UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLAS DE HIDALGO

FACULTADAD DE INGENIERIA CIVIL

MATERIA: ESTRUCTURAS DE CONCRETOS ll

TAREA: RESUMEN

ING: HERNANDEZ BARRIOS HUGO

RODRIGUEZ AMARO PEDRO ABDEL

MATRICULA: 0900266F

SECCION: 01

SEMESTRE: 8

MORELIA. MICH. 06 DE NOVIEMBRE DEL 2013

CONEXIONES MECANICAS PARA VARILLA DE REFUERZO

PREFACIO

Los empalmes correctamente diseñados son un elemento clave en cualquier diseño bien ejecutado. El empalme traslapado cuando las condiciones lo permiten y cuando satisfaga todos los requisitos generalmente en el método más común para empalmar varillas de refuerzo.

GENERALIDADES

Introducción

En el diseño de concreto reforzado en ingeniero estructural se enfrenta a la tarea de determinar donde y cuando se deben de empalmarse las varillas de refuerzo en una estructura el ingeniero debe de hacer esto debido a sus conocimientos especiales de la estructura. Se consideran tres tipos básicos de conexiones mecánicas para compresión, tensión y tensión compresión

En esta publicación se definen términos pertinentes como siguen:

Inspección del extremo de varilla – Inspección de los extremos de varillas de refuerzo para determinar si se adaptan a los dispositivos propuestos para conectar las varillas.

Cople – Dispositivo con rosca para unir varillas de refuerzo con el propósito de proporcionar transferencia, ya sea de compresión axial o de tensiones axiales o ambas, de una varilla a la otra.

Camisa de acoplamiento - Dispositivo sin rosca que se adapta a los extremos de dos varillas de refuerzo, para el propósito eventual de proporcionar transferencia, ya sea de compresión axial o de tensión axial o ambas, de una varilla a la otra.

Camisa de apoyo de extremo – Dispositivo que se adapta a los extremos líndales de dos varillas de refuerzo con el propósito de asegurar la transferencia, solo de compresión axial de una varilla a la otra.

Conexión mecánica – Ensamble completo de una camisa de contacto en el extremo, un cople, o una camisa de acoplado, posible intervención de material adicional u otros componentes, para lograr la conexión de las varillas de refuerzo.

USO

Existen numerosas situaciones que requieren o que hacen factible el uso de conexiones mecánicas o más practicas. Algunas de las conexiones más comunes son:

1. En donde se utilizan varillas No. 14 y No 18. Esto ocurre mas a menudo en columnas losas de cimentación, y otras estructuras abundantemente reforzadas.

2. En donde el espaciamiento de varillas de refuerzo sea insuficiente para permitir el empalmado de las varillas

3. Cuando los requisitos de los reglamentos vigentes y las especificaciones para empalmes traslapados a tención den por resultado grandes longitudes de empalmes

4. En donde se utilizan miembros atirantados a tensión 5. Cuando la ubicación de las juntas de construcción y las

preparaciones de una construcción futura determina el uso de conexiones mecánicas son a menudo preferibles a tencion.las conexiones mecánicas son a menudo preferibles a tener grandes longitudes de varilla proyectándose fuera de la construcción del concreto existente.

CONSIDERACIONES GENERALES

Los dispositivos mecánicos patentados tienen características físicas especiales tanto en el dispositivo mismo de empalme con el quipo de instalación requerido o procedimiento, que puede afectar el diseño de método de construcción

REQUISITOS DE ESPACEAMIENTO Y RECUBRIMIENTO

Los límites apropiados de espacio libre de las conexiones se presentan en las tablas 3.1 y 3.2. En el pasado la practica pasada a sido el alternar uniones de cualquier tipos, se an empalmados soldados y conectados mecánicamente el tamaño y la operación del equipo requerido para realizar las conexiones mecánicas también puede determinar un espaciamiento mínimo o un modelo para alternar varillas. Varios dispositivos de conexión mecánica patentados y actualmente disponibles tienen un diámetro exterior sustancialmente mayor que al de las varillas de refuerzo las cuales deben de considerarse los estribos, anillos o espirales en estas indicaciones de los empalmes. En muchos casos las distribución de los estribos o de los anillos adyacentes a las conexiones mecánicas

VARILLAS DE REFUERZO RECUBIERTAS

Las varillas de refuerzo pueden ser recubiertas con que epoxico o con zinc (galvanizado) para usarse como un sistema de protección para la corrosión. Las conexiones mecánicas de varillas de refuerzo recubiertas se hacen con dispositivos de conexiones mecánicas ´patentados en forma similar para varillas no recubiertas. Para instalar adecuadamente unos tipos de camisa de acoplamiento en varillas recubiertas la capa de recubrimiento tiene que ser totalmente removida de extremos de las varillas en toda la longitud de la camisa y una distancia corta quizás 5cm o mas fuera de la camisa de los extremos.

