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Capítulo 11Refuerzos, cadenas y castillos

Introducción

Eneste capítulo se hablará de refuerzos tales como

cadenas y castillos, y de las diferentes funciones que

éstos desempeñan como parte de la estructura de una casa.

Es importante comprender cuál es su función, dependiendo

de su localización, para poder apreciar su importancia y

dedicarle así el cuidado que merece durante el proceso de

su construcción.

Los materiales básicos que se utilizan para estos refuerzos

son varilla de acero de refuerzo y alambre para amarrar las

varillas. Las varillas de refuerzos son comunes, y son las

mismas que se utilizan para el resto de la estructura.

El concreto que se usa en los castillos y cadenas puede

fabricarse para una resistencia de 150 kg/cm2, que es

menor a la recomendable para losas y zapatas -200

kg/cm2, aunque es deseable que todos los elementos ten-

gan la misma resistencia de 200 kg/cm2- y además se evi-

tan posibles confusiones.

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Tipos de refuerzos

Los elementos de soporte principal de la vivienda son bási-

camente los muros, que se construyen con mampostería,

es decir, que se colocan piezas sólidas o huecas, pegadas

con mortero.

Estas piezas, por sí solas, resisten cargas en dirección ver-

tical sin necesidad de ningún refuerzo, pero no tienen

mucha resistencia cuando la carga es lateral, porque el

mortero que las une es de poca resistencia y las piezas ter-

minarán por desprenderse (figuras 11-1 y 11-2).

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Figuras 11-1 y 11-2. Los muros sin refuerzos no tienen mucha resistencia.

Si al muro se le colocan refuerzos alrededor, para confinar a las

piezas, es decir, para mantenerlas unidas, se aumenta mucho

su resistencia y duración ante cargas laterales. (figura 11-3).

El refuerzo para confinar los muros a su alrededor recibe el

nombre de castillos cuando es vertical, y cadenas, dalas o

cerramientos cuando es horizontal (figura 11-5).

Castillos

Son los elementos verticales del confinamiento, los que a la

vez sirven de unión entre diferentes muros que ocurren a

un mismo punto. Los castillos son utilizados también como

apoyo de trabes o columnas superiores.

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Figura11-3. Los refuerzos alrededor del muro, castillos, dalas, cadenas ocerramientos, aumentan su resistencia.

Figura 11-4 Unión de esquina de un castillo y una dala.

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Figura 11-5. Unión de castillos con las cade-nas de cimentación y dalas

Dependiendo del tipo de piezas que se utilicen en la fabrica-

ción del muro, serán las dimensiones y el tipo de castillos.

Es importante que el refuerzo con castillos y dalas esté ligado

entre sí, para que verdaderamente sea de confinamiento. Esto

se logra anclando adecuadamente las varillas de un elemento

dentro de otro (figuras 11-5 y 11-6). Más adelante se verá con

más detalle la forma correcta de hacerlo.

La separación máxima entre castillos deberá ser de tres

metros (figura 11-7). Generalmente, los castillos se ocultan

en el espesor del muro, y por lo mismo, una de sus dimensio-

nes está determinada por el ancho de las piezas del muro.

La otra dimensión se toma normalmente también igual a la

anterior, pero se recomienda que no sea menor de 15 cm.

(figuras 11-8, 11-9 y 11-10).

Los castillos armados colocados en los muros de piezas

macizas se arman generalmente con tres o cuatro varillas

núm. 3 (3/8). Si el castillo es utilizado como apoyo de tra-

bes o de columnas superiores, será necesario aumentar

sus dimensiones y el diámetro de las varillas, así como las

características y el número de estribos. (figuras 11-11, y

11-12). En zonas de sismicidad media a alta (zonas B,C y D),

no se recomienda el uso de castillos con tres varillas.

Otra alternativa es utilizar castillos electrosoldados. Tiene

la ventaja de que es un producto que requiere muy poca

mano de obra. Permite en forma sencilla, rápida, económi-

ca y segura reforzar los muros de la vivienda. Para muros

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Figura 11-6. Liga o cruce de castillos y dalas.

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Figura 11-7 Castillo armado en muros con pie-zas macizas

Figura 11-8 Castillo ahogado en los huecos paramuros con piezas de block

Figura11-9 Castillo armado en muros con piezasde block

Figura 11-10 Partes de un castillo Figura11-11 Castillo con tres varillas Figura 11-12 Castillo con cuatro varillas

de 12 cm de espesor se colocan castillos electrosoldados

que se conocen como 12-12-4 y para muros de 15 cm se uti-

liza el 15-15-4.

Durante la construcción del muro, primero se colocan las

hiladas de piezas hasta una altura de 1.50 m como máximo,

rompiendo las esquinas de las piezas que alojarán el casti-

llo, para que al colocarse éste queden huecos llenos con

concreto ( figuras 11-13 y 11-14).Las varillas de los castillos irán ancladas desde la cimenta-

ción, y dependiendo del tipo de cimiento se colará aislado

(piedra, mamposteo) o (zapatas corridas de concreto).

