4.1 Barras para Hormig贸n Armado
El prop贸sito de este apartado es entregar los antecedentes m谩s relevantes de uso pr谩ctico del acero para hormig贸n.
TEMAS TRATADOS:

4.1.1. Caracter铆sticas generales
4.1.2. Manejo en obra
4.1.3. Recomendaciones de colocaci贸n
4.1.4. Barras especiales

4.1.1. CARACTER脥STICAS GENERALES
A) NORMAS CORRESPONDIENTES

En el hormig贸n armado, las barras lisas y con resaltes deben cumplir con la norma NCh204 鈥淎cero – Barras laminadas en caliente para hormig贸n armado鈥. Los ensayos correspondientes se realizan seg煤n NCh200 鈥淧roductos met谩licos – Ensayo de tracci贸n鈥 y NCh201 鈥淎cero – Ensayo de doblado de planchas de espesor superior o igual a 3 mm, barras y perfiles鈥.

B) CLASIFICACI脫N

La norma NCh204 clasifica el acero en cuatro grados de resistencia, que se designan como sigue:

A440-280H
A630-420H
A700-520H
A730-550H

La 鈥淎鈥 indica acero al carbono y la 鈥淗鈥 es que se trata de acero para hormig贸n armado.

El primer n煤mero es el l铆mite de fluencia m铆nimo en MPa y el segundo n煤mero, la resistencia a la tracci贸n m铆nima en MPa.

Adicionalmente las barras se clasifican seg煤n su di谩metro o si son lisas o con resaltes.

Las barras lisas son barras cuya secci贸n transversal es circular y uniforme en todo su largo y que se caracteriza por sus valores de di谩metro y secci贸n, que son coincidentes con los valores nominales respectivos.

Las barras con resaltes son barras cuya secci贸n transversal es circular no uniforme debido a la presencia de nervios perpendiculares o inclinados con respecto a su eje y que se caracteriza mediante los valores de su di谩metro nominal y su secci贸n nominal.

C) DI脕METROS NOMINALES, SECCIONES, MASAS NOMINALES

En Tabla 4.1 se presenta la secci贸n, per铆metro y masa nominales de las barras seg煤n su di谩metro.

TABLA 4.1

BARRAS PARA HORMIG脫N ARMADO

Fuente: NCh 204-2020

D) REQUISITOS MEC脕NICOS

Las barras se someten a ensayos de tracci贸n y doblado. En Tabla 4.2 se muestra los requisitos del ensayo de tracci贸n, el que se realiza utilizando un trozo de barra con una longitud inicial de 200 mm.

El ensayo de doblado se realiza a 90潞 y no se permite grietas en la zona sometida a tracci贸n. Los di谩metros de doblado est谩n en Tabla 4.5.

TABLA 4.2

REQUISITOS MEC脕NICOS

Fuente: NCh 204-2020

E) FORMAS DE ENTREGA

En Tabla 4.3 se presenta las formas de entrega de un fabricante nacional.

TABLA 4.3

FORMAS DE ENTREGA

Fuente: Aza.cl

OBSERVACIONES A TABLA 4.2

Hay proveedores que tienen rollos de 500 a 1000 kg.

(*) Disponibles s贸lo en A630

(**) Disponible s贸lo a pedido

4.1.2. MANEJO EN OBRA

Las armaduras deben colocarse estrictamente de acuerdo con lo especificado en los planos.

A) ALMACENAMIENTO

Las barras deben almacenarse sobre superficies planas, niveladas, provistas de drenajes adecuados y separadas del suelo.

Su almacenamiento debe hacerse con las barras separadas por di谩metros y grados (si est谩n cortadas y dobladas seg煤n planos, deben identificarse adecuadamente). La calidad de las barras con resalte, su di谩metro y la identificaci贸n del fabricante se indican mediante marcas sobre relieve que se repiten a lo largo de las barras a distancias no superiores a 2 m.

En Tabla 4.4 se muestra la identificaci贸n exigida por la norma NCh 204.

TABLA 4.4

MARCAS SOBRE RELIEVE DE LAS BARRAS

Fuente: NCh 204-2020

B) DOBLADO

El doblado de las barras debe hacerse en lo posible a temperatura ambiente y sobre 0 grados.
Es conveniente que la velocidad de dobladura sea lenta, especialmente en tiempo fr铆o, particularmente en las barras A630-420H.
No se debe trabajar en base a golpes o movimientos bruscos.
Es conveniente usar un mandril (pivote) de di谩metro 鈥淒鈥, no inferior al especificado en la NCh204 para el 芦Ensayo de doblado禄 que se efect煤a en laboratorio; este di谩metro 鈥淒鈥 depende del di谩metro de la barra 鈥渄n鈥 y del grado del acero. Los di谩metros de doblado de dicha norma se indican en Tabla 4.5.

TABLA 4.5

DI脕METRO DE DOBLADO DE BARRAS

Fuente: NCh 204-2020

4.1.3 RECOMENDACIONES DE COLOCACI脫N
A) GENERALIDADES

Las armaduras deben colocarse limpias, sin manchas de aceite, grasas, tierra y 贸xido suelto. En caso de requerirse limpieza se puede realizar con una escobilla de acero y tanto el aceite o grasa se pueden eliminar con detergente y un enjuague con bastante agua.