MONTAJES DE CAMPO

En muchas aplicaciones las conexiones mecánicas puede quedar alternada para proporcionar espacios para acceso y por algunos requisitos de reglamento para algunos proyectos el ingeniero puede encontrar apropiado controlar los tipos de conexiones mecánicas a utilizar. En método de construcción puede determinar los tipos de dispositivos de conexiones mecánicas que pueden ser más fácilmente utilizables. Es impórtate que los requisitos únicos de cualquier dispositivo de conexión mecánica seleccionado sean analizados por todas las partes antes de comenzar la construcción

REGLAMENTOS Y ESPECIFICACIONES

Debido a la resistencia mínima requerida de la conexión generalmente se supone en el diseño que las conexiones de dos varillas de refuerzo no resulta que la resistencia estructural sufra una reducción anticipada así como la rigidez longitudinal y la ductilidad longitudinal de la cedula de refuerzo, que el elemento del concreto reforzado habría tenido con una varilla continua no empalmada. Es decir, se supone que el uso de la conexión mecánica no introduce una debilidad estructural que podría poner en peligro el funcionamiento total de la estructura los reglamentos de diseño cubren los requisitos básicos de resistencia para los empalmes y las conexiones mecánicas.

Hay muchas aplicaciones considerables en el tiempo y el equipo requerido para instalar diferentes tipos de conexiones mecánicas. Por lo tanto, es imperativo coordinar el procedimiento de programación y de montaje en la obra y del procedimiento de selección de instalación de las conexiones mecánicas.

Si las condiciones mecánicas alternadas se usan por ejemplo en columnas, se puede requerir el montaje libre vertical y el ensamble de refuerzo en lugar de utilizar jaulas de refuerzo pre-ensambladas.

Especificaciones de los detalles y/o materiales de una conexión mecánica, como sigue:

1. En elementos a flexión, la conexión mecánica no debería tener como resultado resultar una baja rigidez longitudinal efectiva del refuerzo, que viole las condiciones de deformación supuestas en el diseño del elemento.

2. Donde deba de anticiparse una deformación no elástica, como en las zonas de cadencia de las estructuras sísmicas, el dispositivo de conexión mecánica no debe introducir de muesca que podrían cursar la ruptura de la varilla en el dispositivo de conexión mecánica, antes de que la cedencia requerida para ocurrir en las varillas adyacentes.

3. La selección de condiciones mecánicas adecuadas debe considerar los efectos de muesca, si se presentan, son más severos con cargas mecánicas, cargas de fatiga y temperaturas frías.

DISPOSITIVOS PARA CONDICIONES MECANICAS Y DESCRIPCIONES DE LA INSTALACION

En las condiciones mecánicas solo para compresión, el esfuerzo de compresión se transfiere mediante contacto concéntrico de una varilla a la losa. Un dispositivo de empalme de contacto en el extremo debe ser capaz de conservar a las varillas en contacto concéntrico.

En los términos siguientes se describen cuatro dispositivos de conexión mecánica solo de compresión, disponibles comercialmente:

1. Configuración2. Tamaño de varilla que puede empalmarse3. Capacidad de empalme varillas de diferentes tamaños4. Procedimiento de instalación

CAMISAS DE ACOPLAMIENTO DE ACEROS CON PERNOS

Hay dos tipos de acoplamiento de acero con pernos. La acción de sujeción lateral por las camisas de acoplamiento ajustadas por pernos, asegura el contacto concéntrico de las varillas conectadas mecánicamente la cual necesita una llave de tuercas.

CAMISAS DE ACOPLAMIENTO DE ACERO SOLIDO

Estas son cascos cilíndricos con pestañas abiertas en un lado. Los pernos se insertan atreves de agujeros en la pestaña y la jalan apretando fuertemente la camisa alrededor de las varillas cortadas a escuadra.

