Armadura Conformada.

Como armadura no pretensada solamente se permite utilizar armadura conformada según la definición dada en el Capítulo 2, excepto que para las armaduras en espiral se pueden utilizar barras o alambres lisos. La definición de armadura conformada especificada en el Código abarca las mallas soldadas de alambres lisos. El tipo de armadura más utilizado en la construcción son las barras laminadas conforme a las especificaciones de ASTM A 615 (acero de palanquilla). En la edición 2002 de ACI 318 la norma ASTM A 996 (Specification for Rail-Steel and Axle-Steel Deformed Bars for Concrete Reinforcement) ha reemplazado a las normas para acero de riel y de eje (ASTM A 616 y ASTM A 617, respectivamente). Las barras de acero de acuerdo con ASTM A 996 se denominan barras de acero Tipo R, y deben satisfacer requisitos más estrictos en los ensayos de doblado que los requeridos por ASTM A 616 y ASTM A 617. Las armaduras conformadas que satisfacen los requisitos de la norma ASTM A 996 están marcadas con la letra R. El acero de riel (ASTM A 996) no se consigue fácilmente, salvo en determinadas regiones del país.

La norma ASTM A 706 corresponde a las barras conformadas de acero de baja aleación (solamente Grado 60) para aplicaciones especiales en las cuales la soldadura o el doblado son factores importantes. Se deben especificar barras ASTM A 706 siempre que se requiera una gran cantidad de soldaduras o que las soldaduras resulten críticas, y también para las estructuras de hormigón armado ubicadas en regiones de peligrosidad sísmica elevada para las cuales se requieren una 2 - 4 ductilidad controlada y un mejor comportamiento en doblado. Los requisitos especiales para el diseño sismorresistente del Capítulo 21 establecen que las armaduras que deben resistir esfuerzos axiales y de flexión inducidos por acciones sísmicas usadas en elementos de pórticos y tabiques de borde que forman parte de una estructura ubicada en una región de peligrosidad sísmica elevada deben satisfacer la norma ASTM A 706 (ver 21.2.5). Para estos elementos también se permite utilizar barras ASTM A 615 Grados 40 y 60 siempre y cuando (a) la relación entre la resistencia última a la tracción real y la tensión de fluencia real no sea menor que 1,25 y (b) la tensión de fluencia real determinada en base a ensayos en planta no supere la tensión de fluencia especificada en más de 18.000 psi (en la repetición de los ensayos no se permite que supere la tensión de fluencia especificada en más de 3000 psi).

Antes de especificar el uso de armadura A 706 el diseñador debe investigar su disponibilidad. La mayoría de los fabricantes de armaduras pueden producir barras A 706, pero generalmente no estarán dispuestos a fabricar una cantidad menor que la correspondiente a una hornada de acero para cada tamaño de barra solicitado.

Dependiendo del fabricante, una hornada de acero puede variar entre 50 y 200 toneladas. Puede que no sea posible conseguir inmediatamente, de un solo fabricante, cantidades menores de barras A 706 de un único tamaño. Sorprendentemente, cada día es más habitual que los ingenieros especifiquen barras A 706 para las estructuras de hormigón armado ubicadas en las regiones de elevada peligrosidad sísmica (ver Tabla 1-1, Capítulo 1 de este documento). Los ingenieros no sólo las están especificando para los elementos de los edificios sismorresistentes, sino también para las estructuras de los puentes de hormigón armado. Además, hace mucho tiempo que las barras A 706 son las preferidas por los productores de elementos de hormigón prefabricado, ya que son más sencillas de soldar y más eficientes desde el punto de vista de los costos, especialmente en vista de los complicados detalles de armado que requieren los elementos prefabricados. Seguramente su uso creciente tendrá un impacto favorable sobre la disponibilidad de estas barras. La Sección 9.4 indica que la tensión de fluencia máxima de la armadura a utilizar en el diseño debe ser menor o igual que 80.000 psi. Actualmente no existe ninguna especificación ASTM para la armadura de Grado 80. Sin embargo, la especificación ASTM A 615 incluye las barras conformadas No. 11, No. 14 y No. 18 con una tensión de fluencia de 75.000 psi (Grado 75). Los requisitos de la especificación A 615 para las barras Grado 75 son compatibles con los requisitos del Código ACI, incluyendo el requisito que establece que la tensión de fluencia debe corresponder a una deformación del 0,35 por ciento (ver 3.5.3.2). El diseñador puede simplemente especificar barras Grado 75 que satisfagan A 615 sin ningún requisito especial, o bien puede especificar excepciones. Si se utilizan barras Grado 75 se deben solicitar al fabricante informes de ensayos realizados en planta. Antes de especificar el uso de barras Grado 75 se debería investigar su disponibilidad local. La intención de la mayor tensión de fluencia de las barras No. 11, No. 14 y No. 18 es fundamentalmente que estas barras se utilicen como armadura de las columnas. Se utilizan en combinación con un hormigón de mayor resistencia para reducir las dimensiones de las columnas de los edificios en altura y en otras aplicaciones que requieren columnas de alta capacidad. El alambre usado para fabricar mallas soldadas de alambres lisos o conformados pueden tener una tensión de fluencia superior a 60.000 psi. Se permite aprovechar la ventaja de la mayor tensión de fluencia siempre que la tensión de fluencia especificada, fy, usada en el diseño sea la tensión correspondiente a una deformación del 0,35 por ciento.

