Calculadora de Varillas de Refuerzo

¿Qué es una calculadora de varillas de refuerzo?

Una calculadora de varillas de refuerzo determina la parrilla de acero de una losa de hormigón. El hormigón resiste bien la compresión pero es débil a tracción, por lo que una losa se refuerza con una malla de barras de acero colocadas en ángulo recto entre sí. Esta calculadora toma las dimensiones de la losa, la separación de esa parrilla, el recubrimiento que se deja en los bordes y el tamaño de la varilla, y devuelve las tres cifras que realmente necesita para pedir y colocar el acero: cuántas varillas van en cada dirección, la longitud lineal total de varilla y el peso total de acero.

Los proveedores venden la varilla por peso o por longitud de barra, mientras que el plano especifica una parrilla: por eso las cifras de longitud total y peso total son las que convierten una separación sobre el papel en un pedido que se puede presupuestar.

¿Cómo funciona la calculadora?

Introduzca la longitud de la losa y la anchura de la losa, la separación de las varillas (la distancia entre ejes de la parrilla, habitualmente 12 in o 30 cm) y el recubrimiento de borde (la distancia desde el borde de la losa hasta la primera varilla, habitualmente 3 in o 7,5 cm). Después elija el tamaño de la varilla.

La calculadora reduce cada lado en dos veces el recubrimiento para obtener el vano reforzado, divide ese vano entre la separación, redondea hacia abajo y suma uno — el recuento del “poste de valla”, porque una parrilla con $n$ huecos necesita $n + 1$ varillas. Lo hace una vez en cada dirección, multiplica cada número de varillas por la longitud de las varillas en esa dirección y suma los dos totales. Por último multiplica la longitud total por la masa unitaria de la varilla elegida para obtener el peso del acero.

Cada medida tiene su propio selector de unidades, así que puede introducir la losa en metros y la separación en pulgadas si así lo indica el plano: la calculadora lo convierte todo internamente. La longitud total se lee en metros, pies, yardas y más; el peso total en kilogramos, libras, toneladas o toneladas cortas.

Fórmulas

Tome la longitud de la losa $L$, la anchura $W$, la separación de la parrilla $s$ y el recubrimiento de borde $c$. Al reducir un lado por el recubrimiento en ambos bordes se obtiene el vano reforzado, de modo que el número de varillas repartidas a lo largo del largo es:

$$n_L = \left\lfloor \frac{L - 2c}{s} \right\rfloor + 1$$

y el número repartido a lo largo del ancho es:

$$n_W = \left\lfloor \frac{W - 2c}{s} \right\rfloor + 1$$

La función suelo redondea hacia abajo a un número entero de huecos, y el $+ 1$ añade la varilla que cierra el último hueco. Fíjese en el cruce: las $n_L$ varillas contadas a lo largo del largo corren en el sentido del ancho, así que cada una mide $W - 2c$, y las $n_W$ varillas corren en el sentido del largo con $L - 2c$ de longitud. La longitud lineal total de varilla $T$ es por tanto:

$$T = n_L \times (W - 2c) + n_W \times (L - 2c)$$

Con una masa unitaria $m$ para el tamaño de varilla elegido, el peso total de acero $M$ es:

$$M = T \times m$$

Tamaños de varilla y masa unitaria

El desplegable de tamaños incluye las cuatro medidas de varilla más habituales en losas, con las masas nominales publicadas en la norma ASTM A615/A615M, el estándar estadounidense para barras de refuerzo de acero al carbono. La norma publica una masa métrica en kg/m y un peso en libras-pulgada en lb/ft, y por eso las dos columnas difieren ligeramente en el último dígito en lugar de convertirse exactamente la una en la otra.

El número de la varilla es el diámetro en octavos de pulgada: una varilla #4 mide 4/8 in, es decir, 1/2 in. La calculadora usa internamente la columna de kg/m y convierte a la unidad de peso que seleccione. Los resultados son una estimación basada en esta tabla publicada; un plano estructural siempre prevalece.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1: una losa de 6 m × 4 m con parrilla de 300 mm

Una losa mide 6 m de largo y 4 m de ancho, reforzada con varilla #4 en una parrilla de 0,3 m y con 0,075 m de recubrimiento en los bordes. Los vanos reforzados son $6 - 2 \times 0.075 = 5.85$ m y $4 - 2 \times 0.075 = 3.85$ m.

$$n_L = \left\lfloor \frac{6 - 2 \times 0.075}{0.3} \right\rfloor + 1 = \lfloor 19.5 \rfloor + 1 = 20$$ $$n_W = \left\lfloor \frac{4 - 2 \times 0.075}{0.3} \right\rfloor + 1 = \lfloor 12.83 \rfloor + 1 = 13$$

Las 20 varillas contadas a lo largo del largo corren en el sentido del ancho con 3,85 m cada una, y las 13 varillas contadas a lo largo del ancho corren en el sentido del largo con 5,85 m cada una:

$$T = 20 \times 3.85 + 13 \times 5.85 = 77 + 76.05 = 153.05 \, \text{m}$$ $$M = 153.05 \times 0.996 = 152.44 \, \text{kg}$$

Así que la losa lleva 20 varillas en un sentido y 13 en el otro: 153,05 m de varilla #4, con un peso aproximado de 152,44 kg (336,07 lb).

Ejemplo 2: una losa de 20 ft × 10 ft con parrilla de 12 in

Una losa mide 20 ft de largo y 10 ft de ancho, reforzada con varilla #4 en una parrilla de 12 in (1 ft) y con 3 in de recubrimiento. Los vanos reforzados son 19,5 ft y 9,5 ft.

$$n_L = \left\lfloor \frac{19.5}{1} \right\rfloor + 1 = 20$$ $$n_W = \left\lfloor \frac{9.5}{1} \right\rfloor + 1 = 10$$ $$T = 20 \times 9.5 + 10 \times 19.5 = 190 + 195 = 385 \, \text{ft}$$

Son 385 ft de varilla #4, con un peso aproximado de 257,67 lb (116,88 kg). Observe cuánto acero cuesta la parrilla: reducir a la mitad la separación hasta 6 in duplicaría aproximadamente ambas cifras.

Notas prácticas

• La separación es entre ejes. La medida de la parrilla en un plano se toma de eje a eje de varilla, no entre las caras de varillas contiguas. Introdúzcala así aquí.
• El recubrimiento de borde no es el recubrimiento inferior. El recubrimiento de esta calculadora es el retranqueo horizontal desde el borde de la losa hasta la primera varilla. El recubrimiento de hormigón bajo la malla — la profundidad del acero dentro del vertido — es un requisito estructural aparte y no cambia el número de varillas.
• Pida en longitudes comerciales y prevea los solapes. La varilla se vende en longitudes fijas (habitualmente 20 ft o 6 m y 12 m). Una varilla más larga que la comercial debe empalmarse, y un empalme por solape suele superponerse 40 o más diámetros de varilla: ese solape es acero adicional que esta calculadora no añade, así que amplíe el pedido en losas grandes.
• Añada merma por cortes y doblados. Cortar las varillas a medida y doblarlas en los bordes deja recortes. Un pequeño margen sobre la longitud calculada evita quedarse corto.
• Compruebe también el hormigón. Una vez definido el acero, use la calculadora de hormigón para obtener el volumen de vertido y el número de sacos de la misma losa.