Si eres ingeniero o estudiante de ingeniería, es probable que te encuentres con el proceso de doblado de barras en algún momento.
El doblado de barras es una técnica básica utilizada en la construcción de hormigón armado y es una parte clave para garantizar que los edificios, puentes y otras estructuras sean seguras y duren mucho tiempo.
Pero, ¿ha pensado alguna vez en cómo funciona el doblado de barras o por qué los ingenieros necesitan saber cómo hacerlo? En esta publicación de blog, analizaremos el mundo del doblado de barras y hablaremos sobre las herramientas, las técnicas y los problemas de seguridad que necesita saber para desempeñarse bien en esta parte importante de la ingeniería de la construcción.
Este artículo te enseñará todo lo que necesitas saber sobre el fascinante mundo del doblado de barras, ya sea que estés comenzando en tu carrera o quieras aprender más.
¡Entonces empecemos!
Introducción al doblado de barras en la construcción de hormigón armado
Definicion formal:
En la construcción de hormigón armado, el proceso de doblar barras de refuerzo en varias formas.
El doblado de barras es una parte importante de la fabricación y el doblado de barras y vigas de refuerzo de acero que se utilizan para reforzar el hormigón en la construcción.
El programa de doblado de barras es un conjunto de medidas científicas que describen cómo se realiza el proceso de doblar una barra.
Este anexo muestra los requisitos técnicos para el hormigón armado.
Muestra dónde deben ir las barras dobladas y cuántas barras deben ir en ciertos lugares.
El programa de doblado de barras es una lista de todas las reglas e información sobre el refuerzo que se debe seguir cuando se realiza el doblado de barras.
No se puede decir lo suficiente sobre lo importante que es usar un programa para doblar barras.
Si corta o dobla mal el acero, podría perder mucho dinero, lo que podría sumar hasta el 10 % del costo total del proyecto.
Al usar un programa de doblado de barras, puede asegurarse de que el corte y el doblado se realicen en la fábrica y luego se envíen al lugar de trabajo.
Esto ahorra tiempo y dinero en la construcción.
También reduce la cantidad de refuerzo desperdiciado al cortar, mejora el control de calidad en el sitio y facilita que el trabajo se realice más rápido en el sitio.
El papel de las barras de refuerzo en la construcción de hormigón
Las barras de refuerzo son una parte importante de la construcción con concreto porque hacen que el concreto sea más fuerte y duradero.
Las barras se colocan en lugares donde es probable que ocurra tensión y agrietamiento.
Casi siempre son barras redondas deformadas con patrones acanalados enrollados en sus superficies.
Los patrones cambian dependiendo de quién los haga, pero todos se aseguran de que el concreto y la barra de refuerzo se adhieran bien.
La resistencia y durabilidad de las estructuras de concreto reforzado dependen de varios factores, como las proporciones de la mezcla, cómo se coloca y termina el concreto y la proporción de agua a materiales cementantes.
Pero el proceso de flexión también cambia la solidez y la duración de las estructuras de hormigón armado en su conjunto.
Las fibras de refuerzo se someterán a esfuerzos de tracción cuando los miembros flexionados se doblen por cargas externas.
El efecto de la barra de flexión en estructuras de hormigón armado
La adherencia de las barras de refuerzo al hormigón que las rodea depende de su aspecto exterior.
Las barras de refuerzo de acero son mucho más rígidas que otros materiales como las barras BFRP.
Esto hace que la viga en su conjunto sea más rígida.
Las barras de BFRP se romperán debido a la ductilidad, lo que no se ve en los elementos de flexión reforzados con BFRP tradicionales.
Este no es el caso de las vigas reforzadas con acero poco reforzadas.
La importancia del doblado de barras en la construcción de hormigón armado
¿Todavía es difícil de entender? Déjame cambiar un poco el punto de vista:
¿Estás cansado de hacer cosas que duren mucho tiempo? ¿Quiere que sus proyectos de ingeniería sean más interesantes y caóticos?
Bueno, olvídese de todo lo que sabe sobre la construcción con hormigón armado y comience a doblar esas barras en todas las direcciones diferentes.
Después de todo, ¿quién necesita estabilidad y durabilidad cuando puedes divertirte con tus herramientas y técnicas? Estoy bromeando, no hagas eso, por favor.