El anclaje mínimo de un castillo será de 50 cm en el caso de

un segundo piso (nivel) el castillo se continúa de la planta

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Figura 11-13 Corte de los tabicones para alojar refuerzos verticales deconcreto. Forma correcta

Figura11-14 Corte de los tabicones para alojar refuerzos verticales deconcreto. Forma incorrecta.

baja hasta el entrepiso. Si existen pretiles, el castillo llega a

la azotea.

Cuando los castillos se construyen ahogados en los huecos

de los bloques, es necesario colocar castillos en los extre-

mos de los tableros de muro, en las instalaciones de muros

y en los apoyos de trabes o columnas superiores, pero ade-

más de éstos deberá colocarse una varilla alojada también

en los huecos del block, cada metro. (Fig 11-15).

Los refuerzos en los extremos del muro son generalmente

de dos varillas que se ligan entre sí con grapas de alambrón

núm. 2, uno en cada hilada (hasta 20 cm verticales) (figura

11-16). Cuando se presenta la intersección de dos muros

es conveniente colocar cuatro varillas distribuidas en los

huecos y ligadas entre sí por grapas de alambrón núm. 2 en

cada hilada, en número suficiente para que liguen las vari-

llas verticales entre sí. (ver figura 11-17).

Además de las varillas de refuerzo vertical, es necesario

que cuando los castillos son ahogados en el muro se colo-

que un refuerzo horizontal cada dos hiladas verticales. Este

refuerzo debe amarrarse a los castillos extremos del muro.

Este refuerzo horizontal se hace normalmente con escale-

rilla de alambre electrosoldado, que se vende comercial-

mente en diferentes medidas. Esta escalerilla puede susti-

tuirse por varillas 6000 de 532 alojadas cada una dentro de

la junta sobre la pared del block (figura 11-19).

Otra forma de reforzar los muros horizontalmente es con el

uso de las dalas ahogadas en el muro (figura 11-19), las

cuales se detallan posteriormente.

Cuando se tienen refuerzos ahogados en los huecos del

muro, los cuidados serán mayores durante el colado de

castillos por la dificultad que tiene esta operación en luga-

res con dimensiones muy pequeñas. Se elaborará concreto

para una resistencia Fc = 150 kg/cm2 pero, en vez de gra-

va normal se utilizará granzón o gravilla con tamaño máxi-

mo de 1 cm. Este concreto deberá colocarse en estado flui-

do para que llene fácilmente los huecos del block, sin for-

mar burbujas de aire atrapado en medio del muro.

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Figura 11-15. Refuerzo en la intersección en los extremos de muros.

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Figura 11-17 Refuerzo en la intersección de dos murosFigura 11-16 Refuerzo en el extremo del muro.

Un problema muy frecuente en este tipo de castillos es que

durante el junteo del block se forma rebaba de mortero en el

interior del hueco, lo que reduce el espacio libre del hueco

para que el concreto llene bien el hueco del castillo. Para evi-

tar lo anterior, los muros se levantan hasta una altura de 1.20

m para después colar los castillos en ese tramo. Previo al

colado de los castillos, se limpiará el interior del hueco,

metiendo y sacando una varilla que remueva la rebaba del

mortero. El retiro de la rebaba y basura acumuladas se efec-

túa abriendo una ventana inferior, que se cerrara para llevar a

cabo el colado (figuras. 11-20). Vibrar o picar con una varilla

cada hueco que se está colando nos permite un mejor acomo-

do del concreto, en beneficio de la estructura.

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Figura 11-18. Refuerzo horizontal cada dos hiladas.

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Figura 11-19. Uso de dalas ahogadas. Figura 11-20. Ventana para retirar rebabas y basura.

Cadenas

Son los refuerzos horizontales de los muros, que sirven para

confinar los tableros de muros, apoyo a la losa, cerramiento

en los huecos de puertas y ventanas, etc. (figura 11-21).

Como elemento de confinamiento, las dalas, cadenas o

cerramientos se colocan a una separación máxima de tres

metros entre una y otra. De esta manera, con las dalas y los

castillos se formarán siempre tableros de muros, sensible-

mente cuadrados.

Las dalas o cadenas se ocultan también en el espesor de

los muros, y sus dimensiones dependen básicamente de los

requisitos y dimensiones arquitectónicos y del tipo de pie-

zas con que se construyen los muros (cuando se construye

con muros de block, las cadenas tendrán por dimensiones,

múltiplos de la dimensión vertical del block (figura 11-22).

Como dimensión mínima, las dalas no podrán tener menos

de 12 cm de ancho ni menos de 20 cm de altura.

Cuando el largo del hueco (colado) que deberá ser cubierto

por las dalas exceda dos metros se tendrá un mayor

refuerzo de varillas, cuya cantidad y dimensiones corres-

ponderán a una trabe, en cuyo caso se recomienda acudir a

la asesoría de un especialista.

El armado de las dalas normales será de cuatro varillas

núm. 3 (3/8”) con estribos de alambrón núm. 2 separados

cada 20 centímetros. También puede reforzarse con casti-

llo electrosoldado conocido como 12-20-4 para muros de

12 cm o usando 15-20-4 cuando los muros son de 15 cm de

espesor.

