Uno de los elementos más importantes en nuestras estructuras de concreto armado son, sin duda los famosos «estribos», estos elementos infaltables e imprescindibles en cualquier tipo de elemento, viga, columna, pila, por su capacidad de atender los esfuerzos de cortante y crear un núcleo confinado para darle mayor resistencia a nuestro concreto.
A pesar de su vital importancia en el comportamiento de los elementos que lo contienen, ¿en realidad le damos la importancia que se merece? ¿sabemos cuál es su papel dentro del entramado de acero? y lo más importante: ¿Lo ubicamos correctamente?
Como sabemos que casi el 90% de los profesionales está acostumbrado a ver y usar un solo tipo de estribos, veamos qué nos dicen las normas NSR-10 y ACI sobre los estribos que existen y que podemos usar en nuestras estructuras:
¿Deseas confirmar esta información? haz clic aquí y revisa directamente el capítulo C.2. Notaciones y definiciones de la NSR-10.
Estribo (Stirrup)
Refuerzo empleado para resistir esfuerzos de cortante y de torsión en un elemento estructural; por lo general consiste en barras, alambres o refuerzo electro soldado de alambre (liso o corrugado) ya sea sin dobleces o doblados en forma de L, de U o en formas rectangulares, y colocados perpendicularmente o en ángulo con respecto al refuerzo longitudinal. (En inglés el término “stirrup” se aplica normalmente al refuerzo transversal de elementos sometidos a flexión y el término “tie” a los que están en elementos sometidos a compresión.)
Estribo (Tie)
Barra o alambre doblados que abraza el refuerzo longitudinal. Es aceptable una barra o alambre continuo doblado en forma de círculo, rectángulo, u otra forma poligonal sin esquinas reentrantes.
Estribo (Hoop – cerrado de confinamiento)
Es un estribo cerrado o un estribo enrollado en forma continua. Un estribo cerrado de confinamiento puede estar constituido por varios elementos cada uno de los cuales debe tener ganchos sísmicos en sus extremos (ganchos de mínimo 135°). Un estribo enrollado continuo debe tener ganchos sísmicos en ambos extremos.
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Ahora si, conociendo un poco la teoría de los tipos de estribos que podemos encontrarnos en nuestros proyectos de construcción, vamos a centrarnos en los estribos que se emplean más comúnmente, los estribos cerrados de confinamiento:
Sabemos que los estribos cerrados abrazan las armaduras longitudinales del elemento donde se encuentran y que además de atender los esfuerzos de cortante, producen una mejora notable en la resistencia a compresión debido al efecto de confinamiento que producen.
Ahora bien, lo anteriormente expuesto se da, si y solo si el estribo, que inicialmente es una barra recta que se va plegando para acomodarse en la sección transversal, se ancle correctamente.
Si vemos un estribo cerrado común, podemos observar que la barra del estribo es continua, pero cuando terminan los doblados, una de las esquinas o una de las barras longitudinales es el encuentro de ambos extremos de la barra inicialmente recta y ese remate hay que realizarlo correctamente, ejecutando dos ganchos sísmicos de 135°.
Ahora bien, visto lo anterior ¿Dónde crees que debemos ubicar los ganchos del estribo? ¿En la cara de arriba o en la de abajo?
La respuesta es sencilla: el anclaje hay que realizarlo ¡en la zona comprimida!
Normalmente, es práctica constructiva ubicar los ganchos en la parte superior de la viga, o bien no fijarse mucho y ponerlos como caigan (que es una práctica muy popular en países de Latinoamérica).
Por tanto si tuviéramos que poner, por simplicidad constructiva, todos los estribos hacia un lado, ¿Cuál escogeríamos? Razonemos un poco con los siguientes escenarios:
Si se trata de una viga bi apoyada, como puede ser una viga isostática de un puente sin continuidad o una nave de hormigón prefabricada con elementos bi apoyados, ante cargas gravitatorias, las compresiones estarán en la parte superior de la viga, por lo que en efecto será buena práctica constructiva ubicar los ganchos en la cara superior.