Ahora volvamos a la explicación.
Formas y usos de las barras de refuerzo
Las barras de refuerzo, o barras de refuerzo, se utilizan para fortalecer las estructuras de hormigón.
Vienen en diferentes longitudes y grosores y, a menudo, tienen protuberancias o crestas para ayudarlos a adherirse al concreto.
Hay diferentes tipos de barras de refuerzo, como barras de acero dulce, barras de refuerzo deformadas y barras de refuerzo hechas de láminas de metal.
Tipos de barras de refuerzo
Las barras de acero dulce son fáciles de cortar y se pueden doblar sin romperse.
Las barras de refuerzo deformadas tienen un patrón que facilita que el concreto se adhiera a la superficie del acero de refuerzo.
Las barras de refuerzo de chapa están hechas de piezas de chapa de acero recocido dobladas en corrugaciones y perforadas con agujeros a intervalos regulares.
Doblar formas
Dependiendo de para qué se usarán, las barras de refuerzo se pueden doblar en diferentes formas.
Las barras de refuerzo deben doblarse para que puedan encajar en las formas que se muestran en los dibujos de diseño.
Algunos ejemplos de formas de flexión incluyen:
- Barra de armadura: una barra de armadura es una barra de refuerzo que se dobla en una forma determinada para resistir fuerzas axiales de tracción y compresión.
- Barra recta con gancho en el extremo: Una barra recta con gancho en el extremo se utiliza para conectar dos o más barras de refuerzo.
- Estribo: Un estribo es un bucle de barra de refuerzo que se utiliza para reforzar columnas, vigas y losas de hormigón.
- Amarre de columna: Un amarre de columna es una barra que sostiene barras verticales alrededor de una columna en un círculo.
Usos de las barras de refuerzo
Las barras de refuerzo se utilizan en muchos tipos diferentes de proyectos de construcción, como:
- Cimientos: las barras de refuerzo proporcionan cimientos profundos para soportar estructuras pesadas como puentes y rascacielos.
- Pisos y escaleras: Las barras de refuerzo se utilizan para agregar fuerza y soporte a losas de piso y escaleras.
- Techos: Las barras de refuerzo se utilizan en la construcción de techos para soportar el peso del techo y brindar soporte.
- Alcantarillas, estructuras de drenaje y pequeños canales de concreto: las barras de refuerzo brindan resistencia y soporte adicionales a estas estructuras.
Técnicas y herramientas para doblar barras de refuerzo
Existen varias herramientas y técnicas que se utilizan para doblar barras de refuerzo, incluidas las dobladoras manuales, las dobladoras hidráulicas y las dobladoras eléctricas automáticas de barras de refuerzo.
Técnicas de doblado
- Dobladoras manuales: el método más básico para doblar barras de refuerzo es doblarlas manualmente con un tubo o una barra de chupetón.
Pero este método tiene sus límites.
No puede doblar barras con diámetros muy grandes y daña las barras de refuerzo donde se doblan.
Las dobladoras hidráulicas son máquinas más avanzadas que utilizan empresas profesionales.
Estas máquinas pueden doblar barras de refuerzo de cualquier tamaño, forma o tipo con gran exactitud y precisión.
- Dobladoras eléctricas automáticas de varillas corrugadas: estas máquinas son perfectas para contratistas, fabricantes y constructores que necesitan doblar varillas con facilidad y precisión.
El tamaño y la forma de la barra determinan qué herramienta o técnica es la más adecuada para doblarla.
Por ejemplo, las dobladoras manuales pueden ser suficientes para proyectos pequeños, mientras que las dobladoras hidráulicas o las dobladoras eléctricas automáticas de barras de refuerzo son más adecuadas para proyectos más grandes que requieren curvas precisas en las barras de refuerzo para reforzar las estructuras de hormigón correctamente.
Flexión de barras de refuerzo frente a barras redondas de acero laminadas en caliente y acabadas en frío
- Barras redondas de acero laminado en caliente: la barra de acero laminado en caliente es más maleable que el acero acabado en frío, lo que facilita el trabajo.
Este tipo de barra de acero se usa a menudo para crear marcos, molduras, accesorios, ejes y refuerzos estructurales.
