03)CONCRETO ARMADO SEMANA 3 (28-03-14).pdf

ING. NATIVIDAD

28/03/2016MSc. Ing. Natividad Sánchez Arévalo

CONTENIDO

1. CONTINUA CONOCIMIENTOS ADICIONALES DE SIMPLIFICACIONES ESTRUCTURALES Y METRADOS DE CARGAS

2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CONCRETO

3. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL CONCRETO

ING. NATIVIDAD


1. CONTINUA CONOCIMIENTOS ADICIONALES DE SIMPLIFICACIONES

ESTRUCTURALES Y METRADOS DE CARGAS

ING. NATIVIDAD

COEFICIENTES DEL ACI: Este método, reconocido , por la Norma , permite

calcular momentos y fuerzas cortantes para el diseño de elementos

continuos. Se puede utilizar como alternativa al análisis estructural de

pórticos para cargas de gravedad. Es aplicable a:

•Vigas continuas, aligerados o losas armadas en una dirección.

•Deben de haber dos o más tramos de luces más o menos iguales. La luz del

tramo mayor, de dos adyacentes, no debe exceder en más del 20% de la luz

del menor (L mayor ≤ 1.2 L menor).

•Elementos prismáticos de sección constante

•La carga viva no debe exceder de tres veces la carga muerta.

•Solo debe haber cargas uniformemente distribuidas. Las cargas muertas y

vivas uniformemente distribuidas en cada uno de los tramos tienen la misma

intensidad.

•El pórtico al cuál pertenece la viga bajo análisis, debe estar arriostrado

lateralmente sin momentos importantes debidos al desplazamiento lateral de

la estructura producido por la carga de gravedadING. NATIVIDAD


Vigas de pórticos monolíticos. Los coeficientes se multiplican x (wln²)

Vigas con apoyos simples. Los Coeficientes se multiplican x (wln²)

EL MÉTODO APROXIMADO DE LOS COEFICIENTES DEL ACI

NTE-060

(8.3.4)NTENTE-060 (8.3.4)NTE

ING. NATIVIDAD


ING. NATIVIDAD

28/03/2016

COEFICIENTES DEL ACI EN VIGAS CONTINUAS UNIDAS MONOLÍTICAMENTE

A COLUMNAS

Los momentos«A», dependendel grado derigidez de lascolumnas conrespecto a las

vigas

Cada coeficiente debe multiplicarse por w ln2

ING. NATIVIDAD

28/03/2016

Tomando como ejemplo el primer caso, los coeficientespara momentos negativos en los apoyos de los tramosEXTERNOS, debe analizarse tomando en cuenta la relaciónde rigidez «R» en flexión entre la columna y la viga que seencuentran en un nudo.

Si:

R columna

R viga≤ 8; entonces A=1/16

R columna

R viga˃ 8; entonces A=1/12

Para momento de

empotramiento

(No hay giro)

Para momento de semi

empotramiento

(restringe parcialmente

el giro)

Ochoa Laguna J.

MSc. Ing. Natividad Sánchez Arévalo

ING. NATIVIDAD

28/03/2016

R columna

R viga≥ 8; garantiza el apoyo empotrado

Al darse el caso de que:

≈

≈6 6

6 6

R columna

R viga< 8; garantiza el apoyo empotrado

Ochoa Laguna J.


ING. NATIVIDAD


Según la Norma E.060, Se puede utilizar el método decoeficientes del ACI, para vigas con apoyos simples y vigas depórticos monolíticos. Solo variaran los momentos flectores enlos apoyos extremos.

En resumen:

Momentos negativos en los apoyos extremos:. En apoyos simples: w*ln²/24. En apoyos de columnas: w*ln²/16. En apoyos muy rígidos: w*ln²/12IN

G. NATIVIDAD


METODOS APROXIMADO DE LOS COEFICIENTESFuerzas cortantes

(Lermo C., 2016)ING. NATIVIDAD


LAS CARGAS VIVAS SIEMPRE

ESTARAN VARIANDO EN CANTIDAD Y

UBICACION EN LOS DIFERENTES

PAÑOS QUE COMPRENDE UNA LOSA

ORIGINANDO EN MUCHOS CASOS

CONDICIONES DESFAVORABLES

PARA EL DISEÑO.