Peri贸dicamente debe controlarse el banco de doblado para verificar que se cumpla lo indicado en 4.1.2 B.

Referencia colocaci贸n de armaduras. Cap铆tulo 3, pto. 3.7.1., Hormigonado – Preparaci贸n previa a la colocaci贸n.

Para mantener la separaci贸n de las barras antes del hormigonado se utilizan amarras, generalmente hechas de alambre negro N潞 18. El rendimiento aproximado de 茅ste es de 7 kg por tonelada de acero.

Antes de ser colocadas, debe verificarse que la forma y la calidad de las barras de acero est谩n de acuerdo con lo exigido en los planos.

Para mantener la separaci贸n de las barras con el moldaje, asegurar el recubrimiento especificado en los planos y mantener la posici贸n de las armaduras se utilizan separadores, de mortero (芦calugas禄) o de pl谩stico.

La soldabilidad de las barras no es garantizada por la norma NCh202, y es conveniente evitarla. Hay barras especiales que son soldables (Ver 4.1.4 A).

B) UBICACI脫N DE LAS BARRAS

Las barras se deben instalar dentro de los elementos de hormig贸n cumpliendo las dos condiciones generales siguientes:

B.1 Suficientemente lejos de las caras de la pieza para asegurar la existencia de una capa de hormig贸n que proporcione una buena adherencia y proteja la armadura de la corrosi贸n y del eventual efecto del fuego.
B.2 Suficientemente separadas entre s铆 para permitir un hormigonado f谩cil y un vibrado completo

B.1 Recubrimientos m铆nimos

La primera de las condiciones anteriores se cumple respetando los recubrimientos m铆nimos. Estos recubrimientos dependen de las condiciones de exposici贸n a las que va a estar expuesto el hormig贸n, del elemento de que se trata y, muchas veces, del tipo y di谩metro de la armadura que se quiere proteger.

En Tabla 4.6 se muestran los recubrimientos m铆nimos para hormig贸n no preesforzado construido en sitio.

TABLA 4.6

RECUBRIMIENTOS M脥NIMOS.
HORMIG脫N NO PREESFORZADO

Fuente: ACI 318-2019

Para hormig贸n preesforzado (por ejemplo, pretensado) construido en sitio, los recubrimientos se muestran en Tabla 4.7.

TABLA 4.7

RECUBRIMIENTOS M脥NIMOS.
HORMIG脫N PREESFORZADO CONSTRUIDO EN SITIO

Fuente: ACI 318-2019

Para hormig贸n prefabricado preesforzado o no preesforzado los requisitos de recubrimientos se presentan en Tabla 4.8.

TABLA 4.8

RECUBRIMIENTOS M脥NIMOS.
HORMIG脫N PREFABRICADO

Fuente: ACI 318-2019

Por 煤ltimo, para miembros de cimentaciones profundas el ACI 318-2019 especifica los recubrimientos m铆nimos que se indican en Tabla 4.9.

TABLA 4.9

RECUBRIMIENTOS M脥NIMOS PARA MIEMBROS DE CIMENTACIONES PROFUNDAS

Fuente: ACI 318-2019

B.2 Separaci贸n de las barras

La separaci贸n de las barras tiene por objeto permitir un adecuado flujo y una buena penetraci贸n del hormig贸n dentro de los espacios comprendidos entre las barras o entre las barras y el encofrado sin crear nidos.

Adem谩s, el espaciamiento deber ser tal que permita el correcto vibrado del hormig贸n.

El Manual Detallamiento Hormig贸n Armado, del ICH, indica:

La distancia m铆nima entre barras debe ser mayor o igual al di谩metro de la barra y, en todo caso, no inferior a 25 mm.

En elemento sometidos a compresi贸n, el espaciamiento m铆nimo es 1,5 veces el di谩metro de la barra y, en todo caso, no inferior a 40 mm.

Cuando el refuerzo se coloque en dos o m谩s capas, las barras de las capas superiores deben colocarse exactamente sobre las barras de las capas inferiores con una distancia libre entre capas no inferior a 25 mm.

En muros y losas, la separaci贸n de las barras de refuerzo principal por flexi贸n no debe ser mayor a 3 veces el espesor de muro o losa y, en todo caso, no superior a 450 mm.

En Figura 4.1 se muestra un detalle de espaciamiento.

FIGURA 4.1

SEPARACI脫N DE LAS BARRAS

Hay que considerar que el espaciamiento de las barras muchas veces determina el tama帽o m谩ximo del 谩rido a emplear en el hormig贸n. La norma NCh 170 especifica que el tama帽o m谩ximo, entre otros requisitos, debe ser inferior a 戮 de la distancia libre entre armaduras.

C) ANCLAJES, GANCHOS Y EMPALMES
C1) Anclajes

Los refuerzos deben estar debidamente anclados en sus extremos. Esto se obtiene prolongando la armadura en un largo que se denomina longitud de desarrollo.