- Barras redondas de acero con acabado en frío: el acero con acabado en frío tiende a tener una mayor resistencia a la tracción y al rendimiento que el acero laminado en caliente.
Es mejor para el mecanizado porque tiene un acabado superficial superior y las dimensiones exactas son esenciales.
Cuando se fabrica acero laminado en caliente, se utilizan temperaturas superiores a 1700 °F (926 °C).
El metal se pasa por rodillos que lo aprietan en la forma correcta.
El acero que ha sido acabado en frío es principalmente acero laminado en caliente en el que se ha trabajado más.
Una vez que el acero laminado en caliente se ha enfriado, se vuelve a laminar a temperatura ambiente para obtener tamaños más precisos y un mejor acabado.
Consideraciones de seguridad en el doblado de barras
Al trabajar con equipos para doblar barras, los ingenieros deben pensar en la seguridad para asegurarse de que los trabajadores no se lastimen.
Equipo de Protección Personal (EPP)
El equipo de protección personal (EPP) como máscaras contra el polvo, anteojos o gafas protectoras que no se rompan, zapatos de seguridad que no se resbalen, cascos y protección auditiva es la medida de seguridad más importante.
Entrenamiento adecuado y precauciones de seguridad
Antes de usar una dobladora de barras de refuerzo, los ingenieros deben recibir la capacitación adecuada y repasar las precauciones de seguridad, como descargar la barra de refuerzo lo más cerca posible del área de trabajo y usar las técnicas de elevación correctas.
Deben tener cuidado donde colocan sus manos mientras operan la dobladora y deben evitar colocarlas cerca de la barra de refuerzo de metal.
Vigilancia de barras de refuerzo sobresalientes
Al trabajar con barras de refuerzo en un sitio de construcción, los ingenieros deben proteger las barras de refuerzo que sobresalen con protectores que puedan soportar al menos 250 libras que caen desde una altura de diez pies.
Las tapas de barras de refuerzo reforzadas con acero, las tapas de carnie, los canales de madera y doblar la barra de refuerzo son formas comunes de protegerla.
Protección contra caídas y/o prevención de caídas
Cuando los empleados trabajan a cualquier altura por encima de las barras de refuerzo expuestas, debe haber una forma de protegerlos o evitar que se caigan.
Protección de máquinas
OSHA dice que los empleadores deben asegurarse de que todas las características de seguridad de las máquinas empacadoras funcionen correctamente y que las máquinas se utilicen de la manera correcta.
Además, los ingenieros pueden usar un cinturón para evitar que los dobladores de barras doblen sus torsos cuando tienen que doblar barras a mano, y pueden establecer diferentes distancias del brazo de agarre para doblar barras de diferentes diámetros.
Por último, OSHA sugiere formas de proteger la maquinaria relacionada con amputaciones en el lugar de trabajo mediante el uso de procedimientos efectivos de protección o bloqueo/etiquetado de la máquina cuando se rompen las protecciones o no protegen a los trabajadores de energía peligrosa durante el servicio y el mantenimiento.
Cálculo del momento de inercia de una barra de flexión
Para calcular el momento de inercia de una barra de flexión, los ingenieros primero deben determinar el tipo de barra con la que están trabajando.
Para diferentes tipos de barras, como una barra de flexión o una varilla, existen diferentes formas de calcular el momento de inercia.
Segmentación de la sección de la viga
Para comenzar el cálculo, los ingenieros deben dividir la sección de la viga en partes y averiguar dónde está el eje neutral (NA).
Antes de que puedas encontrar el momento de inercia, también necesitas conocer el centroide, o centro de masa, de la sección.
Por ejemplo, el centroide vertical (y) se usa para encontrar el momento de inercia de una sección con respecto a su eje horizontal (XX).
Teorema del eje paralelo
Los ingenieros tienen que usar el "Teorema del eje paralelo" para calcular el momento total de inercia de la sección.
Dado que la sección de la viga se compone de tres piezas rectangulares, los ingenieros tienen que calcular el momento de inercia de cada pieza y usar la fórmula I = I0 + Ad2 para unirlas todas.
Cálculo del momento de inercia del área
Iy = x2dA te da el momento de inercia del área para una sección rectangular.