Durante los primeros meses de 1997 algunos fabricantes de barras anunciaron que comenzarían la producción de barras designadas con sus dimensiones métricas equivalentes (conversión "soft metric"*). En general su intención era convertir sus fábricas completamente a la producción de barras métricas, y algunos productores anticipaban completar esta conversión a mediados de 1997. Una vez que se complete esta conversión se anticipa que se dejarán de producir barras designadas en el sistema pulgada-libra.

Las dimensiones físicas (es decir, el diámetro, la altura y la separación de las conformaciones) de las barras métricas ("softmetric") no difieren de las de las barras pulgada-libra que se han fabricado durante muchos años. La única diferencia será que la marca que se imprimirá a las barras se basará en unidades del sistema métrico (SI). Las dimensiones de las barras en sistema métrico se obtienen de convertir el diámetro de las barras en pulgada-libra a milímetros, y redondear al milímetro más próximo. Por ejemplo, una barra No. 4 o de 1/2 in. de diámetro se convierte en una barra No. 13, ya que su diámetro es igual a 12,7 mm. La Tabla 2-1 contiene un listado completo de todos los tamaños de barras cubiertos por las especificaciones ASTM. * El sistema de conversión "soft metric" consiste simplemente en asignarle a los productos las dimensiones métricas equivalentes, sin realizar ningún cambio físico en las dimensiones de los productos. El sistema de conversión "hard metric" implica redimensionar los productos para fabricarlos en nuevos tamaños, métricos y racionales. 2 - 5 Las especificaciones ASTM A 615, A 706 y A 996 contienen requisitos para barras tanto en unidades pulgada-pie como en unidades métricas (SI). Es por ello que estas especificaciones tienen denominaciones dobles (por ejemplo, ASTM A 706/A 706M). Cada una de las especificaciones contiene criterios para uno o más grados de acero, los cuales se resumen en la Tabla 2-2.

La tensión de fluencia mínima requerida para el acero usado para fabricar las barras varía ligeramente en las especificaciones ASTM correspondientes a las barras especificadas en el sistema métrico. Por ejemplo, las últimas ediciones de las especificaciones ASTM indican tensiones de fluencia mínimas correspondientes al acero de Grado 420, o 420 megapascales (MPa), lo que corresponde a aproximadamente 60.900 psi (1000 psi = 6895 MPa). La típica conversión "soft" aplicada a la tensión de fluencia del acero Grado 60 (60.000 psi) daría por resultado una tensión de fluencia métrica de 413,8 MPa. Actualmente la industria del acero está intentando "rebajar" la tensión de fluencia mínima a 415 MPa, o aproximadamente 60.200 psi para lograr una mejor concordancia con la resistencia utilizada en el sistema pulgada-libra, la cual es igual a 60.000 psi.

Si el diseño y la construcción se realizan de acuerdo con el Código ACI 318 usando las unidades tradicionales del sistema pulgada-libra, el uso de barras designadas con el sistema métrico tendrá muy poca influencia sobre la resistencia de diseño o 2 - 6 la capacidad de carga admisible de los elementos. Por ejemplo, cuando la resistencia de diseño de un elemento depende de la tensión de fluencia especificada del acero, fy, el uso de las barras métricas aumenta la resistencia aproximadamente un 1,5% [(420 – 413,7) / 413,7].