Refuerzo Electrosoldado de Alambre: Unidades, Coeficientes y Requisitos, Monografías, Ensayos de Materiales

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ESTRUCTURAS DE

HORMIGÓN ARMADO

NORMA ECUATORIANA

DE LA CONSTRUCCIÓN

NEC

CÓDIGO NEC - SE - HM

Econ. Diego Aulestia Valencia

Textos:

Producción Editorial: Dirección de Comunicación Social, MIDUVI

Diciembre 2014

ISBN:

Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda (MIDUVI) Cámara de la Industria de la Construcción (CAMICON)

Ministro de Desarrollo Urbano y Vivienda

Arq. Jose Antonio Martín Erquicia Coordinador de proyecto

Arq. Jose Antonio Toral Valdivieso Director de Hábitat y Asentamientos Humanos

Arq. Rubén Darío Paredes Cortez Subsecretario de Vivienda

Econ. Luis Felipe Guevara Urquizo Subsecretario de Hábitat y Asentamientos Humanos

TABLA DE DATOS

LISTADO DE PERSONAS Y ENTIDADES PARTICIPANTES

Expedición mediante Acuerdo Ministerial Nro. 0028 19 de agosto de 2014 MIDUVI, Registro Oficial, Año II, Nro. 319 Actualización mediante Acuerdo Ministerial Nro. 0047 MIDUVI, Registro Oficial, Año II, Nro. 413

26 de agosto de 2014 15 de diciembre de 2014 10 de enero de 2015

INSTITUCIÓN NOMBRE

NOMBRE DEL DOCUMENTO HABILITANTE FECHA

Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda Cámara de la Industria de la Construcción Cámara de la Industria de la Construcción Colegio de Ingenieros Mecánicos de Pichincha Escuela Politécnica Nacional Escuela Politécnica Nacional Escuela Politécnica Nacional Escuela Politécnica Nacional Universidad San Francisco de Quito Universidad San Francisco de Quito Pontificia Universidad Católica del Ecuador Pontificia Universidad Católica del Ecuador Universidad Central del Ecuador American Concrete Institute FRACTALES Cia. Ltda. GEOESTUDIOS S.A. Cambridge Consultores de Desarrollo S.A. Cambridge Consultores de Desarrollo S.A. Cambridge Consultores de Desarrollo S.A. Cambridge Consultores de Desarrollo S.A. Cambridge Consultores de Desarrollo S.A. Consultor Particular Consultor Particular Consultor Particular Consultor Particular Consultor Particular Consultor Particular

Ing. José Vicente Chiluisa Ochoa Arq. Francesca Blanc Ab. Jonathan Santiago Gómez Pumagualle Arq. Jose David Saura Gonzalez Ing. Hermel Flores Maldonado Ing. Ginno Manciati Jaramillo Ing. Carlos Baldeón Valencia Ing. Sigifredo Décimo Díaz Mendoza Ing. Patricio Honorato Placencia Andrade Arq. Félix Policarpo Vaca Moncayo Ing. Hugo Alfonso Yépes Arosteguí Ing. Telmo Andrés Sánchez Graunauer Dr. Fabricio Oswaldo Yépez Moya Ing. Oswaldo Marcelo Guerra Avendaño Ing. Guillermo Ricardo Realpe Rivadeneira Msc. Ing. Hernán Estupiñan Maldonado Ing. Juan Carlos Garcés P. Dr. Vinicio Andrés Suárez Chacón Dr. Xavier Fernando Vera Graunauer Ing. José Andrés Vallejo Bermeo Ing. Michael Joseph Maks Davis Ing. Mathieu Lamour Dr. Mauro Pompeyo Niño Lázaro Dr. Miguel Angel Jaimes Téllez Dr. Pedro Pablo Rojas Cruz Ing. Jaime Enrique García Alvear Ing. Fabián Enrique Espinosa Sarzosa Ing. Jorge Luis Palacios Riofrío Ing. Jorge Enrique Orbe Velalcázar Msc. Ing. Alex Francisco Albuja Espinosa