Para doblar alrededor del eje y, el Momento de inercia se puede escribir como Iy = x2 dA, donde Iy es el Momento de inercia del área relacionado con el eje y y x es la distancia desde el eje y al elemento dA que es perpendicular al eje y.
Cálculo del momento de inercia de una varilla
Para una barra, los ingenieros pueden calcular su momento de inercia directamente u obtenerlo de la expresión del centro de masa utilizando el Teorema de los ejes paralelos.
En conclusión, los ingenieros primero deben determinar con qué tipo de barra o varilla están trabajando y luego utilizar el método de cálculo correcto para determinar el momento de inercia.
Para hacer los cálculos, debe dividir la sección de la viga en partes, averiguar el eje neutral, encontrar el centroide o centro de masa y usar el teorema del eje paralelo.
Barras de flexión de apoyo
Soporte de barras de flexión en encimeras
Las encimeras, especialmente las de los bares, pueden comenzar a doblarse con el tiempo, lo que significa que necesitan más apoyo para evitar que empeoren.
Aquí hay algunas formas en que puede ayudar:
- Asegúrese de que la estructura debajo de la encimera sea fuerte.
La estructura debajo de la encimera debe ser fuerte y no doblarse.
Los soportes se pueden usar para sostener una encimera que sobresalga.
- Usa corchetes.
Los soportes deben llegar a cuatro pulgadas del borde de la encimera para evitar que se ejerza demasiado peso y presión sobre la encimera sin el soporte adecuado.
Se deben usar sujetadores para mantener los soportes en su lugar de manera segura.
- Usa postes cuadrados.
Los postes cuadrados en las esquinas del voladizo del mostrador son una forma económica de agregar estilo a su cocina sin gastar mucho dinero.
- Inserte barras de acero: también puede agregar soporte colocando barras de acero de 1/4" debajo o en la parte superior rugosa de la encimera de granito.
Es importante saber que la mayoría de las encimeras pueden tener un voladizo de 12" sin ayuda, por lo que si su voladizo es más largo que esto, deberá agregar más soporte.
Consulte con la persona que hizo su encimera para saber a qué distancia deben colocarse los soportes de los soportes.
En conclusión, puede dar más soporte a una encimera de barra plegable asegurándose de que tenga una estructura de soporte sólida.
Puede hacerlo usando soportes, postes cuadrados o barras de acero incrustadas en la encimera.
Esto evitará que el daño empeore y hará que la encimera dure más.
Limitación de la flexión en barras de metal
Cuando una barra de metal está bajo tensión, puede doblarse.
Se pueden hacer varias cosas para detener o limitar la flexión.
Espesar la barra
Una forma de hacer esto es hacer que la barra sea más gruesa, lo que la hace más rígida y menos propensa a doblarse.
cambiar el material
Otra forma es cambiar el material de la barra a uno con una resistencia máxima a la tracción más alta.
Esto puede hacer que la barra pueda tomar más fuerza antes de que se doble.
Reducir el brazo de momento
Una tercera forma es cortar la longitud del brazo de momento pero manteniendo el mismo grosor.
Esto significa que la carga está más cerca del soporte, lo que reduce la fuerza que hace que el soporte se doble.
Barras de refuerzo de acero
Se recomiendan diámetros de curvatura grandes para las barras de refuerzo de acero para limitar la cantidad de tensión que se ejerce sobre el acero durante el trabajo en frío y reducir la posibilidad de fragilización por deformación.
La Tabla 2 de ASTM A767/A767M brinda pautas para el diámetro de la curva que se debe usar según el tamaño nominal de la barra.
Si sigue estas sugerencias, la flexión causará menos tensión residual.
Si es necesario doblar la barra de refuerzo más apretada de lo recomendado, se puede calentar a 480 C a 560 C (900 F a 1050 F) durante una hora por pulgada de diámetro de la barra para reducir la cantidad de tensión residual.
Cálculo de tensión y eje neutro
Para calcular el esfuerzo de flexión, necesitamos saber dónde está el eje neutral de una viga y cómo calcular el segundo momento del área para una sección transversal determinada.
Cuando se aplica un par o momento flector M a algo, éste se dobla.
En la flexión pura, al igual que en la torsión, hay un eje donde la tensión y la deformación son cero.
