Norma ASTM 615 cubre los aceros de refuerzo que 
se utilizan con mayor frecuencia, en nuestro medio 
son prácticamente los únicos que utilizamos. La citada 
Norma, no limita la composición química de los 
aceros, salvo el contenido de fósforo. 
La Norma ASTM 706 cubre los aceros para 
aplicaciones especiales en las cuales la soldabilidad, 
la facilidad de doblado y la ductilidad, sean 
consideraciones importantes para la elección del 
acero. Limita la composición química del acero de tal 
modo que el carbono equivalente sea menor que el 
0.55%. El carbono equivalente se calcula en función 
del contenido de Carbono, Manganeso, Cobre, Níquel, 
Cromo, Molibdeno y Vanadio. 
 
Las calidades del acero que cubre la Norma ASTM y 
que es posible emplear, como refuerzo para el 
concreto, se resumen en la tabla 3-2. Se indica el 
esfuerzo de fluencia (fy) mínimo y máximo, el 
esfuerzo máximo o último (fu) mínimo, a este último 
también se le denomina resistencia a la tracción 
(tensile strenght). 
 
(*) “Sociedad Americana para Pruebas de Materiales” (ASTM, por sus 
siglas en inglés). 
Calidades del acero de refuerzo 
Cabe resaltar que en el Perú, tanto Acero Arequipa S.A. como 
SiderPerú, los únicos productores de acero corrugado, solo 
fabrican acero de refuerzo Grado 60. La mayoría del acero 
disponible en nuestro medio, se ajusta a la Norma ASTM A615. 
Aceros Arequipa, bajo pedido, fabrica acero A706 solo en los 
diámetros de 5/8”, 3/4” y 1”. Este acero es soldable, 
desgraciadamente es más caro que el A615 y su uso no se ha 
difundido. 
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ACERO 
como material de construcción: 
Ventajas del acero como material estructural: 
1. Alta resistencia: La alta resistencia del acero por 
unidad de peso implica que será poco el peso de las 
estructuras, esto es de gran importancia en puentes 
de grandes luces. 
 
2. Uniformidad: Las propiedades del acero no cambian 
apreciablemente con el tiempo como es el caso de las 
estructuras de concreto reforzado. 
 
3. Durabilidad: Si el mantenimiento de las estructuras de 
acero es adecuado duraran indefinidamente. 
4. Ductilidad.- La ductilidad es la propiedad que tiene un 
material de soportar grandes deformaciones sin fallar 
bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza dúctil de 
los aceros estructurales comunes les permite fluir 
localmente, evitando así fallas prematuras. 
 
5. Tenacidad.- Los aceros estructurales son tenaces, es 
decir, poseen resistencia y ductilidad. La propiedad de 
un material para absorber energía en grandes cantidades 
se denomina tenacidad. 
Otras ventajas importantes del acero estructural son: 
A) Gran facilidad para unir diversos miembros por 
medio de varios tipos de conectores como son la 
soldadura, los tornillos y los remaches. 
B) Posibilidad de prefabricar los miembros de una 
estructura. 
C) Rapidez de montaje. 
D) Gran capacidad de laminarse y en gran cantidad de 
tamaños y formas. 
E) Resistencia a la fatiga. 
F) Posible reutilización después de desmontar una 
estructura. 
Las principales ventajas del acero inoxidable son: 
 
1. Alta resistencia a la corrosión. 
2. Alta resistencia mecánica. 
3. Apariencia y propiedades higiénicas. 
4. Resistencia a altas y bajas temperaturas. 
5. Buenas propiedades de soldabilidad, mecanizado, 
corte, doblado y plegado. 
6. Bajo costo de mantenimiento. 
7. Reciclable. 
Desventajas del acero como material estructural: 
1. Costo de mantenimiento.- La mayor parte de los 
aceros son susceptibles a la corrosión al estar 
expuestos al agua y al aire y, por consiguiente, deben 
pintarse periódicamente. 
2. Costo de la protección contra el fuego.- Aunque 
algunos miembros estructurales son incombustibles, 
sus resistencias se reducen considerablemente 
durante los incendios. 
3. Susceptibilidad al pandeo.- Entre más largos y 
esbeltos sean los miembros a compresión, mayor es el 
peligro de pandeo. Como se indico previamente, el 
acero tiene una alta resistencia por unidad de peso, 
pero al utilizarse como columnas no resulta muy 
económico ya que debe usarse bastante material, solo 
para hacer más rígidas las columnas contra el posible 
pandeo. 
PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO 
La descripción más completa de las propiedades 
mecánicas de los aceros (propiedades utilizadas para 
el diseño estructural) se realiza mediante sus curvas 
esfuerzo – deformación bajo cargas de tracción, las 
mismas que varian dependiendo de la composición 
química del material y sus procesos de fabricación. 
Algunas de las propiedades presentes en la curva 
esfuerzo – deformación son: 
1. RANGO DE COMPORTAMIENTO ELÁSTICO: 
 
