Definición

El hormigón armado es específicamente la conjunción de dos materiales trabajando juntos: El hormigón y el Acero. Esta interacción entre ambos materiales permite que el elemento estructural resista muy bien esfuerzos tanto de tracción como de compresión.

Existen varios nombres sinónimos que describen la unión de estos dos materiales constructivos: Concreto Reforzado, Hormigón reforzado o concreto armado.

El concreto u hormigón a la vez es un compuesto producto de varios elementos: Arena, grava, cemento y agua en correctas proporciones. Para conocer estas proporciones puedes visitar la publicación Dosificaciones típicas de concreto

Las barras de acero disponibles en el mercado dependen de cada país, sin embargo en general los diámetros existentes se venden en unidades inglesas y en unidades internacionales. Existen equivalencias entre estas y las puedes ver en Diámetros de acero de construcción.

Funcionamiento

El hormigón es un elemento que resiste muy bien fuerzas de compresión pero es muy pobre en resistencia de fuerzas de tracción. Es en estos sectores de tracción de los elementos de hormigón donde entra la ayuda de las barras de acero.

Se ha visto a lo largo de la construcción de elementos estructurales, que algunos elementos estructurales fabricados solamente con hormigón comienzan a fisurarse y eventualmente a colapsar producto de esfuerzos de tracción, de ciclos de dilatación y contracción y producto de heladas. El acero dentro de estos elementos ayuda a evitar este tipo de fisuras y eventualmente su colapso.

Por otro lado se podría razonar pensando que como el hormigón no resiste tracción, en vez de utilizar una combinación de acero y hormigón, se utilizara solamente acero. En este último caso también existen problemas, pues el acero es poco eficiente al momento de resistir esfuerzos de compresión debido al pandeo local de las paredes de los perfiles de acero. En los sectores comprimidos del hormigón este pandeo no sucede.

El éxito oculto del duo dinámico

Uno de los factores que logró que ambos materiales funcionen tan bien juntos es la extraordinaria coincidencia de sus coeficientes de dilatación térmica. Por casualidades de la naturaleza ambos materiales comparten un coeficiente de dilatación muy similar, y esto hace que puedan expandirse y contraerse juntos.

Si los coeficientes térmicos hubieran sido distintos, al momento de expandirse o contraerse ambos materiales unidos, hubieran generado esfuerzos internos empujandose o traccionandose entre ellos y quebrándose luego de pocos ciclos de dilatación y contracción.

Elementos estructurales

Existen un sin fin de elementos estructurales que peuden construirse con hormigón armado.

Vigas de hormigón armado

También suelen llamarse “Traves”. Están sometidos predominantemente a fuerzas de flexión vertical, cortante y torsión. Son elementos generalmente horizontales que llevan acero longitudinal y transversal. El acero longitudinal absorbe esfuerzos de flexión y los estribos absorben el cortante. La torsión es absorbida por una combinación entre elementos longitudinales y transversales. Sus secciones típicas en edificaciones es de 20×40 a 30×60 centímetros

Puedes ver el proceso constructivo de vigas en ESTE VÍDEO

Columnas de hormigón armado

Son elementos sometidos a una combinación de compresión y flexión en ambas direcciones. Sus dimensiones varían en función a varios factores como la distancia entre columnas y el número de pisos. Sus secciones típicas varían entre 20×20 para casas de 1 piso hasta columnas de 50×70 para edificios de 10 pisos, sin embargo todo está sujeto al cálculo estructural. Las barras longitudinales suelen colocarse en las 4 caras y aportan a la resistencia axial o de compresión. Las barras transversales o estribos confinan a la columna lateralmente.

El procedimiento constructivo de estos elementos lo puedes ver en Construcción de columnas de hormigón armado

Zapatas de hormigón armado

Este es uno de los elementos que pueden construirse tanto con acero como sin acero. Generalmente las zapatas sin acero llevan gran altura y gran cantidad de piedra y sirven para soportar cargas producto de construcciones de un piso o máximo dos. Para construcciones de varias plantas las zapatas de hormigón armado son imprescindibles. Suelen tener una malla de acero con ganchos en la cara inferior, pues este sector es el sometido a tracción horizontal. Existen piramidales y prismáticas siendo ambas igual de populares.

Tengo su proceso constructivo en el siguiente vídeo: Procedimiento construvtivo de zapatas

Muros de contención

Son elementos que retienen tierra a diferentes alturas. Suelen construirse de hormigón ciclópeo (sin acero y con bolones de piedra) o de hormigón armado. La imagen que acompaña este texto corresponde a un muro de hormigón armado. Debido al refuerzo de acero, estos muros suelen ser más esbeltos que los muros de hormigón ciclópeo. Suelen retener alturas de tierra entre 1m y 5m, Por encima de los 5m se necesitan muros con contrafuertes o anclados.

Existe un vídeo en mi canal con el proceso constructivo de este elemento. VER VÍDEO

Tanques de agua de hormigón armado

Van perdiendo popularidad con los años debido a la fabricación de tanques de plástico de gran tamaño. Estos tanque se construyen de formas cilíndricas o de base rectangular como en la imagen. Son elementos muy rígidos, sin embargo deben estar bien reforzados en todas las caras para evitar fisuras que generen fugas de agua o del líquido que almacenen. El espesor de sus paredes suele estar entre 15cm y 30cm dependiendo del tamaño del elemento.

Escaleras de Hormigón armado

Funcionan casi como losas de hormigón armado inclinadas. Los peldaños de las escaleras no aportan resistencia adicional a la losa inclinada. Llevan por lo general dos mallas de acero. Una malla en la cara superior y otra en la cara inferior de la losa. Su proceso constructivo lo puedes ver en Proceso constructivo de escaleras de hormigón armado

Cáscaras de hormigón armado

Son tal vez los elementos más estéticos hechos de hormigón armado. consisten en placas delgadas de hormigón armado con una o dos capas de acero en ambas direcciones. Su espesor suele ser muy delgado comparado con las luces que abarcan, siendo típicos espesores de 5 a 10 centímetros. Las luces que se cubren pueden variar entre 20 a 400 metros, con relaciones de hasta 1 a 400 entre espesor y luz. Estos elementos trabajan casi exclusivamente a compresión.

Losas de hormigón armado

Son placas que resisten toda la carga de uso de viviendas, oficinas, fábricas, etc. Se apoyan sobre las vigas o traves explicados arriba. Suelen fabricarse de espesores entre 15 y 35cm dependiendo de las luces a cubrir y a la carga a resistir. Existen diferentes tipos de losas, dependiendo de su comportamiento físico mecánico y su procedimiento constructivo. Las losas pueden resistir esfuerzos en una dirección o en dos direcciones. Por otro lado las losas de hormigón armado pueden construirse macizas o alivianadas como en la imagen. Se prefieren las últimas por su economía y su mayor inercia respecto a las primeras. Esto logra que no se deformen tanto y que sean más livianas.

Tengo un par de vídeos sobre su proceso constructivo. te dejo el que más me gusta a continuación: Proceso constructivo de losas armadas en 2 direcciones.

Otros elementos estructurales

Existen muchos otros elementos de hormigón armado que pueden fabricarse, dependiendo de las necesidades y de cuan lejos la imaginación nos lleve. Entre los que no mencioné arriba existen:

• Losas de pavimento rígido
• Vigas Cajón de puentes
• Arcos de puentes
• tabique para viviendas
• Pilotes y pilas
• barcos

En algún otro momento hablaré a más detalle de estos últimos.

autor: Marcelo Pardo

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