Esto se llama el eje neutral.
Para evitar que las vigas con momentos de flexión concentrados se doblen demasiado, debe comprender la tensión normal debida a la flexión y el centro de flexión para la flexión de la viga.
En resumen, hay varias formas de evitar que las barras de metal se doblen, como aumentar el grosor de la barra, cambiar el material o acortar el brazo de momento.
Los diámetros de curvatura grandes son mejores para las barras de refuerzo de acero.
Para calcular cuánto estrés causa la flexión, necesitamos conocer el eje neutral de la viga y calcular el segundo momento del área.
Además, debe conocer la tensión normal debido a la flexión y el centro de flexión para la flexión de la viga si desea evitar que las vigas con momentos de flexión concentrados se doblen demasiado.
Conceptos básicos del programa de doblado de barras
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casos de uso
| Utilizada en: | Descripción: |
|---|---|
| Refuerzo de columna: | A menudo se añaden barras de refuerzo a las columnas de hormigón para hacerlas más resistentes y estables. Para que las barras tengan el tamaño y la forma correctos, deben doblarse con herramientas y métodos especiales. |
| Refuerzo de Vigas: | Las barras de refuerzo también se utilizan para reforzar las vigas de hormigón, que son importantes para soportar el peso de un edificio. Para que las barras encajen en el molde de concreto y brinden el soporte necesario, deben doblarse en ciertas formas y tamaños. |
| Losas de hormigón: | A veces, las barras de refuerzo se usan para fortalecer losas de concreto, como las que se usan para construir pisos o cimientos. Para hacer que el concreto sea más fuerte y más estable, las barras deben doblarse en un patrón de cuadrícula y colocarse en el concreto. |
| Muros de contención: | Las barras de refuerzo también se utilizan para fortalecer los muros de contención de hormigón, que están hechos para contener tierra u otros materiales. Las barras se doblan en formas y tamaños específicos para adaptarse a la estructura y darle más fuerza para soportar la presión del suelo. |
| Construyendo un puente: | Las barras de refuerzo se utilizan para dar a los puentes más resistencia y soporte cuando se están construyendo. Para adaptarse a la estructura y darle el soporte que necesita, las barras deben doblarse en ciertas formas y tamaños. |
| Edificios grandes y altos: | Las barras de refuerzo son importantes para la construcción de edificios altos porque se utilizan para reforzar las columnas, las vigas y los pisos de hormigón. Las barras deben doblarse en ciertas formas y tamaños para adaptarse al edificio y brindarle el soporte que necesita para soportar su peso. |
Conclusión
Al llegar al final de esta mirada al mundo del doblado de barras, vale la pena pensar en la importancia de esta técnica en la ingeniería y la construcción en general.
En esencia, el doblado de barras se trata de dar forma a las materias primas en formas que sean fuertes, duraderas y que puedan resistir las fuerzas de la naturaleza y la prueba del tiempo.
Se necesita una combinación de habilidad técnica, creatividad y resolución de problemas, y muestra cómo la creatividad humana puede cambiar el mundo que nos rodea.
El doblado de barras es útil de muchas maneras, pero también muestra cuán importantes son la artesanía y la atención al detalle en la ingeniería.
Cada doblez, torcedura y curva en una barra de refuerzo es una oportunidad para hacerla más resistente y duradera, y cada error o descuido puede poner en riesgo toda la estructura.
Como ingenieros, es nuestro trabajo hacer nuestro trabajo con cuidado y precisión, y saber mucho sobre los materiales y las fuerzas en juego.
Entonces, la próxima vez que vea un edificio o un puente hecho de concreto reforzado, deténgase y piense en la habilidad y el arte que se necesitaron para construirlo.
Y si eres ingeniero o estudiante de ingeniería, recuerda que doblar barras no es solo una habilidad para aprender, sino también una señal de cuán poderosas pueden ser la creatividad y la innovación.
Puede ayudar a dar forma al mundo que nos rodea y construir un futuro más seguro y estable si tiene las herramientas, el conocimiento y la actitud adecuados.
Enlaces y referencias
Manual de refuerzo:
https://www.sefindia.org/forum/files/arc_reo_handbook_08ed_136.pdf
Doblado y enderezado de barras de refuerzo de grado 60.
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