Contrucción y estructuras OCE Sobre el comportamiento

Contrucción y estructuras
Diversas empresas dedicadas al suministro de armaduras para ser utilizadas en la ejecución de elementos de hormigón armado; vienen' empleando la técnica de unir 10s estribos (de acero normal) con las barras principales (de acero de elevada resistencia) mediante- ountos de
soldadura. Conocíamos, desde hace ya algún tiempo, que este procedimiento determina una cierta fragilización del acero; pero la falta de un caso
concreto que permitiera desarrollar un estudio algo amplio y la dedicación a asuntos más urgentes, hizo que s e incidiera en el tema un
poco tardíamente.
Fue un arquitecto quien, despues de observar que en la obra que dirigía s e producía la rotura frágil de las barras de acero soldadas al
intentar efectuar un leve doblado, solicitó una información m8s amplia de la que 151 poseía sobre la idoneidad de tales barras, circunstancia que promovió un estudio en esta Oficina, del cual se da a continuación la Darte más amena.
para que nos sirva de referencia. anotamos las especificaciones dadas
por la Instrucción para el Proyecto y Ejecución de Obras de Hormlgón
Armado y en Masa (propuesta del 73) en su artículo 9.: apartado 3:
=Características mecánicas mínimas garantizadas por el fabricante, con
las prescripciones siguientes para el ~ ~ N:*4 6
m--
O.C.E.
(Oficina C o n s u l t o r a E s t r u c t u r a s )
Sobre el comportamiento
barras de hormigón con
aceros naturales de alta
resistencia que han sufrid0
recalentarnientos locales al
sujetar los -extremospor
soídadura
- Límite elástico no menor que 4.610 kg/cmz.
- Carga unitaria de rotura no menor que 6.000 kg/cmz.
- Alargamiento de rotura sobre base de 5 0, no menor que un 16 %.
=Ausencia de grietas después de los ensayos de doblado simple a
180°, y de doblado-desdoblado a 90", sobre los mandriles de 3,5 0 y
de 7 0, respectivamente (para barras de AE 46 N).'.
Ensayos realizados
Se extrajeron muestras de la mencionada obra, procurando que en
cada una de las probetas hubiera una unión soldada con un estribo, y s e sometieron a ensayos de doblado y de tracción.
Paralelamente s e hicieron los mismos ensayos con un acero semejante para tener valores con los cuales comparar.
Del ensayo de tracción s e obtuvo, para cada caso, el diagrama de
tensión-deformación. así como los valores de la carga unitaria y
el alargamiento en la rotura.
Resultados
De los ensayos a tracción
El diagrama tensión-deformación obtenido para las probetas de acero
sin estribo soldado, podemos resumirlo en el grhflco 1. En Bste quedan
patentes el escalón de relajamiento [a los 4.600 kg/cma, aproxi.
madamente), el llmite de rotura [6.500 kg/cm2, aproximadamente1 y
oien
Gráfico 1. Tenslón-defonnaclbn de un acero AE M N sln alteración al una.
Gráfico 2. Tenslbn-deformaclbn de un acero A E M N alterado por soldadura de un
estrlbo.
-
Se hace referencla al acero natural de limlte el6stlco 4.800 Kg/cnil, por haber aldo
el tlpo de acero objeto de los ensayos que se comentarán a contlnuaclbn.
,
Las probetas rotas permiten realizar las siguientes observaciones secundarias (ver macrofotografías de la 2 a la 4):
Mientras las muestras no afectadas presentan una clara estricción en
la proximidad de la sección de fractura. así como una no planeidad
de esta sección (cráter) (ver fig. 21, las muestras con estribos soldados dan lugar a roturas sin estricción y con superficies de fractura
casi absolutamente planas (figs. 3 y 41. En este último caso la rotura
se presenta localizada en la zona inmediatamente próxima a la soldadura (sección más afectada por cambios térmicos).
De los ensayos de doblado
Las macrofotografías 5 y 6 son más indicativas que cualquier otro comentario que pudiéramos hacer. En la 5 se presenta el doblado, casi
a 180°, de un redondo sin alterar; no hay fisura alguna en el codo.
En la 6 se presenta el intento de doblado de un acero afectado; a
los pocos grados ha aparecido una fisura tan importante que de seguir
el
)ceso seccionaría totalmente al redondo.
-
Foto 1.
Utlllaje utlllzado para los ensayos de la rotura de una probeta con estribo
soldado. Se puede apreciar perfectamente la fragilidad de la rotura por falla de estrlcción y pleneld~dde la superflcle de fractura.
- Mordeduras que reducían sustancialmente la sección del acero (en
el caso de redondos de pequeño diámetro puede alcanzar hasta el
O/O
de su sección nominal]. Defecto supetficial de soldadura .descrito en la norma MW 104, =Acero laminado. ejecución de estructurasr.
- Grietas (causadas posiblemente por el hecho de soldar elementos
de muy distinto espesor). Las grietas presentan el doble efecto de
producir concentración de tensiones en sus bordes (lo que predisDone a aquellas secciones afectadas a una rotura frágil] y a la pe"etración 'de la humedad en su interior, que atenta claramente a
A la vista de I
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El pasado día 13 de julio, diecisiete profesores no numerarios de la
Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona, recibieron
de la Dirección de la misma, un escrito en el que se les comunicaba ;;:
,
de las muestras
uce una operació
barra de acero
resistencia. es
el de una eventual reducción por causa de errores cometidos durante
esta operación.