CAMISA DE ACOPLAMIENTO TIPO SOLIDO.

En el proceso de instalación, la camisa de acoplamiento tipo fleje, se coloca en la varilla inferior y se aprieta el perno inferior ajustar la camisa de acoplamiento a la varilla. La varilla superior se asiente a la camisa de acoplamiento.

La camisa de acoplamiento de bloqueo mediante una cuña, mantiene los extremos terminales de las varillas con un contacto concéntrico, mediante una acción de sujeción lateral cuando la cuña se introduce en la camisa (fig. 3.2.3).

CAMISAS DE ACOPLAMIENTO DE ACERO FORJADO EN FRIO, CON EXTREMOS DE ROSCA ACTUANDO COMO COPLES

Este tipo cople consiste en dos piezas, en adición a las varillas conectadas, siendo que ambas piezas están manufacturadas de un tubo de acero sin costura. El cople hembra tiene una rosca precortada dentro de una de las mitades, un cople macho preformado tiene una rosca compatible.

Los extremos de las varillas pueden cizallarse, acemarse, o cortados con flama, sin embargo, se recomienda una verificación del extremo de las varillas de refuerzo. Estas se colocan adecuadamente dentro de los coples,

por medio de topes internos. Los coples se corrugan en el mismo perfil de la varilla, para producir un bloqueo mecánico.

CAMISAS DE ACOPLAMIENTO DE ACERO TROQUELADO

Este tipo de conexión mecánica es una camisa de acoplamiento de acero, que es enfriada hidráulicamente, y se troquela en una sola operación a ambos extremos de las varillas de refuerzo en contacto, mediante el procedimiento se puede conectar cualquier tipo de varilla corrugada, desde el numero 5 hasta el numero 18. También hay disponibles camisas de acoplamiento de troquelado de transición para varillas de refuerzo del diámetro inmediato superior, se recomienda una verificación de la varillas de refuerzo

CAMISA DE ACOPLAMIENTO DE ACERO FORJADO EN CALIENTE

Este tipo de camisa de acoplamiento consiste en acero maleable fresado que se desliza sobre los extremos de las varillas de refuerzo que se van a conectar, esta instalación en camisa de acoplamiento de acero se forja u horno especial, para conectar la camisa hidráulica y una prensa para corrugar la camisa.

CAMISAS DE ACOPLAMIENTO RELLENAS DE MORTERO

Estas consisten en camisas de acero en forma de tronco doblemente ahusado, con corrugaciones en la pared inferior similares a las de varillas de refuerzo (FIG.3.3.5.). Se introduce un acero patentado sin contracción, de alta resistencia, en la camisa de acoplamiento y alrededor de las varillas, utilizando una bomba de baja presión para mortero. No se requiere preparación especial en los extremos de las varillas. Estos últimos pueden quedar en contacto o quedar separados hasta 2.5cm y el acoplamiento queda recubierto con epoxico o con zinc.

COPLE PARA VARILLAS DE REFUERZO CORRUGADAS ROSCADAS

Esta conexión mecánica se encuentra disponible desde los diámetros del núm. 6 hasta el 18, también se encuentran los anclajes de extremos en el concreto, hay dos métodos donde las varillas se conectan mecánicamente de la siguiente forma:

1. En aquellas instalaciones donde puede girarse una de las dos varillas, una varilla de acoplamiento se une a los extremos en las dos varillas opuestas, y estas se aprietan entre sí. En las conexiones mecánicas que trabajan en compresión, los extremos de las varillas deberían ser perpendiculares con una tolerancia de un medio grados y podrían cortarse a sierra o con rueda abrasiva.

El proceso de consiste en deslizar la camisa de acoplamiento sobre una de las varillas, colocar la otra, después centrar la camisa de acoplamiento con los extremos de las varillas. Se adosan a la camisa de acoplamiento un recipiente de vertido y un crisol, y a continuación colocar el crisol en paquete de material de relleno y se prende luego.

COPLE DE ACERO AHUSADO Y ROSCADO

Los coples de acero ahusado y roscados tienen unas roscas interiores ahusadas. Requieren roscas ahusadas en los extremos de las varillas de refuerzo, que sean compatibles en las roscas ahusadas del cople (FIG 3.3.8.1). La rosca ahusada elimina el posible daño a la rosca o el atoramiento antes de que se haya completado totalmente el ajuste de la rosca.