ESTRUCTURAS DE

HORMIGÓN ARMADO

CÓDIGO NEC - SE - HM

1. Generalidades

1.1. Definiciones

BARRAS CORRUGADAS CON CABEZA

Barras de refuerzo corrugadas con cabezas unidas a uno o a ambos extremos. La cabeza debe quedar unida al extremo de la barra usando soldadura o forja, roscado con filamentos compatibles internos en la cabeza y en el extremo de la barra, o bien con una tuerca separada atornillada que asegure la cabeza a la barra. El área neta de apoyo de una barra corrugada con cabeza es igual al área bruta de la cabeza menos la mayor entre el área de la barra y el área de cualquiera obstrucción.

CAPACIDAD DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA

Es la capacidad que tiene un sistema estructural, un elemento estructural, o una sección de un elemento estructural, de trabajar dentro del rango inelástico de respuesta sin perder su resistencia. Se cuantifica por medio de la energía de deformación que el sistema, elemento o sección es capaz de disipar en ciclos histeréticos consecutivos. Cuando hace referencia al sistema de resistencia sísmica de la edificación como un todo, se define por medio del coeficiente de capacidad de disipación de energía R.

CARGA MAYORADA

La carga, multiplicada por los factores de carga apropiados, que se utiliza para diseñar los elementos utilizando el método de diseño por resistencia.

CILINDROS COMPAÑEROS

Cilindros hechos de la misma muestra de hormigón y mantenidos bajo las mismas condiciones de curado.

CONEXIÓN

Una zona que une dos o más elementos.

CONEXIÓN DÚCTIL

Conexión en la cual se presenta fluencia como consecuencia de los desplazamientos de diseño para sismo.

CONEXIÓN FUERTE

Conexión que se mantiene elástica cuando los elementos que se conectan presentan fluencia como consecuencia de los desplazamientos de diseño para sismo.

DEFORMACIÓN UNITARIA NETA DE TRACCIÓN

Deformación unitaria de tracción cuando se alcanza la resistencia nominal, excluidas las deformaciones unitarias debidas al preesforzado efectivo, flujo plástico, retracción y temperatura.

DERIVA DE PISO DE DISEÑO

Diferencia relativa del desplazamiento de diseño entre la parte superior e inferior de un piso, dividido por la altura del piso. Véase la NEC-SE-DS.

DESPLAZAMIENTO DE DISEÑO

Desplazamiento lateral total esperado para el sismo de diseño, según lo requerido por la NEC-SE- DS.

DIAFRAGMA ESTRUCTURAL

Elemento estructural, como una losa de piso o cubierta, que transmite fuerzas que actúan en el plano del diafragma hacia los elementos verticales del sistema de resistencia ante fuerzas sísmicas.

ELEMENTO DE BORDE

Zonas a lo largo de los bordes de los muros y de los diafragmas estructurales, reforzados con refuerzo longitudinal y transversal. Los elementos de borde no requieren necesariamente de un incremento en el espesor del muro o del diafragma. Los bordes de las aberturas en los muros y diafragmas deben estar provistos de elementos de borde.

ESFUERZO

Fuerza por unidad de área.

ESTRIBOS SOMETIDOS A FLEXIÓN

Refuerzo empleado para resistir esfuerzos de cortante y de torsión en un elemento estructural; por lo general consiste en barras, alambres o refuerzo electro soldado de alambre (liso o corrugado) ya sea sin dobleces o doblados en forma de L, de U o en formas rectangulares, y colocados perpendicularmente o en ángulo con respecto al refuerzo longitudinal.

ESTRIBO SOMETIDOS A COMPRESIÓN

Barra o alambre doblados que abraza el refuerzo longitudinal. Es aceptable una barra o alambre continuo doblado en forma de círculo, rectángulo, u otra forma poligonal sin esquinas reentrantes.