Esta fragilización sitúa al acero fuera de normativa, y es prudente
proceder a su rechazo en obra siempre que la armadura suministrada
no venga debidamente homologada.
'
Efectos posibles sobre elementos solicitados a flexidn
Aunque no existe variación perceptible ni en el módulo de elasticidad
ni en el límite de rotura, estimamos que al producirse un valor bajo
de la deformación correspondiente a este límite, la pieza solicitada a
flexión que se arma con este acero queda situada dentro del ámbito
de los elementos estructurales de rotura agria, es decir. sin deformación ni fisuración aparentes que avisen que el colapso de la pieza
está próximo. A esta circunstancia se añaden las ya mencionadas de
una eventual disminución de la sección, la de la concentración de tensiones sobre los bordes de las grietas localizadas en las armaduras
a tracción y la de posibles fallos de anclaje por rotura de los codos,
así como la falta de durabilidad por una mayor posibilidad de que la
armadura se oxide debido a las grietas existentes.
1
Antes de iniciarse el nuevo curso y con el
de su actividad en
fin de no perturbarle an la
el prÓximo,quiero anunciarle que esta Direccién, consideran
el buen servicio de la Cacuela, ha estimado conveniente no
renovar su contrato ni contar con su colaboraciÓn en el prÓ:
mo curso 1973/74.
Y al' Cimmpo'que pongo en su conocimiento
esta decisión, quiero agradecerle los servicios prestados.
Efectos posibles sobre piezas comprimidas
La rotura de una barra comprimida siempre se produce en forma agria;
por ello debe preocuparnos menos la falta de deformabilidad del acero. (Debemos resaltar que en un acero no afectado, se acepta que el
diagrama compresión-deformación es antimétrico del de tensión-deformación, circunstancia que debería ser estudiada especialmente en el
caso de aceros fragilizados para ver si se mantiene.] Sin embargo, siguen patentes las circunstancias negativas que se han señalado para
las piezas flectadas: la disminución de sección, las grietas y la rotura
'
de codos.
Esta última circunstancia puede ser grave en el caso de edificios ubicados en zonas de grado sísmico VI1 o mayor, ya que las uniones
pilar-pilar (cuando haya variación de secclón) estarán debilitadas por
las grietas que puede haber en los codos de acuerdo entre las armaduras, disminuyendo, consiguientemente, la resistencia de la estructura a esfuerzos horizontales.
Esta medida se producía en un momento de transición y fue. al pa- li;
recer, uno de los últimos actos del cesante Director Sr. Carvajal '"
y lo que podía considerarse como uno de los primeros de la nueva
reestructuración de la Escuela y de su enseñanza de la Arquitectura.
La línea conflictiva de la Escuela, continuaba con esta decisión que
.
en cierto modo era continuación de las medidas disciplinarias que
incidían en las posturas de oposición a la enseñanza tradicional en '"";
la Escuela de Arquitectura. La crítica a cualquier forma docente, era
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interpretada como afectante al principio de autoridad y los difíciles
canales de diálogo entre alumnos y Dirección. así como la exp[es~ó~*~,$q:
de éstos continuaba anquilosada.
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En consecuencia, y dada la gravedad del caso, debemos Invitar a aquellos que llevan la dirección de una obra en la que se prevé la utilización de tales armaduras, que exijan, algún tipo de homologación, y
dado que no existe nada previsto sobre el particular por el Ministerio
de Industria, el procedimiento más Idóneo es el de solicitar un certificado extendido por INCE (Instituto Nacional para la Calidad en la
Edificación), en el que se debería concretar:
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No fueron expuestas razones para justificar la decisión de separar de
la docencia a 17 profesores de la Escuela. Ello se hace con ciertas
contradicciones, ya que mientras el Director saliente, al parecer ejecutor de la medida, invoca .el buen servicio de la Escuelas, el nuevo
Director, Sr. Cárdenas, declaraba a la prensa que =el Ministerio ha
considerado que no se debía renovar los contratos. Esto es todo..
Creemos aventurado admitir que las razones reales de la No renovación, fuesen de tlpo docente, ya que apenas hubo curso oficialmente. Los alumnos expresaron, mediante carta, su protecta por la
declslón de la no renovación. Los Catedrhticos de las aslgnaturas
afectadas, en distintas formas, han expuesto su preocupación por la
decisión, que desmantelaba sus docencias. Por otra parte, no recordamos que el Minlsterio haya argumentado en ninguna ocasión sobre
la calldad de la docencia en situaciones similares. Por contra, ha sido
más bien el alumnado, quien, en r~oetidasocasiones, ha puesto en
cuestión la naturaleza del contenl
de la enseíianza y de la propia
estructura universitaria.
a) forma de realizar el muestreo;
b) diagrama tensión-deformaclón, especificando el valor de la deformación máxima y describiendo la forma como ha sido alcanzada
la rotura (con estricción o sin ella, superficies de fractura cónicas
o planas, etc.);
C ] comportamiento al ensayo de doblado.
A la vista de estos resultados, INCE puede certificar el grado de idoneidad de las muestras ensayadas.
En cambio no creemos arriesgadc
sinuar que la motivaclón de las
no renovaciones, reside oslblemente en la oposición rlta una parte
a línea de
Importante del profesora o de la Escuela a una determl
gestión de la Dirección de la misma,
¿'
1
Esta oposicln se ha. manifestado a trav6s. tanto de los cauces acatrav6s de otros m6s informales tales 'com
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a alumnos y pro-