Pero si analizamos un caso más real, como lo son los pórticos o elementos continuos, es muy común que las vigas tengan continuidad a su paso por las columnas, presentando en estos nodos una flexión negativa (tracciones en su cara superior y compresiones en su cara inferior). En este caso, si tuviéramos que elegir entre ubicar los ganchos en la cara de arriba o de abajo, lo mejor sería ubicarlos en la cara inferior de la viga ya que como dijimos anteriormente, en estos puntos, la cara superior de la viga será la traccionada.
Nos preguntaremos: y a L/2 de mi elemento ¿qué?
La respuesta es muy sencilla: normalmente el cortante en centro de vano es despreciable e irá por cuantía mínima, y equivocarnos en esta zona no tendrá mucha importancia (salvo ciertas excepciones).
¿Y en caso de un sismo, cuando los momentos se invierten?
En caso de edificaciones conformadas por pórticos sismo resistentes, los estribos cerca a los nudos son extremadamente importantes ya que la viga no debe fallar a cortante sino a flexión conformando rótulas plásticas, sin embargo, en zonas de alta sismicidad se pueden encontrar nudos donde los momentos cambian de sentido y por lo tanto existirán periodos de tiempo donde la cara inferior de la viga trabajará a tracción y otros periodos donde lo hará a compresión.
En este caso, es el calculista quien deberá evaluar en qué cara se esperan esfuerzos de tracción menores para tomar la mejor decisión y así ubicar nuestros ganchos sísmicos en la cara adecuada.
Fuentes:
Autoría propia
Estructurando.net
NSR-10
ACI 318
Del autor:
Gustavo Martínez Albornoz.
Ingeniero civil UDENAR – Especialista Gerencia de Construcciones U de Medellín.
Dos cosas en la vida me apasionan y me llenan de felicidad absoluta, los deportes extremos y la Ingeniería civil. Por medio de la creación y publicación de artículos he encontrado la manera perfecta de, día a día tener la posibilidad de ampliar mi conocimiento y al mismo tiempo poder aportar un granito de arena y compartir lo poco que sé y conozco. Los invito a no conformarnos con lo que ya sabemos, consultemos, leamos, investiguemos. «Seamos más, para poder servir mejor». Éstas son mis redes sociales para los que quieran saber un poco más de mi: Facebook – Instagram – Linkedin
Buen aporte ingeniero, pero he visto casos que los ganchos de los estribos se colocan de forma alternada a todo lo largo, es decir, los ganchos se colocan siguiendo las manecillas del reloj ya que resulta complicado determinar por dónde llegará la acción de sismo.
Así es Felipe, esa es una práctica muy habitual, seguir las manecillas del reloj. No es una mala práctica, pero no es la óptima. Debemos tener en cuenta que cuando en nuestros elementos o vigas se invierten los momentos por acción de un sismo, no se invierten con la misma magnitud ya que juega a nuestro favor la carga gravitacional. Lastimosamente es un tema del que muy poco se conoce y del que hay muy poca bibliografía. Muchas gracias por comentar, feliz noche.
No he podido entender la razón por la cual, no se utilizan los estribos espiralizados, los cuales tienen patentes a nivel mundial y para los cuales se han desarrollado máquinas altamente costosas (muy superiores a los $1.500´000.000).
Asosismica y la Comisión Asesora, tampoco se pronuncian de manera directa sobre ellos.
https://www.youtube.com/watch?v=XHtJDcelOSo
Este Link para quien quiera verlos
Yo estoy intentando la fabricación de un equipo de bajo costo
Jaime muchas gracias por tu comentario. En Colombia si están permitidos, si tú eres de Colombia puedes revisar el capítulo C de la NSR 10 Refuerzo transversal de eleentos a compresión, mpás específicamente el capíitulo c.7.10.4, aquí se muestran las condiciones que deben cunmplir los estribos para porder usarlso en forma de espiral 🙂 Igualmente encuentras esta informacióin en la norma ACI 318. Saludos y gracias por tu mensaje.