El dispositivo de hormigón y estructuras de hormigón armado proporciona un refuerzo adicional debido a las barras de refuerzo. Este último, por cierto, es uno de los segmentos más demandados de la metalurgia ferrosa, lo que se confirma por su amplio uso en la construcción. En lo que respecta a las columnas de hormigón, el refuerzo juega un papel especialmente importante debido a la imposibilidad de utilizar otras estructuras de soporte distintas de las plantas inferior y superior. El refuerzo interno de varillas con barras metálicas en diferentes configuraciones es la solución óptima al problema.
Requisitos generales de barras de refuerzo
Para las columnas se pueden utilizar barras de metal laminadas en caliente, templadas termomecánicamente y conformadas en frío de varios perfiles. El diámetro promedio varía de 12 a 40 mm. Si planea usar varillas conformadas en fríoperfil periódico, entonces también se puede usar un diámetro pequeño de 3-12 mm. En cuanto a la resistencia a la tracción, se permiten las clases A y B, correspondientes a límites elásticos garantizados con un coeficiente de al menos 0,95.
En casos especiales, el refuerzo de columnas monolíticas puede tener requisitos especiales en cuanto a ductilidad, soldabilidad, resistencia a la corrosión y resistencia a la fatiga. Por regla general, esto se debe a las características específicas de la mezcla de hormigón y el cemento utilizados. De importancia clave en casi todos los casos de refuerzo es la naturaleza de la unión con el hormigón. La f alta de adherencia se puede compensar mediante el diseño del perfil con ranuras y rebordes. Las mismas varillas laminadas en caliente y conformadas en frío pueden tener salientes anulares y en forma de media luna de diferentes tamaños. Por el contrario, muchas marcas de hormigón con una estructura quebradiza permiten el uso de varillas lisas únicamente, por ejemplo, clase A240. Ahora vale la pena pasar a una consideración más detallada de los parámetros del refuerzo utilizado para reforzar las columnas.
Longitud de la armadura
Al colocar una columna prefabricada, los parámetros del encofrado se calculan cuidadosamente, lo que debe incluir orgánicamente equipos de metal de refuerzo. Es importante que los extremos de las barras de trabajo que no están conectadas a los elementos de anclaje estén a la siguiente distancia del extremo de la pieza:
- 20 mm si se dispone una columna monolítica de al menos 6 m de longitud.
- 15 mm si la columna tiene una longitud superior a 18 m La misma restricción se aplica a las estructuras y soportes de los mástiles.
- 10 mm si se coloca una columna prefabricada de longitud inferior a 18m.
En cada caso, el refuerzo de la columna implica dejar una parte de la barra, que debe protegerse con agentes anticorrosivos especiales o aislarse adicionalmente con equipos de marco.
Diámetro de la barra de refuerzo
En el caso de varillas longitudinales se utilizan elementos con un espesor mínimo de 16 mm. Las estructuras prefabricadas monolíticas también se pueden reforzar con varillas de 12 mm. Además, se permiten diámetros pequeños cuando se usa refuerzo hecho de acero estructural con una capa protectora. La consideración del diámetro también es importante desde el punto de vista de la configuración de su ubicación en el cuerpo de la columna. Por lo tanto, las varillas longitudinales se pueden instalar solo en una fila y preferiblemente con una velocidad de obturación de igual diámetro. Si se planea reforzar la columna con varillas de diferentes espesores, se permite un máximo de dos formatos sin tener en cuenta el equipo de refuerzo estructural. Normalmente se utilizan varillas de diferentes diámetros para ahorrar dinero, pero no se pueden utilizar tamaños adyacentes en la misma columna. Por ejemplo, no está permitido colocar varillas con un diámetro de 8 y 10 mm o 10 y 12 mm.
Área de refuerzo
El cálculo del área se realiza según las secciones de la armadura longitudinal. Como resultado se estima qué porcentaje de la sección de las barras ocupan sobre la superficie de la columna. Se permite un máximo del 5%, pero sólo en el caso de una disposición medida de varillas sin superposición. La conexión de solape duplica el área de la sección transversal del refuerzo en las juntas, lo que no siempre permite el correcto montaje de la columna. También debe mantener la simetría de la colocación.varillas en relación con el área de la sección transversal de la estructura, especialmente cuando se trata de la operación futura de una estructura con una alta carga de flexión. De una forma u otra, el porcentaje óptimo de refuerzo de la columna será del 2-3%. En la sección en sí, se debe tener en cuenta no solo la base de la barra, sino también las protuberancias en forma de crestas.
