EMPALME POR TRASLAPE EN COLUMNAS DE CONCRETO
El empalme por traslape es uno de
los métodos más utilizados en el país debido a su fácil manejo y bajos costos;
sin embargo, la presencia de fallas en elementos estructurales donde se pierde continuidad
es muy común por lo que esta guía brindará especificaciones para garantizar longitudes
adecuadas y evitar estas deficiencias.
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¿Qué es un empalme por traslape?
El traslape de una barra es un solape longitudinal a lo largo de una distancia que permita transmitir el esfuerzo de una barra a otra por adherencia en el concreto.
El empalme de barras, en columnas de
concreto, es un método que se usa cuando la longitud de la barra no es la
suficiente y se necesita unir con otra barra para alcanzar la longitud deseada.
Cuando se trata de columnas el empalme se debe realizar en la zona central de
la altura del elemento, que generalmente son vigas.
.webp "especificaciones del traslape en columnas de concreto")
En los traslapes, las barras de
acero transmiten los esfuerzos a través del concreto que los rodea, donde a
veces es necesario la colocación de barras trasversales y en casos especiales,
estribos de confinamiento.
.webp "traslape de una barra corrugada")
Es importante resaltar que en el
empalme por traslape, el contacto del concreto con las barras interviene en el
mecanismo de transferencia, por esta razón la ubicación del empalme debe ser la
adecuada para garantizar su efectividad y el comportamiento de la sección del
elemento en dicha zona.
¿Porque es importante el empalme?
El empalme en columnas de concreto
es importante para garantizar la resistencia y seguridad estructural del
elemento, es decir, puedan resistir las tensiones generadas por las cargas de
servicios o un sismo, evitando fallas de fracturación.
La eficiencia de un traslape depende
del desarrollo de la adherencia a lo largo de la superficie de las barras y de
la capacidad del concreto para transferir los elevados esfuerzos cortantes que
se generan.
¿Qué beneficios ofrece un traslape?
a) El traslape permite que las barras
puedan trasferir las cargas adecuadamente para garantizar la resistencia y
estabilidad de la columna, ya que la transferencia de esfuerzos de una barra a
otra se hace a través del concreto que los rodea.
.webp "trasnferencia de cargas por un traslape adecuado")
b) Un adecuado traslape evita fallas
por empalme
.webp "falla por anclaje deficiente en una columna")
c) El traslape permite alcanzar la
longitud deseado, esto es útil cuando las barras no pueden ser continúas debido
a requerimientos del diseño o limitaciones en el transporte.
.webp "traslape en elementos de gran altura")
Detalle de las
especificaciones para colocar los traslapes adecuadamente en las columnas.
.webp "posicion del traslape en columnas de concreto")
Consideraciones para el traslape
1. Para barras de 1
3/8” se deben usar conectores mecánicos clase 2 (este debe desarrollar por lo
menos un esfuerzo igual a la carga de rotura “fs” del acero de la barra y se
puede usar en cualquier localización).
.webp "empalme mediante conectores mecanicos") |
Empalme a través de conectores mecánicos Obtenido de: www.cdvperu.com |
2. No empalmar más
del 50% del area total en una sección. Por ejemplo, si la columna tiene 6
barras, en una sola seccion se pueden empalmar como máximo 3 barras.
.webp "seccion de columna")
.webp "traslape maximo permitido en una seccion de columna")
3. Si se empalma
más del 50% del área total en una sección, se puede opatar por laternar los
traslapes, respetando las zonas de emplame, es decir deben estar dentro de H/2.
.webp "alternancia de traslapes en una columna")
4. Si se empalma
más del 50% del área total en una sección, aumentar la longitud de empalme en
un 30%.
.webp "aumento de la longitud de traslape si se empalma mas del 50% de la seccion")
5. Colocar estribos
cerrados a un espaciamiento máximo de 100 m o h/4 en toda la longitud del
traslape, “h” es el lado mayor de la columna.
.webp "separacion de estribos en la zona de traslape de una columna")
La norma E060 concreto armado, en su
artículo 12.16.1 indica el criterio para calcular la longitud de los traslapes
en compresión “ldc”.
- Cuando fy ≤ 4200 kg/cm2, ldc = 0.071 . fy . db
- Cuando fy > 4200 kg/cm2, ldc = (0.013 . fy – 24) db
- En ninguno de los casos el
traslape debe ser menor a 30 cm
Para concreto menores a 210 kgf/cm2,
“ldc” debe multiplicarse por 1.3.
Ejemplo:
Para una barra de 1”, db =
2.54 cm, con fy = 4200 kg/cm2
ldc = 0.071 * 420 * 2.54 = 75.74 cm ≅ 76 cm
Para una barra de 8mm, db =
2.54 cm
ldc = 0.071 * 420 * 0.8 = 23.86 cm ≅ 30 cm (mínimo)
Traslape en zonas de alta sismisidad
Cuando se tratan de columnas con
sistema resistente a fuerzas laterales de pórticos y duales tipo II, la
longitud de los traslapes se pueden diseñar como empalmes por tracción, tal
como está indica en el artículo 21.6.3.2 de la Norma E-060.
En el articulo “Cómo empalmar
correctamente las barras en una viga” se proporciona las longitudes de
traslape, estos valores son los que se deben usar para columnas, placas, muros
y otros elementos verticales.
.webp "longitud del traslape en columnas sismicas")
Ventajas de los empalmes por traslape
- Los traslapes se comportan
adecuadamente con barras de tamaño pequeño y límites de tensión relativamente
bajos.
- Es el método más económico y la mano de obra se encuentra con mayor facilidad, ya que es una práctica común en cualquier proyectos de construcción.
Desventajas de los empalmes por traslape
- Para edificios de gran altura, el
uso de los traslapes se ve limitado en determinadas conficiones de la
estructura.
- La validez de un traslape depende
de la resistencia del concreto, creando así una continuidad estructural.
- La congestión que genera los
empalmes duplica la relación acero/concreto la cual debe ser menor al 8% según
la normativa del ACI, y crea problemas al posicionar el acero de refuerzo y
durante el proceso de vertido de la mezcla.
- Aumenta la congestión de barras en
la zona de traslape pudiendo generar segregaciones o cangrejeras.
Información para citar el artículo
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