2. ESFUERZO DE FLUENCIA: 
Llamado tambien Limite de Fluencia (fy), es el nivel de 
tension a partir del cual el material elastico lineal se 
deforma plasticamente o el valor del esfuerzo al que un 
material sufre gran aumento en deformacion sin aumento 
en el esfuerzo. 
Grado 60 = 60 ksi = 42.2 kg/mm2 = 4200 kg/cm2 
• 1 ksi = 1000 lb/pulg2 
3. ESFUERZO A LA ROTURA: 
4. MÓDULO DE ELASTICIDAD: 
5. DUCTILIDAD: 
OTRAS PROPIEDADES DEL ACERO: 
1. DENSIDAD: La densidad del acero sólido es de 7850 
Kg/m3. Los cables de acero utilizados en hormigón 
preesforzado tienen una densidad menor, por la 
presencia de espacios vacíos; dicha variación de 
densidad depende del diámetro exterior de los cables, 
del número de hilos que forman parte del cable y del 
proceso de fabricación 
2. RESISTENCIA A LA CORROSIÓN: Muchos aceros 
utilizados en estructuras requieren de una resistencia 
especifica a la corrosión, cuando van a estar expuestos 
a ambientes agresivos, para lo que es necesario que en 
el proceso de fundición se incluyan componentes 
adicionales, especialmente Niquel, con una proporción 
entre un 2 y 4% de la aleación. Este tipo de acero no se 
consigue en barras. 
 
Existen aceros resistentes al desgaste, que suelen 
utilizarse en estructuras con elementos móviles como 
puentes grúas metálicos, que utilizan manganeso entre 
un 10% y un 18% de la aleación. 
 
La presencia de Niquel y Cromo en la aleación permite 
la obtención de aceros con propiedades combinadas 
como inoxidables y resistencia a ataques químicos, o 
de gran resistencia, dureza y elásticidad. 
Propiedades de las Barras Grado 60 
Características Mecánicas – ASTM A615: 
 fy min = 4,200 kg/cm2 (fluencia nominal, valor mínimo). 
 fu min = 6,300 kg/cm2 (esfuerzo máximo o último o 
resistencia a la tracción). 
 Es ≈ 2’000,000 kg/cm2 (módulo de elasticidad). 
 Deformación en el inicio de la fluencia εy = (fy / Es). ≈ 0.0021 
 Longitud de la plataforma de fluencia = variable. 
 Deformación de rotura >> Deformación de fluencia (30 a 40 
veces). 
 Elongación a la rotura entre el 7% y 9% (Tabla 3-3). 
 Coeficiente de dilatación ≈ 11x10-6 1/C°. Valor muy parecido 
al del concreto el cual es ≈ 10x10-6 1/C°. Ambos coeficientes 
de dilatación dependen de la temperatura. 
 
NORMATIVIDAD VIGENTE 
Los aceros de refuerzo que se producen en el Perú 
(SiderPerú,Aceros Arequipa) deben cumplir con 
alguna de las siguientes Normas: 
 Norma Peruana Itintec 341.031-A-42. Acero Grado 
60. 
 Norma ASTM A615. Acero Grado 60. 
 Norma ASTM A706. Acero de baja aleación, 
soldable. Grado 60. 
 Norma E-060. Concreto Armado del Reglamento 
Nacional de Edificaciones 
 
LIMPIEZA DEL ACERO 
 El Acero al momento de colocarse debe estar libre 
de aceite, o cualquier otra capa que pueda afectar 
adversamente al desarrollo de la adherencia. 
 La cantidad normal de oxido no es perjudicial. El 
acero ligeramente oxidado no requiere limpiarse 
antes de usarlo. Cuando la oxidación es avanzada 
el acero tiene unas escamas que deben ser 
limpiadas con escobillas de acero. 
 Cuando haya demora en el vaciado del concreto la 
armadura se inspeccionara nuevamente y se 
volverá a limpiar cuando sea necesario. 
 El acero expuesto al aire y a un ambiente húmedo 
se oxidara gradual y progresivamente si es dejado 
sin protección. 
USO DEL ACERO 
 El acero se usa en la preparación de armaduras del 
concreto armado a fin de permitir que los 
elementos estructurales (vigas, zapatas, columnas, 
escaleras, losas, plateas de cimentación, etc) 
puedan soportar los esfuerzos de tracción a los que 
están sometidos. 
ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE 
 El acero debe almacenarse en un sitio donde no 
reciba agua de lluvia ni humedad, con el fin de 
evitar deterioro por oxidación. 
 Al almacenar aceros debe hacerse de acuerdo a su 
diámetro o longitud, ya que no es recomendable 
almacenar dos o mas diámetros diferentes en un 
mismo tramo porque dificulta su selección. 
 Las piezas deben colocarse con los extremos 
parejos, y los diámetros mayores deben ir en la 
parte inferior. 
 Debido a que los aceros presentan 
asperezas o deterioro, deben utilizarse 
guantes para evitar posibles cortaduras. 
 Debe depositarse sobre cuartones o en 
caballete (estante).