¿Cómo debe ser la unión de las armaduras?
Las conexiones y las salidas de las barras de refuerzo también determinan la confiabilidad de la estructura. Ya se ha señalado el importante papel de la superposición, que aumenta con el uso de columnas monolíticas. Al mismo tiempo, no se debe subestimar el impacto de dichos tirantes en la integridad estructural de la columna. El hecho es que, por ejemplo, una barra de 25 mm (de diámetro) debe unirse con una superposición a lo largo de al menos 140 cm, además, si el acoplamiento se realiza en una carrera, esta distancia se duplica. Por lo tanto, se recomienda esforzarse por minimizar los nodos de conexión al reforzar la columna con barras longitudinales. Si se trata de grandes luces y la implementación de zonas de transición es inevitable, las juntas se transfieren a los lugares donde cambia la sección de la columna. Tales configuraciones se encuentran en diseños escalonados, de dos ramas y de ruptura. También se recomienda soldar con almohadillas como alternativa.
Espacios entre varillas
Para empezar, cabe destacar la importancia del equilibrio entre la masa armada y los huecos en el cuerpo de la columna. La sobresaturación de las varillas metálicas de trabajo debilita la estructura de hormigón, haciéndola más sensible a las cargas dinámicas. Por el contrario, la desventajaEl equipo de refuerzo aumenta el riesgo de daño a la columna cuando opera bajo cargas estáticas. Incluso si los pisos y la columna reforzada actúan entre sí en indicadores de presión moderados, luego de un tiempo comenzarán a formarse grietas en las secciones debilitadas de la estructura. El equilibrio se puede mantener manteniendo una distancia estándar entre las barras de refuerzo de 400 mm. Si esta distancia no es suficiente debido a la inclusión mínima de piedra triturada o piedra en la solución, los espacios grandes se diluyen con un refuerzo estructural delgado con un diámetro de 12 mm.
Restricciones de la capa protectora de refuerzo
La capa máxima de refuerzo longitudinal es de 50 mm. Este espesor incluye tanto la base de la varilla como sus elementos estructurales revestidos. La posibilidad de usar varillas con un diámetro de 40 mm manteniendo los 10 mm tecnológicos se debe al hecho de que la capa de refuerzo en sí puede requerir un refuerzo adicional. En particular, el refuerzo de columnas con una sección de 600x800 mm prevé la inclusión de una malla soldada, abrazaderas y tirantes. Las varillas de gran formato también se unen con ligamentos de refuerzo. Además, los elementos adicionales de refuerzo del refuerzo en sí no deben confundirse con las superposiciones durante la soldadura, que realizan la importante tarea estructural de conectar dos o más varillas.
La principal limitación se refiere al espesor de la capa protectora, que se debe a un aumento proporcional de los riesgosagrietamiento de la columna en los lugares por donde pasan las varillas. La tensión experimentada por una estructura de hormigón con inclusiones extrañas será excesivamente alta y, bajo cargas dinámicas, conducirá a la destrucción. Este factor se compensa en parte con las mallas y abrazaderas antes mencionadas, pero es mejor cumplir inicialmente con las normas para la formación de una capa de refuerzo.
Requisitos para el refuerzo transversal
En las estructuras de columnas, donde la fuerza transversal de diseño no puede ser proporcionada únicamente por la estructura de hormigón, también se utiliza el refuerzo transversal. El paso al colocarlo no debe ser más de 300 mm. Si se planea realizar un refuerzo comprimido, entonces el cálculo del refuerzo de la columna por desplazamiento se realiza en función del grosor de las varillas: el paso no debe tener más de 15 diámetros, pero cabe en 500 mm. En cuanto a las interacciones del refuerzo transversal y longitudinal, dependerá de la sección de la columna y su saturación con varillas de trabajo. En principio, son posibles dos configuraciones. En uno, no se permite el acoplamiento, ya que una capa de varillas longitudinales se coloca más cerca del borde y las varillas transversales se colocan en los espacios que quedan. En la segunda opción, las juntas se realizan si el refuerzo longitudinal se implementa en varias filas desde el borde hasta la parte central. Básicamente, las varillas delgadas transversales están conectadas a varillas estructurales con un diámetro de no más de 12 mm.