EL DISEÑADOR DEBE TENER EN

CUENTA ESTE HECHO

CONSIDERANDO DIFERENTES

CONDICIONES DE UBICACIÓN DE

LAS SOBRECARGAS OPARA PODER

ENCONTRAR LOS MONENTOS

FLECTORES NEGATIVOS Y

POSITIVOS MAS DESFAVORABLES.

CONSIDERACION DE LA ALTERNANCIA DE CARGAS VIVAS EN LAS LOSAS



LA ALTERNANCIA DE CARGAS VIVAS CONSIDERA LOS MOMENTOS POSITIVOS Y

NEGATIVOS MAXIMOS PARA LAS SITUACIONES MAS DESFAVORABLES. CUANDO SE

USA EL METODO DE COEFICIENTES DEL ACI, LA ALTERNANCIA YA ESTA INCLUIDA. SI

NO SE PUEDE USAR EL METODO DEL ACI, EL DISEÑADOR ESTA OBLIGADO A

CONSIDERAR EN SU ANALISIS LA ALTERNANCIA DE CARGAS.

Cumple con el equilibrio de

fuerzas

No cumple con el equilibrio de

fuerzasING. NATIVIDAD

MSc. Ing. Natividad Antonieta Sánchez Arévalo

ALGUNOS EJEMPLOS DE METRADO DE CARGAS

ING. NATIVIDAD


ING. NATIVIDAD

Se evaluara la transmisión de cargas

ING. NATIVIDAD


ING. NATIVIDAD

V. P. 25x55

V. P. 25x55

V. P

. 2

5x

55

V. P

. 2

5x

55

V.

Am

arre

V. CH. 25x20

V. CH. 25x20

V. C

H. 2

5x2

0


H

v

ING. NATIVIDAD

V. P. 25x55

V. P. 25x55

V. P

. 2

5x

55

V. P

. 2

5x

55

V.

Am

arre

V. CH. 25x20

V. CH. 25x20

V. C

H. 2

5x2

0


H

v

ING. NATIVIDAD


ING. NATIVIDAD

CARGA

(kg/m.)

Cargas muertas

Peso propio de la viga 0.40x0.60x2400

=576

Peso del aligerado: 5x 300 = 1500

Peso del piso terminado: 5.4x 100 = 540

CARGA VIVA:

Peso de la sobrecarga: 5.4 x 350 = 1890

TOTAL 4506 kg/m


ING. NATIVIDAD

Para la planta

típica mostrada en

la figura se pide

metrar las cargas

que actúan en la

viga 1

Nº DE PISOS 3

Altura del piso 3 m.

Peso del

aligerado

(e=0.20 m)

300 kg/m2

Peso del piso

terminado100 kg/m2

Peso unitario

del concreto2400 kg/m3

S/C aulas 350 kg/m2


ING. NATIVIDAD


ING. NATIVIDAD




ING. NATIVIDAD


ING. NATIVIDAD

CARGA

(kg/m.)

CARGA MUERTA:

Peso propio de la viga 0.40x0.60x2400 =576

Peso del aligerado: 2.5x 300 = 750


CARGA VIVA:


TOTAL 2631 kg /m

CARGA MUERTA:

Peso propio de la viga 0.40x0.60x2400 =576

Peso del aligerado: 0.80x 300 = 240


CARGA VIVA:


TOTAL 1356 kg/m


ING. NATIVIDAD

Cargas muertas

Peso propio de la viga 0.40 x 0.60 x 2400 = 576

Peso del aligerado: 0.80 x 300 = 240

Peso del piso terminado: 1.20 x 100 = 120

CARGA VIVA:


