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Importancia de la ductilidad
La Ductilidad es una característica de los aceros para hormigón armado muy deseable en todos los casos e imprescindible en unas situaciones determinadas, como es el caso de estructuras sometidas a solicitaciones de tipo sísmico, dinámicas o de impacto. Una ductilidad elevada junto con las restantes características exigidas a este acero, proporciona las condiciones adecuadas para que las zonas plastificadas (rótulas) que se formen en la estructura dispongan de una capacidad de giro suficiente y compatible con las exigencias de deformación de la estructura para poder seguir admitiendo solicitaciones hasta que se alcance el mecanismo de colapso de la misma.

La reglamentación española vigente (Instrucción de hormigón estructural EHE) exige que en el caso de estructuras sometidas a acciones sísmicas se deberán emplear armaduras pasivas elaboradas con acero corrugado soldable con características especiales de ductilidad: B 400 SD y B 500 SD.

Las barras de acero corrugado que Celsa Barcelona fabrica para España cumplen con todos los requisitos exigibles a los aceros corrugado soldables con características especiales de ductilidad.


Características mecánicas
B 400 SD

Celsa Atlantic fabrica el acero normalizado B 400 SD, según la UNE 36065 EX y la Instrucción de hormigón estructural EHE:

  1. La letra B indica el tipo de acero (acero para hormigón armado).

  2. El número 400 indica el valor del límite elástico nominal garantizado, expresado en MPA.

  3. Las letras SD indican la condición de soldable y las características especiales de ductilidad

  1. Límite elástico (fy) (1) ≥ 400 MPA.
  2. Resistencia a la tracción (fs). ≥ 480 MPA.
  3. Relación fy real / fy nominal1,20
  4. Aptitud al doblado - desdoblado.
  5. Relación: Carga unitaria de rotura / límite elástico 1,20 ≤ ( fs / fy ) ≤ 1,35
  6. Alargamiento de rotura, (ε u,5) ≥ 20%
  7. Alargamiento total bajo carga máxima máx) ≥ 7,5 %
Los parámetros de ductilidad (ε u,5, ε máx y fs / fy) son muy superiores a los de un acero B 400 S.



B 500 SD

Las barras B500 SD que fabrica Celsa Atlantic se corresponden con el acero normalizado B 500 SD, según UNE 36065 EX y la Instrucción de hormigón estructural EHE:
  1. La letra B indica el tipo de acero (acero para hormigón armado).

  2. El número 500 indica el valor del límite elástico nominal garantizado, expresado en MPA.

  3. Las letras SD indican la condición de soldable y las características especiales de ductilidad.

  1. Límite elástico (fy) (1) ≥ 500 MPA.
  2. Carga unitaria de rotura ((fs). ≥ 575 MPA.
  3. Relación fy real / fy nominal1,25
  4. Aptitud al doblado - desdoblado.
  5. Relación: Carga unitaria de rotura / límite elástico 1,15 ≤ ( fs / fy ) ≤ 1,35
  6. Alargamiento de rotura (ε u,5) ≥ 16%
  7. Alargamiento total bajo carga máxima máx) ≥ 7,5 %
Los parámetros de ductilidad (ε u,5, ε máx y fs / fy) son sic_pdf.guperiores a los de un acero B 500 S.

Comparación de curvas de tensión
Deformación entre aceros: B 500 S y B 500 SD

Graph Barra 01


Fatiga
La fatiga es un fenómeno que provoca la rotura del acero sin llegar a alcanzarse la resistencia a tracción del material, por la actuación cíclica de la solicitación, como puede ocurrir en puentes por ejemplo.

Las barras fabricadas por Celsa Atlantic de calidad B 500 SD y B 400 SD respectivamente, cumplen los requisitos relativos al comportamiento frente a la fatiga exigidos por la Norma UNE 36065 EX y la Instrucción de hormigón estructural EHE.



Cargas cíclicas
Al hablar de cargas cíclicas, nos referimos a los casos en que las tensiones en el acero pasan repetidamente de ser tracciones a ser compresiones, de forma que se generan los llamados ciclos completos de histéresis.

