Detalles constructivos de acero y refuerzo en estructuras de concreto.

Abstract

INTRODUCCIÓN: Estudios recientes para comprender el comportamiento de las estructuras de concreto han producido métodos más elaborados de análisis y diseño. Las técnicas orientadas a computadoras permiten realizar con rapidez los análisis de estructuras altamente indeterminadas. Se podría pensar que este solo desarrollo produciría estructuras más funcionales y económicas. Sin embargo, todo buen diseñador sabe que el diseño no solo consiste en proporcionar una sección estructural u obtener esfuerzos seguros. Algunos de los aspectos igualmente importantes de un diseño exitoso son la economía global y la facilidad de construcción. En efecto, un análisis complejo se hace inútil si los cálculos no se pueden traducir a estructuras exitosas. Esto puede suceder cuando una estructura queda representada por un conjunto de dibujos no muy bien detallados. El análisis estructural no es más que una de las muchas herramientas utilizadas por el ingeniero hábil; en el proceso de diseño. Es un requisito necesario, pero insuficiente para un buen diseño. El detallado consiste en la preparación de dibujos de colocación, detalles de las varillas de refuerzo, y listas de las varillas que se utilizan para fabricar y colocar el refuerzo en las estructuras. Pero el detallado también incorpora todo el proceso de razonamiento por el cual el diseñador permite que cada parte de su estructura funcione con seguridad, bajo las condiciones de servicio y con eficiencia cuando la estructura se somete al esfuerzo de carga última o deformaciones máximas. Para reforzar correctamente una estructura de concreto, el diseñador debe poseer una comprensión profunda de su comportamiento, más allá de la determinación de las ecuaciones de equilibrio y compatibilidad de deformación. Esta comprensión se debe basar en un conocimiento total de las propiedades de los materiales y del comportamiento estructural que evidencian las pruebas, más que de los resultados obtenidos de modelos matemáticos. El diseño basado en el concepto de resistencia y comportamiento de colapso refleja en gran medida esta filosofía. Para que la gran cantidad de trabajo que se ha de hacer pueda avanzar con rapidez, debe haber cierta estandarización y simplificación del detallado del concreto reforzado. Esto es esencial para que podamos aprovechar el potencial de las computadoras para detallar, programar y procesar datos del refuerzo así como presentar los resultados de tal manera que el contratista pueda trasladar la información a la obra sin demora o dificultad. Respecto a este tema el comité 315 del American Concrete Institute (ACI) estudió e informó de los aspectos sísmicos mínimos del detallado. Sin embargo, se requiere un estudio experimental adicional que simule las condiciones sísmicas antes de que se pueda llegar a una conclusión satisfactoria con respecto al detallado. El detallado basado en la comprensión y percepción del comportamiento estructural del concreto reforzado es una diversidad cada vez más creciente de casos. Del conocimiento de las demandas cambiantes de la economía y de las limita-ciones de las prácticas de construcción, el detallado puede requerir tanta energía creativa como la deducción de las acciones del análisis matemático. Ya que muy raramente se aplica la carga externa directamente al refuerzo, el acero puede recibir su participación de la carga sólo del concreto que lo rodea. Debido a la baja resistencia a la tensión del concreto, se ahoga acero en él para resistir dichos esfuerzos. Ahora bien, el acero también se utiliza para recibir la compresión en vigas y columnas y permitir el uso de elementos más pequeños. Asimismo, sirve para otros fines, controla las deformaciones debidas a la temperatura y a la contracción y distribuye la carga al concreto y al resto del acero de refuerzo. Puede utilizarse para presforzar (someter un elemento estructural a un esfuerzo de terminado antes de su utilización definitiva) el concreto y sirve para amarrar entre sí a otros refuerzos, para facilitar el colado o resistir esfuerzos laterales. La mayoría de los refuerzos son en forma de varillas o alambres. Sus superficies pueden ser lisas o corrugadas. Este último tipo es el de empleo más general, porque produce mejor adherencia con el concreto, debido a las rugosidades y salientes de la varilla. Los diámetros de las varillas varían 1/4 a 2 1/4 de pulgada y comercialmente se designan por el número de octavos de pulgada que mida el diámetro de una varilla, así una varilla con diámetro 3/8 de denominaría varilla No. 3. Los buenos detalles estructurales son vitales para que las estructuras de concreto reforzado tengan un desempeño satisfactorio. Al paso de los años, gradualmente se han desarrollado una práctica estándar para los detalles de refuerzo. La preparación apropiada de los planos estructurales de armados requiere de conocimientos generales de todo el procedimiento, desde la etapa de diseño hasta la colocación del acero de refuerzo.