TOTAL 1356 kg/m


ING. NATIVIDAD

CARGA PUNTUAL = total de carga en la viga mandil * influencia de la

viga mandil

=1356 kg/m x 2.9 m = 3932.4 kg


ING. NATIVIDAD

Cargas muertas

Peso propio de la viga 0.40 x 0.60 x 2400 = 576

Peso del aligerado: 0.80 x 300 = 240

Peso del piso terminado: 1.20 x 100 = 120

CARGA VIVA:


TOTAL 1356 kg/m


ING. NATIVIDAD


ING. NATIVIDAD


METRADO DE COLUMNAS CON EL MÉTODO ISOSTÁTICO

ING. NATIVIDAD


Se asume en forma aproximada que concurren vigas isostáticas en cada dirección. El peso que llega a las columnas son la suma de las reaciones que llegan a ella en las 02 direcciones. Esto es aproximado, no es tan real.

ING. NATIVIDAD


METRADO DE COLUMNAS CON EL MÉTODO HIPERESTÁTICO

ING. NATIVIDAD


Lo que Realmentees

ING. NATIVIDAD


En realidad para Metrar se deben sumar las fuerzas cortantes que se generan con los momentos flectores.Pero se usa el método isostático por ser mas rápido y su aproximación en un rango del 14%IN

G. NATIVIDAD

ING. NATIVIDAD

1.2 cm

.012

ING. NATIVIDAD

ING. NATIVIDAD

ING. NATIVIDAD

ING. NATIVIDAD

ING. NATIVIDAD


VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CONCRETO

ING. NATIVIDAD

Adaptabilidad para conseguir diversas formas arquitectónicas.


ING. NATIVIDAD

¡Posibilidad de conseguir rigidez ante cargas de gravedad y laterales!

La rigidez, es la capacidad que tiene una estructura para oponerse a la deformación ante la acción de una fuerza o sistema de fuerzas.


ING. NATIVIDAD

¡Posibilidad de conseguir resistencia!

Rígida pero sin Resistencia a las fuerzas cortantes laterales de sismo

Flexible pero resistente

resistente

No resistente


ING. NATIVIDAD

¡Posibilidad de conseguir ductilidad!


ING. NATIVIDAD


ING. NATIVIDAD

Factibilidad para lograr diafragmas rígidos horizontales.

H

H/

3

H/

3

H/

3

Techo rígido


ING. NATIVIDAD

Capacidad resistente a los esfuerzos de: flexión, compresión, tracción, corte ,torsión. (Algunas adaptaciones del REM PUCP)


ING. NATIVIDAD

Durabilidad.


ING. NATIVIDAD

Resistencia al fuego.

Una estructura deconcreto armadonormal, tiene unaresistencia al fuegoentre 1 a 3 horas.Una estructura deacero no esresistente al fuego


ING. NATIVIDAD

VINCULO MONOLITICO VINCULO NO MONOLITICO


POSIBILIDAD DE CONSEGUIR VINCULOS MONOLITICOS

ING. NATIVIDAD

Están asociadas al peso de los elementos que se requieren en las edificaciones por su gran altura; Por ejemplo, si se tienen luces grandes o volados grandes, las vigas o losas resultan de dimensiones grandes.


ING. NATIVIDAD

Asimismo, elementos

arquitectónicos (no

estructurales) como

cornisas, tabiques, o

muebles pueden ser

cargas gravitatorias

importantes y

además, aumentan

la fuerza sísmica por

su gran masa.


ING. NATIVIDAD

También, su adaptabilidad al logro de formas diversas ha

traído como consecuencia configuraciones arquitectónicas

muy modernas e impactantes, pero con deficiente

comportamiento sísmico.


ING. NATIVIDAD

2


ING. NATIVIDAD


PROPIEDADES MECÁNICAS DEL CONCRETO

ING. NATIVIDAD

El concreto esta constituido por

una mezcla de: cemento, agregado

fino, agregado grueso, agua. En

algunas ocasiones será necesario

agregarle: aire y aditivos.

ING. NATIVIDAD

El cemento una vez hidratado genera la

adhesión química entre los componentes.

Los aditivos son usados como acelerantes de

fragua, plastificantes del concreto, y entre

otros como incorporadores de aire para

concretos que van ha estar sometidos a

proceso de hielo y deshielo.