Las longitudes de desarrollo (anclajes) que se presentan en este ac谩pite fueron calculadas siguiendo las pautas del ACI 318 y resuelven s贸lo casos simples. En Tabla 4.10 y Tabla 4.11 se presenta las longitudes de desarrollo en tracci贸n y en compresi贸n, respectivamente.

TABLA 4.10

LONGITUD DE DESARROLLO (ANCLAJE) EN TRACCI脫N, LD.

Fuente: calculado en base a ACI318-2019

TABLA 4.11

LONGITUD DE DESARROLLO (ANCLAJE) EN COMPRESI脫N, LDC.

Fuente: calculado en base a ACI318-2019

C2) Ganchos est谩ndar

Las longitudes de anclaje indicadas en Tablas 4.10 y 4.11 se pueden reducir considerablemente, terminando la barra en forma de gancho. Las caracter铆sticas de los ganchos est谩ndar para barras en tracci贸n que propone ACI 318 se muestran en Tabla 4.12.

Los ganchos no se deben emplear para desarrollar barras en compresi贸n.

Para estribos y estribos cerrados de confinamiento, las caracter铆sticas de los ganchos est谩ndar se presentan en Tabla 4.13.

TABLA 4.12

GANCHO EST脕NDAR PARA BARRAS EN TRACCI脫N

Fuente: ACI318-2019

TABLA 4.13

GANCHO EST脕NDAR PARA ESTRIBOS Y ESTRIBOS CERRADOS DE CONFINAMIENTO

Fuente: ACI318-2019

En Figura 4.2 se presenta ejemplos de ganchos est谩ndar para estribos.

FIGURA 4.2

GANCHOS PARA ESTRIBOS

C3) Empalmes

Las armaduras se pueden empalmar por simple traslape de las barras. Los empalmes por traslapes deben ubicarse preferentemente en zonas comprimidas del hormig贸n.

En Tabla 4.14 se muestra los largos de traslape para barras traccionadas.

Para la longitud de empalme en compresi贸n (lsc) se toma lo mayor entre 300 mm y 20 di谩metros para A440-280H y 30 di谩metros para A630-420H. Si f鈥檆 es menor a 21 MPa, la longitud se aumenta en un tercio.

TABLA 4.14

LONGITUD DE EMPALME EN TRACCI脫N (LST)

Fuente: ACI318-2019

4.1.4. BARRAS ESPECIALES
A) BARRAS SOLDABLES

Las barras normales no se deben soldar ya que se puede producir una fragilidad excesiva. De acuerdo con la norma NCh 204, estas barras no tienen soldabilidad asegurada.

Para lograr la soldabilidad se requiere cambios en la composici贸n qu铆mica del acero. La norma ASTM A706 鈥淏arras de acero de baja aleaci贸n, deformadas y lisas para refuerzo de hormig贸n鈥 y la norma NCh 3334 鈥淎cero – Barras laminadas en caliente soldables para hormig贸n armado – Requisitos鈥, exigen para los aceros soldables un carbono equivalente 鈮 0,55% para barras y para rollos. El carbono equivalente se calcula a base del contenido de carbono, manganeso, cobre, n铆quel, cromo, molibdeno y vanadio.

Referencia colocaci贸n de armaduras. Cap铆tulo 3, pto. 3.7.1., Hormigonado – Preparaci贸n previa a la colocaci贸n.

Estas barras pueden ser una buena alternativa en zonas de alta congesti贸n de armaduras, disminuyendo los traslapes.

La soldadura puede ser al arco o electrosoldada, pero debe ser ejecutada por un soldador calificado y con equipamiento que permita un proceso controlado en condiciones prefijadas y estables.

En el mercado nacional este acero est谩 disponible en el grado A630-420H. Se identifican colocando al final de la identificaci贸n de calidad la letra 鈥淪鈥, es decir, sobre relieve ser铆a 鈥淎630 S鈥.

Se distribuyen en rollos de 8 a 16 mm de di谩metro, y en barras rectas de 16 a 36 mm de di谩metro.

B) BARRAS ANTICORROSIVAS

Estas barras tienen cromo en su composici贸n, lo que las hace m谩s resistentes a la corrosi贸n, cinco veces m谩s que las barras normales.

Las barras cumplen con ASTM A1035 鈥淏arras de acero de bajo carbono, con cromo, deformadas y lisas para refuerzo de hormig贸n鈥 y NCh3329-2016 鈥淎cero – Barras laminadas en caliente con cromo para hormig贸n armado. Requisitos鈥.

Adem谩s de su mayor resistencia a la corrosi贸n, estas barras se caracterizan por su muy elevada resistencia mec谩nica: 690 MPa a fluencia con una tensi贸n m谩xima de 1050 MPa. La relaci贸n tensi贸n m谩xima/fluencia de estas barras cumplen con el requisito de m铆nimo 1,25 que exige la norma NCh 204.

Esta mucho mayor resistencia, m谩s del 60% que al A630-420H, permite disminuir las secciones de acero y disminuir congesti贸n de barras.

A pesar de su resistencia, las barras se pueden cortar y doblar con los procedimientos normales.