Existen coples procedentes del fabricante A, para conectar mecánicamente varillas desde el número 7 hasta el 18. También, pueden hacerse conexiones mecánicas con varillas de diámetros diferentes. Normalmente se necesitan 4cm de separación libre entre las varillas para poder insertar la mandíbula móvil de una llave de tubo, que sujete y haga girar el cople o la carilla.

El diámetro exterior del cople para aplicación con varillas rectas, caria desde los 3.3 cm para varillas del núm. 7 hasta 7.6 para varillas del núm. 18. El diámetro exterior del cople para las varillas dobladas o curvas es ligeramente mayor.

SISTEMAS DE CONEXIÓN MECANICA DE LAS VARILLAS PARA PASAJUNTAS

Los pasajuntas se emplean para transferir a través de las juntas de construcción, la tensión y la compresión de las varillas de refuerzo alojadas a ambos lados de dichas juntas. La siguiente información no es aplicable a una varilla de refuerzo colocada a un lado de la junta, que este conectada mecánicamente con algún otro tipo de dispositivo de anclaje en el otro lado de la junta.

Estos sistemas tiene la ventaja de permitir la continuidad del refuerzo en el cruce de las juntas de construcción sin penetración de la cimbra. Estos sistemas eliminan las varillas sobresalientes, que pueden interferir en la construcción y ser causa de accidentes.

El cople en la Figura 3.4.2.2. se fabrica con material que cumpla con la norma ASTM A 108 y tiene un tope interno positivo a la mitad de su longitud. El tope garantiza que la varilla de refuerzo este roscada desde cada extremo a la profundidad apropiada.

La placa cuadrada de base se estampa o se suelda a uno de los extremos del cople. El cople estándar tiene el mismo tamaño de la rosca a cada lado del tope. Cuando se vayan a conectar mecánicamente dos diámetros diferentes del refuerzo, mediante pedidos especiales se pueden obtener coples de transición con tamaños de rosca deferentes a cada lado.

COPLE DE ACERO ESTAMPADO EN FRIO

El cople estampado en frio, mostrado en la figura 3.4.4., básicamente es el mismo que el cople hembra con extremos roscados, que se cubre en la seccion3.3.2 y se muestra en la figura 3.3.2.

Estos coples placas tiene de base con agujeros, para que se puedan clavar a la cimbra de madera, como acurre con otras conexiones de las pasajuntas. Se pueden utilizar en pernos para sujetar esos coples a un costado de la cimbra de acero.

CONEXIÓN MECANICA SOLO TENSION

Solo con capacidad a tensión ACI 318, sección 12.14.3.4 y todavía en la actualidad sin ninguna capacidad a la compresión. Este tipo de conexión mecánica se ha utilizado en situaciones donde el refuerzo que se requiere para tensión, tal como los anillos para las columnas en los estribos, el refuerzo a la flexión en las cubiertas de los puertos y las losas apoyadas en el terreno, o en el refuerzo y temperatura.

CAMISA DE ACOPLAMIENTO DE ACERO CON CUÑA

Después que la camisa de acoplamiento que en su posición correcta, se inserta un pasador redondo en forma de cilindro atreves de un agujero en la cara plana de a camisa y la cuña pasa por las varillas de refuerzo y se extiende atreves de la agujero al lado opuesto de la inserción. Este conector está clasificado actualmente solamente para tensión, ya que el presente el trabajo experimental se encuentra en proceso de evaluación de la aplicabilidad general de este dispositivo de conexión mecánica, principalmente para refuerzo longitudinal es compresión, y para verificar que el excentricidad de las varillas conectadas no tienda a descarar el concreto

El ingeniero estructural debe considerar también estos aspectos

1. en donde no existan requisitos especiales que favorecen las condiciones o impidan el uso de dispositivos mecánicos en particular, las especificaciones del proyecto deben dejarse abiertas para permitir la competencia y el menor costo para el propietarios

2. los datos de funcionamiento deben obtenerse directamente del fabricante de los dispositivos de conexione mecánica.

3. Puede ser necesario determinar si los dispositivos de conexión mecánica son aceptables por el código local o por las autoridades de construcción son aceptados en ciertas condiciones de compartimiento no elástico o de carga reversas repetidas como las que deben considerarse en el diseño sísmico. La disponibilidad de material y quipo requeridos las capacidades de los proveedores deben realizarse antes des especificar dispositivos específicos de conexión mecánica.