Al igual que los castillos ahogados en muro de block, si se

quiere tener el acabado aparente en el muro sin recubri-

mientos, las dalas también pueden construirse ahogadas

en el muro. Puede hacerse usando piezas especiales fabri-

cadas para tal efecto o bien rompiendo las paredes inter-

nas del block para lograrlo. Otra ventaja de estas piezas es

un ahorro de cimbra para la dala (figuras 11-23, 11-24 y 11-

25).

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Figura 11-21. Refuerzo horizontal: dala, cadena o cerramiento.

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Figura 11-22. Dalas, cadenas y cerramientos.

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Figura 11-23 Dala intermedia. Figura 11-25 Pieza fabricada. Figura 11-26. Dala de remate.

Figura 11-24 Pieza especial.

Esta opción es muy útil para el caso de dalas de remate en

los bordes inferiores de huecos de ventana (cerramientos)

(figura 11-26).

Constructivamente, es necesario enmarcar los huecos de

puertas y ventanas con dalas y castillos. Si por otro lado se

utiliza la dala para apoyar la losa, puede suceder que casi

se junten ésta con la de ventanas y puertas, y que sea con-

veniente.(figura 11-26).

Requisitos complementariosdel refuerzo

Independientemente de la forma, la cantidad de refuerzo,

su posición, etc, para que las varillas puedan desarrollar

las funciones para las que fueron colocadas, hay que tener

cuidados sencillos, pero muy importantes:

• Recubrimiento

• Anclajes

• Traslapes

Recubrimiento

El recubrimiento o cantidad de concreto alrededor de una

varilla, es fundamental para protegerla de la corrosión por

oxidación del acero ante la acción del medio ambiente, y a

la vez proporciona el anclaje de las varillas en el concreto a

través de las corrugaciones propias de cada varilla (figura

11-27).

El recubrimiento mínimo a emplearse dependerá del tama-

ño máximo de la grava que se utilice en el concreto, para

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Figura 11-27. Corrugaciones de la varilla.

lograr que entre las varillas y la cimbra fluya bien el concre-

to durante el colado (figura 11-28).

Para la construcción de la vivienda, comúnmente se usa

grava de 3/4” (1 cm) y recubrimientos de 2 cm libres entre

la cimbra y la varilla más cercana.

El recubrimiento requerido se puede lograr colocando cal-

zas en las varillas, en algunos puntos de la zona donde se

vaya a colocar.

Las calzas pueden ser de piedra laja o placas de concreto

coladas especialmente para ello y se evitarán las calzas de

madera (figura 11-29).

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Figura 11-28. Recubrimiento mínimo, espacio entre la varilla y la cimbra- Figura 11-29. Calzas para el refuerzo.

Para garantizar el recubrimiento y evitar la formación de

huecos en el colado se recomienda aplastar los moños o

gasas de los nudos de alambre de los amarres, para que no

estorben el paso del concreto (figura 11-30).

Anclajes

El anclaje de las varillas en el concreto se realiza a través

de las corrugaciones de ésta. Dependiendo del diámetro de

la varilla se dará una mayor o menor longitud en el extremo

de la varilla para garantizar un anclaje correcto. Como una

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Figura 11-30. Aplastar los nudos de alambre para que no estorben el paso delconcreto.

Figura 11.31. Anclaje de varilla en escuadra y pasador.

regla práctica puede tomarse esta longitud como 40 veces

el diámetro de la varilla (véase figura 11-33).

Cuando una varilla se ancla en algún elemento de concreto,

esto se hace a través de una varilla en escuadra, la cual

deberá medir 40 diámetros de la varilla anclada medido

desde la superficie del concreto donde se ancla (figura 11-

31).

Si el elemento de concreto donde quiere anclarse la varilla

no tiene las dimensiones suficientes para alojar la escua-

dra de 40 diámetros, será necesario doblar la varilla en for-

ma de gancho y colocar un pasador en ese gancho (véase

tabla de dimensiones de gancho).

El pasador no es otra cosa que un pedazo de varilla, gene-

ralmente de desperdicio, que se coloca en forma perpendi-

cular al gancho (figura 11-32).

Estribos

Varilla Caso I anclaje 6 f Caso II anclaje 12 f

No. 2 7 cm 7 cm

No. 3 7 cm 12 cm

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Figura 11-32. Detallesde estribos.

Figura 11.33 Traslape de varilla.

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Tabla de traslapes

Diámetro de la varilla Longitud de traslape mínimo “L”

No. 2 (14") 30 cm

No. 3 (38") 40 cm

No. 4 (12 ") 50 cm

No. 5 (58") 65 cm

Castillo electrosoldado 30 cm

Malla soldada Un cuadro más 5 cm

Dimensiones de gancho estándar

Gancho de 180º Gancho de 90º

Dimensión de la barra G cm J cm D cm A cm D cm

No. 3 13 8 6 15 8

No. 4 15 10 8 20 8

No. 5 18 13 10 20 10