Tecnología de refuerzo de columnas
Los métodos de refuerzo difieren en las técnicas de amarre, los métodos de encofrado y las configuraciones de colocación de las barras. En cuanto al tejido, se puede hacer con alambre omanera soldada. En el primer caso, se recomienda utilizar una pistola de construcción de tejido para los accesorios y, en el segundo caso, una máquina de soldadura inverter para conexiones precisas. En esta etapa, se forma el marco. La configuración del refuerzo bajo las columnas puede ser diferente dependiendo de las características de la estructura. Es óptimo usar una versión combinada con el uso de refuerzo longitudinal y transversal, en el que también se implementará el tejido adyacente de dos marcos. La estructura del encofrado se organiza con la ayuda de molduras en bruto, en las que se sumerge el esqueleto de metal preparado y luego se vierte con hormigón. Las diferencias en los métodos de creación de encofrados se reducen al tipo de material utilizado: madera, espuma de poliestireno o materiales fibrosos combinados. En esta elección, la condición principal es la posibilidad de combinar armadura y encofrado en términos de peso y cargas técnicas en general.
Refuerzo de cimentaciones de pilares
Las columnas del edificio se instalan sobre los cimientos, el llamado vidrio portador, que también está reforzado. Para formar parte de la solera estructural se utilizan calidades de hormigón pesado con una alta clase de resistencia. El refuerzo del vidrio se realiza mediante varillas laminadas en caliente con un perfil periódico. A la hora de reforzar la cimentación del pilar, será clave la unión de las soleras con los elementos de la armadura longitudinal principal. Para este ligamento, en el punto de transición de la suela al eje de la columna, se sueldan varillas con arandelas al esqueleto de varillas de manga laminadas en caliente. La dificultad radica sólo enla correcta transición de un nivel a otro, observando la simetría de los contornos de refuerzo.
Características del refuerzo en espiral
El más difícil, desde el punto de vista de la disposición de las varillas, es el refuerzo de columnas con sección transversal circular. El problema radica en la complicación de la configuración de la capa de refuerzo, que requiere un soporte adicional. En tales sistemas, se utiliza refuerzo indirecto con varillas metálicas en espiral. Las características del refuerzo de las columnas redondas se expresan en el hecho de que las varillas longitudinales se envuelven adicionalmente alrededor del perímetro con bobinas de alambre aéreo. En este caso, el diámetro de la espiral no supera los 20 cm.
Refuerzo de consolas de columnas
Debido a la f alta de opciones para instalar soportes de columnas, los constructores a menudo usan salientes en voladizo como elemento de refuerzo estructural. Se recomienda instalar dichas piezas en un marco de refuerzo de acero, que puede incluirse en el techo superior o en la base inferior. Las consolas están reforzadas con varillas metálicas de pequeño diámetro, abrazaderas y mallas soldadas, según los parámetros de diseño. El mayor efecto de fortalecer las columnas en la composición con consolas se puede lograr con un grupo homogéneo de superposición, el marco principal del maletero y la suela.
Conclusión
Las características del uso de refuerzo debajo de las columnas están determinadas por el aislamiento estructural de esta parte de la estructura. Por supuesto, ambas superposiciones en la parte superior e inferior proporcionan el soporte necesario,pero la sobrepresión con carga puede afectar directamente la estructura de la columna. Es para prevenir procesos internos de destrucción que se utilizan refuerzos longitudinales y transversales. Al mismo tiempo, los requisitos dan una libertad considerable a los diseñadores tanto en la elección de las varillas como en las configuraciones de su colocación. Las limitaciones fundamentales se relacionan principalmente con la selección de materiales, la designación de dimensiones y métodos de instalación del marco.
