Resistencia a tracción y costo de empalme mecánico roscado diseñado en barras de acero corrugado grado 60

Abstract

La actividad de armado y habilitación de acero de refuerzo presenta un alto índice de desperdicio, debido a que los cortes y traslapes requieren de acero adicional embebido en el concreto y generan retazos de acero que no pueden ser utilizados. En la actualidad, la norma técnica peruana de Concreto Armado E.060 considera la posibilidad de empalmar barras de acero con conectores mecánicos como una alternativa frente al traslapado; sin embargo, la mayoría de los conectores mecánicos comerciales presentan un costo muy elevado en comparación al traslapado, por lo que comúnmente se emplea este último. En la presente investigación se plantea diseñar y fabricar empalmes mecánicos roscados con retazos de barras de acero corrugado empleando un torno paralelo; desarrollándose y analizándose empalmes para barras de acero de diámetro nominal igual a 12.7mm (1/2”), 15.9mm (5/8”) y 19.1mm (3/4”). Para determinar la resistencia, se diseñaron y fabricaron empalmes mecánicos variando el diámetro de roscado; se ensayó a tracción un total de 15 probetas y se comparó los resultados con la resistencia mínima admisible establecida en la norma E.060. Se concluyó que la resistencia a tracción no era favorable debido a que al roscar la barra de acero se redujo considerablemente su sección; por lo que se dedujo una expresión calibrada para dimensionar el diámetro de roscado que garantice una capacidad de resistencia mayor a la mínima admisible. Para determinar el costo de empalmes, se analizó el proceso de fabricación y habilitación de empalmes considerando costos de los insumos para todo tipo de proyecto; se concluyó que el costo de los empalmes diseñados es mayor al costo del traslapado, pero menor al costo de empalmes con conectores mecánicos comerciales.

The activity of assembling and installing reinforcing steel presents a high rate of waste, because cuts and overlaps require additional steel embedded in the concrete and generate scraps of steel that cannot be used. Currently, the Peruvian technical standard for Reinforced Concrete E.060 considers the possibility of splicing steel bars with mechanical connectors as an alternative to overlapping; However, most commercial mechanical connectors have a very high cost compared to overlapping, so the latter is commonly used. In this research, the aim is to design and manufacture threaded mechanical joints with scraps of corrugated steel bars using a parallel lathe; developing and analyzing splices for steel bars with nominal diameters equal to 12.7mm (1/2”), 15.9mm (5/8”) and 19.1mm (3/4”). To determine the resistance, mechanical splices were designed and manufactured by varying the threading diameter; A total of 15 specimens were tested in traction and the results were compared with the minimum admissible resistance established in standard E.060. It was concluded that the tensile strength was not favorable because when threading the steel bar its section was considerably reduced; Therefore, a calibrated expression was deduced to size the threading diameter that guarantees a resistance capacity greater than the minimum admissible. To determine the cost of splices, the process of manufacturing and enabling splices was analyzed considering input costs for all types of projects; It was concluded that the cost of designed splices is higher than the cost of overlapping, but lower than the cost of splices with commercial mechanical connectors.