FACTOR DE REDUCCIÓN DE RESISTENCIA

También se denomina coeficiente de reducción de resistencia. Coeficiente que multiplica la resistencia nominal para convertirla en resistencia de diseño. Véase la NEC-SE-CG.

GANCHO ESTÁNDAR

Doblez en el extremo de una barra de refuerzo.

GANCHO SÍSMICO

Gancho en el extremo de un estribo o gancho suplementario que tieneun doblez de más de 135 grados, excepto que en los estribos cerrados de confinamiento circulares deben tener un doblez no menor de 90 grados. Los ganchos sísmicos deben tener una extensión de 6d (^) b (pero no menor de

PÓRTICO RESISTENTE A MOMENTO

Pórtico en el cual los elementos y los nudos resisten las fuerzas a través de flexión, cortante y fuerza axial.

RESISTENCIA INDIVIDUAL DE LA PROBETA

El valor de la resistencia de un solo cilindro (no constituye un resultado de prueba).

RESULTADO DE LA PRUEBA DE RESISTENCIA

El promedio de 2 o más resultados de cilindros compañeros ensayados a la misma edad.

RANGO DE PRUEBA

La diferencia entre la máxima y la mínima resistencia individual de las probetas comprendidas en un resultado de prueba de resistencia.

REFUERZO CORRUGADO

Barras de refuerzo corrugado, mallas de barras, alambre corrugado, refuerzo electrosoldado de alambre.

REFUERZO ELECTROSOLDADO DE ALAMBRE

Elementos de refuerzo compuestos por alambres lisos o corrugados, que cumplen con ASTM A o ASTM A496, respectivamente, fabricados en forma de hojas o rollos de acuerdo con ASTM A o ASTM A497M, respectivamente.

REFUERZO EN ESPIRAL

Refuerzo continúo enrollado en forma de hélice cilíndrica.

REFUERZO LISO

Refuerzo que no cumple con la definición de refuerzo corrugado.

REFUERZO TRANSVERSAL

El refuerzo destinado a resistir los efectos de los esfuerzos cortantes y de torsión. Incluye, igualmente, el destinado a impedir el pandeo del refuerzo principal en las columnas o en los elementos sometidos a fuerzas de compresión, y el que produce confinamiento.

REGIÓN CONFINADA

Es aquella parte de los elementos de hormigón reforzado confinada por refuerzo transversal de confinamiento.

REGIÓN DE ARTICULACIÓN PLÁSTICA

Longitud del elemento de pórtico en la cual se busca que ocurra fluencia a flexión debida a los desplazamientos de diseño, extendiéndose a lo menos una distancia h desde la sección crítica donde se inicia la fluencia a flexión. Véase la NEC-SE-DS.

REGISTRO DE PRUEBAS

Un compendio de resultados de pruebas de resistencia de una misma mezcla de hormigón. Los registros de pruebas de mezclas similares de hormigón pueden ser utilizados para calcular la desviación estándar combinada. Las mezclas de hormigón se consideran similares si sus resistencias nominales están dentro de 6.9 MPa y representan materiales similares, producidos, entregados y manipulados bajo condiciones similares.

RESISTENCIA A LA FLUENCIA

Resistencia a la fluencia mínima especificada, o punto de fluencia del refuerzo. La resistencia a la fluencia o el punto de fluencia deben determinarse en tracción, de acuerdo con las normas ASTM aplicables, tal como indicado en la sección 3.3.2.

RESISTENCIA DE DISEÑO

Resistencia nominal multiplicada por un factor de reducción de resistencia Ø.

RESISTENCIA ESPECIFICADA A LA COMPRESIÓN DEL HORMIGÓN

Resistencia a la compresión del hormigón, f’ (^) c , empleada en el diseño y evaluada de acuerdo con las consideraciones de la sección 3.3.1.

RESISTENCIA NOMINAL

Resistencia de un elemento o una sección transversal calculada con las disposiciones e hipótesis del método de diseño por resistencia, antes de aplicar cualquier factor de reducción de resistencia.

