Límites del refuerzo de elementos a compresión: ¿cuáles son los límites de cuantía y el número mínimo de barras longitudinales según la Norma E.060?

10.9.1 El área de refuerzo longitudinal total, Ast, para elementos en compresión no compuestos no debe ser menor que 0,01 ni mayor que 0,06 veces el área total, Ag, de la sección transversal.¹

10.9.2 El número mínimo de barras longitudinales en elementos sometidos a compresión debe ser:²

• 4 barras para barras dentro de estribos circulares o rectangulares.

• 3 barras para barras dentro de estribos triangulares.

• 6 barras para barras rodeadas por espirales que cumplan con 10.9.3.

10.9.3 La cuantía volumétrica del refuerzo en espiral, ρs, no debe ser menor que el valor dado por:³

\rho_s = 0,45\left(\frac{A_g}{A_{ch}}-1\right)\frac{f'_c}{f_{yt}}

El valor de fyt (esfuerzo de fluencia del acero de la espiral) utilizado en la ecuación no debe ser mayor de 700 MPa. Para fyt > 420 MPa, no deben usarse empalmes traslapados de acuerdo con 7.10.4.5(a).

Notas

¹ Área de refuerzo longitudinal (Ast).

• El límite inferior (1 % de Ag) garantiza una capacidad mínima resistente y ductilidad.

• El límite superior (6 % de Ag) evita congestión de acero, dificultades de colocación del concreto y problemas constructivos.

² Número mínimo de barras.

• La cantidad mínima depende del sistema de confinamiento (estribos o espiral).

• Su objetivo es asegurar una distribución uniforme del refuerzo y un comportamiento estructural adecuado frente a cargas de compresión.

³ Cuantía del refuerzo en espiral.

• Ag: área total de la sección transversal.

• Ach: área del núcleo de concreto medida hasta el exterior de la espiral.

• f'c: resistencia especificada a la compresión del concreto.

• fyt: esfuerzo de fluencia del acero de la espiral (máximo 700 MPa para esta ecuación).

• La fórmula establece el confinamiento mínimo que debe proporcionar la espiral para mejorar el comportamiento del núcleo de concreto.

Ejemplo práctico

Se diseña una columna de concreto armado de 40 × 40 cm con estribos rectangulares.

• Área total: Ag = 1600 cm².

• El refuerzo longitudinal debe estar entre:

  • Ast mínimo = 0,01 × 1600 = 16 cm².

  • Ast máximo = 0,06 × 1600 = 96 cm².

• Al utilizar estribos rectangulares, la columna debe contar con al menos 4 barras longitudinales.

• Si en lugar de estribos se emplea una espiral, deberá verificarse que la cuantía volumétrica de la espiral cumpla la ecuación indicada y que el valor de fyt utilizado no exceda 700 MPa, además de evitar empalmes traslapados cuando fyt > 420 MPa.