Generalidades
Generalmente se habla bastante de la longitud de empalme para barras a tracción en vigas a flexión o en elementos en general traccionados. En obra muchas veces incluso se habla de forma muy generalizada que la longitud de empalme entre dos barras es de 40 veces el diámetro de la barra más gruesa (cosa que no es tan cierta para hormigones de baja resistencia o aceros de 500 MPa. Para estos casos te invito a ver las tablas de longitudes de empalme a tracción que preparé en una publicación pasada).
Cuando se trata de barras a compresión, resulta que puede existir cierto ahorro en el empalme pues esta longitud no necesita ser tan grande como en barras a tracción.
La norma
La norma americana ACI 318 indica que esta longitud debe ser :
- Para barras de 420MPa o menor ldc = 0.07·fy·db
- Para barras mayores a 420 MPa ldc = (0.13·fy-24)·db
- …pero en ningún caso debe ser menor a 300mm
De las fórmulas anteriores,
- ldc = longitud a compresión en [m]
- fy = esfuerzo a fluencia del acero en [MPa]
- db = Diámetro de la barra a empalmar en [m]
En caso de que se empalmen barras de diferente diámetro, se deben utilizar las fórmulas con la barra de mayor diámetro.
Entiendo que calcular estas fórmulas cuando no tienes a mano una calculadora o cuando debes decirle al constructor inmediatamente cual es el empalme de aceros de columnas puede ser algo inconveniente. Es por eso que hice el cálculo en la tabla siguiente:
En la tabla mostrada, los valores de empalme están en centímetros. Seguramente notarás que para diámetros pequeños el empalme es constante y de 30cm. Esto se debe a que un empalme de compresión no puede ser menor a 30cm por más de que la fórmula indique que puede empalmarse a menores longitudes.
Para hormigones de resistencia característica menor a 20MPa esta longitud debe incrementarse en 1/3, sin embargo es muy raro vaciar columnas de una resistencia menor a los 20MPa.
Si por ejemplo tomamos una barra de 12mm de resistencia fy 500 MPa, su longitud de empalme a compresión es de 49cm, mientras que a tracción esta misma barra en el caso más crítico debe empalmarse 84cm. Existe cierto ahorro, especialmente si se habla de 100 empalmes en un nivel de losa.
Toma en cuenta que en columnas de últimos pisos superiores las columnas perimetrales suelen estar sometidas a momentos flectores muy altos y compresión muy baja, por tanto muchas de las barras de estas columnas podrían estar sometidas a tracción y no a compresión, así que se deberá tener cuidado al momento de recomendar estos empalmes en últimos niveles.
Si tienes dudas puedes escribirlas en los comentarios.
autor: Marcelo Pardo
Buenas Ingeniero
Disculpe en las trabes de concreto pueden colocarse «bastones» que son barras cortas que subsanan el momento pero no van en toda la longitud de la trabe.
En el caso de columnas, cuando trabajan a flexocompresión, ¿Es posible colocarle estos «bastones»? Para que solo en la zona donde la columna tiene momento crítico se coloque acero y el resto de la columna no colocarle este excedente.
Luis, lo malo de columnas es que si por ejemplo tienes viento, no sabes en qué dirección empuja la estructura. lo mismo con sismo. entonces se debe colocar refuerzo constante siempre en columnas
en caso de que no dejaran traslapes se puede considerar ranurar la columna inferior (apuntalando) esa distancia para colocar los aceros de las columnas superiores?
Ufa. perdón pero no entendí
Buenas Tardes Ingeniero, entiendo que la tabla presentada obdece a empalmes en compresion y se dividen en barras de 420MPa y 500MPa, sin embargo en el 3er parrafor siguiente a la tabla usted hace un ejemplo:
«Si por ejemplo tomamos una barra de 12mm de resistencia fy 500 MPa, su longitud de empalme a compresión es de 49cm, mientras que a tracción esta misma barra en el caso más crítico debe empalmarse 84cm.»
Usted esta sumando la longitud de empalme para acero de 420MPa Y 500 MPa (49cm + 35cm) y esto lo asume como acero a traccion.
Es correcta la aclaracion o es que se tiene que generar otra tabla de longitudes de empalme a traccion para cada acero (420MPa Y 500 MPa) y posterior a ello recien realizar la suma.
Christian, buena noche.
El empalme de barras a tracción se genera a traves de otra tabla. Te recomiendo sin embargo mejor usar el programa que hice.:
https://marcelopardo.com/programa-longitud-desarrollo/
Ingenierio gracias por la explicación, una consulta y recomendación por favor.
Por razones de falta de acero para columnas armamos columnas con distinto diámetro al del diseño inicial, hicimos armado de acero por áreas equivalentes, ahora para este nuevo tramo llego el acero de diámetro inicial según plano, la observación es que por las áreas equivalentes tengo menos parantes para las columnas es decir: inicialmente tenía que estar con 20 parantes de 16 mm y llegamos con 18 parantes de 20 mm, la longitud que dejamos para continuar el armado es de 2 metros de la losa, mi consulta es la siguiente: por la llegada de acero de 16 mm como realizo el armado de mi columna ya que estoy con 18 parantes de 20 mm y tendría que volver a los 20 de 16mm?
Si completo a 20 parantes, los dos que me falta el empalme lo hago desde abajo, desde la losa terminada o solo desde la zona de compresion?
Le quedó muy agradecido de antemano
Buena reflexión inge, actualmente no se toma en cuenta en las especificaciones técnicas que incluyen los planos. Siendo el acero corrugado una material que tiene el valor porcentual 11% del costo directo de una obra concreto armado; se le debería prestar mayor atención!
Correcto Rodrigo! muchas gracias por la observación. es acertada
Buenas noches, si puede indicar el procedimiento para obtener la longitud de empalme para diametros menores de 25 mm. según norma ACI
Ariel claro que si. Lo tendré anotado como pendiente
Que debo hacer si las barras estan cortadas a una misma altura y no quiero empalmar en un mismo punto
Probablemente en ese caso sea recomendable empalme por soldadura, Douglas
Cómo puedo ponerme en contacto contigo
puedes escribirme a ingemarcelopardo@gmail.com
Bueno su artículo ingeniero, pero esa distancia de empalme a tracción de 84cm como la calculo?, gracias, atte Román B.
Román, para qué diámetro de barra y qué resistencias?