EFECTOS DE LAS AMARRAS Y SOLDADURA DE LOS ESTRIBOS EN EL COMPORTAMIENTO SISMICO DE LOS ELEMENTOS DE HORMIGON ARMADO

El presente estudio explora el comportamiento de amarras y soldadura de estribos inclinados en 45° y estribos rectos en 90° en elementos de hormigón armado sometidos a solicitación sísmica. El caso de mayor interés se da en vigas que tienen como armadura transversal estribos inclinados, aquí la componente horizontal de la fuerza inclinada de los estribos tiende a desplazarlos a lo largo de las barras longitudinales, especialmente cuando el recubrimiento está muy dañado o ya no existe, afectando la resistencia al corte. Para investigar el problema se construyeron y ensayaron nueve vigas en voladizo de hormigón armado con diversas configuraciones de armadura transversal amarradas y soldadas, representando uniones exteriores viga-columna de marcos dúctiles, todas fueron ensayadas bajo solicitación sísmica en el Laboratorio de Ingeniería Sismorresistente de la UTFSM. Las dimensiones de las vigas fueron 50 [cm] x 13,5 [cm] x 7,5 [cm] ancladas en un segmento de columna de 50 [cm] x 31 [cm] x 11,1 [cm], y pueden considerarse a 1/3 de la escala real. Se construyeron vigas con estribos rectos, y vigas con estribos inclinados. Algunas de ellas con estribos convencionales con gancho sísmico, otras sin gancho sísmico y con los extremos soldados configurando un cerco continuo, otras con los estribos amarrados a las barras longitudinales de la forma convencional y otras con los estribos soldados a éstas. En todas estas probetas la armadura longitudinal fue con barras de acero soldable CAPSOL A630 – 420S de 8 [mm], mientras que la armadura transversal fue con acero AT56 – 50H, excepto en las últimas probetas construidas en que la armadura transversal fue de acero inoxidable de diámetro 3 [mm]. Eliminar el gancho sísmico y fabricar los estribos en forma de cerco soldados facilitó la confección de la armadura en su conjunto, aparte de mejorar el confinamiento del hormigón en las etapas finales de los ensayos, retardando significativamente el colapso. Los mejores resultados se obtuvieron con armadura transversal en 45°, con estribos soldados en forma de cercos, amarrados a la armadura longitudinal y no soldados a esta última. La mayoría de las vigas con estribos soldados a la armadura longitudinal cortó alguna de sus barras principales de refuerzo en los ciclos de 25 [mm], causando una falla catastrófica del conjunto antes de llegar a la etapa final del programa de carga. Al parecer, la explicación es que, como las soldaduras fueron realizadas en condiciones normales de obra y sin ninguna preparación especial, las propiedades resistentes del acero A630 – 420S quedaron afectadas considerablemente.
 This study compares the behavior of tie wire assembled reinforcement versus soldered reinforcement of 45 deg. stirrups and 90 deg. stirrups reinforced concrete elements subjected to seismic solicitation. Inclined stirrups in beams are the most interesting case because the horizontal component of the force, taken by the inclined stirrups, may displace them along the horizontal main bars, specially when concrete cover is lost. Consequently, shear resistence of the element.may be affected. In this work, nine reinforced concrete cantilever beams with different configurations of transverse reinforcement, some of them tied to the main reinforcement as it is usually done, and soldered to the main reinforcement the others, were constructed and tested under seismic solicitation at the Earthquake Design Lab. of the UTFSM. The cantilever beams were joined to column segments configuring exterior beam-column joints of seismic reinforced concrete frames. Dimensions of beams were 50 [cm] x 13,5 [cm] x 7,5 [cm] and dimensions of column segments were 50 [cm] x 31 [cm] x 11,1 [cm]. Actually, they can be considered 1/3 scale models of the real structure. All main reinforcement were made with weldable CAPSOL A630-420S steel bars, and most transverse reinforcement were made using AT56-50H (ACMA mesh) steel bars. Excellent results were obtained using 45 deg. Inclined stirrups wire-tied and not soldered to main longitudinal reinforcement. Displacement of stirrups were not important. Most beams with stirrups soldered to main reinforcement cut their longitudinal bars before the end of the test program, suffering catastrofic failure. The reason for that seems to be that CAPSOL steel bars require special preparation before being soldered, difficult to get in common construction practice.