Gráfica del Ciclo de Histéresis

Graph Barra 02


El comportamiento que experimenta el acero cuando es solicitado por tensiones cíclicas o repetidas y de signo cambiante (tracciones-compresiones), como es el caso de las generadas por el sismo, es muy diferente del descrito para la fatiga en el apartado anterior.

Esta alternancia en el signo de las tensiones de las armaduras produce un efecto destructivo del acero muy superior al que genera la fatiga.

Estas solicitaciones constituyen un modelo aproximado de una acción de tipo sísmico, en la cual, las armaduras pasan de estar traccionadas a estar comprimidas por el cambio en el sentido de las acciones.

En estos casos deben realizarse ensayos con ciclos de histéresis completos, en los que se han de fijar como variables:
  1. la variación de tensión (tracción-compresión) en cada ciclo, o
  2. la variación de las deformaciones (alargamiento-acortamiento) impuesta en cada ciclo.
En definitiva, hay que definir las leyes σ - t ó ε - t. .

El comportamiento de los aceros frente a este tipo de solicitaciones está lógicamente relacionado con su Ductilidad. Una elevada ductilidad puede evitar colapsos.



Gama de fabricación
Diámetro nominal (mm) ø6 ø8 ø10 ø12 ø16 ø20 ø25 ø32 ø40
Sección útil (cm2) 0,283 0,503 0,785 1,131 2,01 3,14 4,91 8,04 12,57
Peso (Kg/m) 0,222 0,395 0,617 0,888 1,578 2,465 3,854 6,311 9,867


Aplicaciones
En general los aceros B 400 SD y B 500 SD de Celsa Atlantic pueden emplearse en cualquier tipo de obra, ya que su alta ductilidad constituye una reserva de seguridad adicional que siempre es deseable, haciéndose imprescindible en cierto tipo de obras como a las que a continuación se enumeran:
  1. Estructuras sometidas a solicitaciones sísmicas.

    Frente a este tipo de solicitaciones la respuesta de la estructura está muy condicionada por la ductilidad del acero ya que, en esta situación excepcional es fundamental la capacidad de adaptación de la estructura pues se sobrepasan las fases elásticas del acero y se precisa de la máxima reserva de energía posible

  2. Estructuras calculadas con un método de cálculo no lineal o en las que se admitan redistribuciones limitadas de esfuerzos.

    En particular, en las estructuras hiperestáticas es necesario disponer armaduras que dispongan de la ductilidad suficiente para poder garantizar los grados de redistribución esperados.

  3. Estructuras solicitadas por acciones difíciles de cuantificar, ya sea por la naturaleza de dichas acciones o por el insuficiente conocimiento sobre sus efectos en la estructura considerada.

    Estas acciones pueden ser:

    Solicitaciones dinámicas, explosiones, de impacto, relacionadas con efectos de retracción o fluencia y sobrecargas accidentales.

    En definitiva, el empleo del acero de ductilidad especial es adecuado en aquellas estructuras en donde la prevención de una rotura frágil y sin aviso evite pérdidas importantes

  4. Estructuras en donde el riesgo de incendio sea grande.

    Un acero dúctil tiene una respuesta frente al fuego mejor que un acero laminado en frío, ya que sufre una menor pérdida de resistencia y admite mayores deformaciones.

    Así, si por la acción del fuego una sección de una estructura dúctil plastifica generando una rótula, las secciones colindantes se adaptan y retrasan el colapso de la estructura mejor que si la estructura fuera frágil.

  5. Estructuras existentes en donde se prevé un cambio de uso, o bien, estructuras antiguas que deben ser rehabilitadas.

    En estas situaciones puede ser conveniente el realizar una redistribución limitada de esfuerzos para trasladar la ley de momentos flectores con el fin de aprovechar al máximo la capacidad resistente de la estructura original y al mismo tiempo minimizar las operaciones de refuerzo, o que éstas se realicen en las zonas de mayor facilidad de ejecución.


Tablas de secciones y capacidades mecánicas (PDF)
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