RESISTENCIA REQUERIDA

Resistencia que un elemento, o una sección transversal del mismo, debe tener para resistir las cargas mayoradas o los momentos y fuerzas internas correspondientes combinadas. Las resistencias requeridas a carga axial, momento y cortante que se emplean para diseñar elementos, se denominan ya sea como cargas axiales mayoradas, momentos mayorados y cortantes mayorados o como cargas axiales, momentos y cortantes requeridos.

RÓTULA PLÁSTICA

Una rótula plástica es un dispositivo de amortiguación de energía, que permite la rotación de la deformación plástica de una conexión, de manera rígida.

SECCIÓN CONTROLADA POR COMPRESIÓN

Sección transversal en la cual la deformación unitaria neta por tracción en el acero extremo en tracción, a la resistencia nominal, es menor o igual al límite de deformación unitaria controlada por compresión.

SECCIÓN CONTROLADA POR TRACCIÓN

Sección transversal en la cual la deformación unitaria neta de tracción en el acero extremo en tracción, en el estado de resistencia nominal, es mayor o igual que 0.005, justo cuando el hormigón en compresión alcanza su límite de deformación unitaria asumido de 0.003. Las secciones con εt entre el límite de deformación unitaria controlada por compresión y 0.005 constituyen una región de

1.2. Unidades y símbolos

1.2.1. Unidades

Se emplearán las unidades del sistema internacional (S.I.) de acuerdo con la Norma ISO 1000.

Para el cálculo se utilizarán las siguientes unidades:

• Aceleraciones: m²/s
• Alturas: m
• Áreas: m²
• Fuerzas y cargas: kN o kN/m²
• Masas: kg
• Momentos: KN.m
• Periodos: s
• Peso específico: kg/m 3
• Presión: Pa o N/m²
• Resistencias: kPa
• Velocidad: m/s

1.2.2. Simbología

Símbolo Definición

Ac Área de la sección de Hormigón que resiste la transferencia de cortante (mm²)

Ach Área de la sección transversal de un elemento estructural, medida entre los bordes exteriores del refuerzo transversal (mm ²)

Acv Área bruta de la sección de Hormigón limitada por el espesor del alma y la longitud de la sección en la dirección de la fuerza de cortante considerada (mm ²)

Ag Área bruta de la sección de Hormigón (mm²). Para una sección con vacíos, Ag es el área del Hormigón solo y no incluye el área de los vacíos

Símbolo Definición

a (^) Profundidad del bloque rectangular equivalente de esfuerzos (mm).

As Área de refuerzo longitudinal no preesforzado a tracción (mm²).

As,min Área mínima de refuerzo de flexión (mm²)

A’s Área del refuerzo a compresión (mm^2 )

Ash Área total de refuerzo transversal (incluyendo ganchos suplementarios) colocado dentro del espaciamiento s y perpendicular a la dimensión bc (mm ²).

Avf Área refuerzo que resiste cortante-fricción (mm^2 )

α Angulo que define la^ orientación del refuerzo.

αc Coeficiente^ que define la contribución relativa de^ la resistencia del^ Hormigón^ a la resistencia nominal a cortante del muro

b Ancho de la cara en compresión del elemento (mm)

bc Dimensión transversal del núcleo del elemento medida entre los bordes externos del refuerzo transversal con área A (^) sh (mm)

bW Ancho del alma o diámetro de la sección circular (mm)

β 1 Factor que relaciona la profundidad de bloque rectangular equivalente de esfuerzos de compresión con la profundidad del eje neutro

c Distancia medida desde la fibra extrema en compresión al eje neutro (mm), calculada para la carga axial factorizada y el momento nominal, consistentes con el desplazamiento de diseño δu resultando en la mayor profundidad del eje neutro

d Distancia desde la fibra extrema en compresión hasta el centroide del refuerzo longitudinal en tracción (mm)