ING. NATIVIDAD

El concreto

es muy

bueno para

resistir

esfuerzos

de

compresión,

mas no los

de tracción.

ING. NATIVIDAD


ING. NATIVIDAD


ING. NATIVIDAD


ING. NATIVIDAD

Estos parámetros son obtenidos através del ensayo de un cilindro

estándar de 6” (15 cm) de diámetro y

12” (30 cm)de altura.

La resistencia del concreto f`c, es

la obtenida a los 28 días

Los controles de calidad se

pueden hacer en menores tiempos .

f’c 7 = 0.67 f’c 28

28

'' )(85.04

)( ctc ft

tf

ING. NATIVIDAD

Factores que afectan la

resistencia f’c

A) RESISTENCIA DE LOS AGREGADOS Y LA

RESISTENCIA DE LA PASTA DE CEMENTO que

contribuye en el grado de unión pasta de

cemento – agregado . Es decir la probeta

ensayada puede romperse a través de la

piedra o en la interface agregado-pasta.

ING. NATIVIDAD

B) La relación agua cemento (w/c):

•Para w/c bajo → { reduce porosidad; incrementa

resistencia}

•Para w/c alto → { aumenta porosidad; reduce

resistencia}

w/c ≥ 0.25, para la completa hidratación del cemento. IN

G. NATIVIDAD

C) EL AIRE INCORPORADO en la mezcla a través de

aditivos tiende a reducir la resistencia en

compresión. También el aire que queda atrapado

por mala compactación tiende a reducir la

resistencia.

ING. NATIVIDAD

D) Tipo de cemento:

Generalmente afecta la velocidad con la que se logra f’c. Por

ejemplo, el cemento tipo III es de rápido endurecimiento.

A la edad de un día los concretos fabricados con cemento tipo III exhiben f¨c aproximadamente dos veces mayor que los fabricados con cemento tipo I y a los siete días una resistencia entre 1.2 a 1.5 veces mayor. Los cementos Tipo II, tipo IV y tipo V desarrollan resistencia en tiempos mas lentos que el tipo I.IN

G. NATIVIDAD

TIPO I: De uso general.

TIPO II: De uso general, específicamente

cuando se desea moderadaresistencia a los sulfatos o moderado calor

de hidratación.TIPO III: Cuando se requiere alta

resistencia inicial.

TIPO IV: Cuando se desea bajo calor de

hidratación.TIPO V: Para emplearse cuando se desea

alta resistencia a los sulfatos.ING. NATIVIDAD

e) La gradación y textura de los

agregados:

La gradación → porosidad.La textura → Adherencia del agregado + pasta de cemento .

ING. NATIVIDAD

f) Las condiciones de humedad y

temperatura durante el curado:

Duración del curado. Períodos prolongados de

curado aumentan significativamente la resistencia.

ING. NATIVIDAD

G) Edad del concreto:

Con cemento Tipo I

la resistencia a los 7

días es de 65 a 70%

del f’c; a los 14 días

es del 86% del f’c; a

los 28 días es el 100 %

del f’c.

28

'' )(85.04

)( ctc ft

tf

Donde:•t=edad del concreto en díasIN

G. NATIVIDAD

La resistencia del concreto en la estructura real, es menor que

la resistencia f’c obtenida en el laboratorio por las siguientes

razones:•Las diferencias en la colocación y en la compactación.

•Las diferencias en las condiciones de curado.

•La segregación del agua del concreto colocado en una

estructura real, lo cual origina que la parte superior sea

menos resistente que la parte inferior.

•Las diferencias de forma y tamaño entre los elementos deuna estructura y la probeta de un laboratorio. La probeta

es cilíndrica de 6” x 12” mientras que el elemento real

puede tener cualquier forma y tamaño.

En una probeta la solicitación es prácticamente de

compresión uniforme, mientras que en las estructuras

reales, los esfuerzos generados de compresión son originados

por flexión o flexo compresión. ING. NATIVIDAD

'*2 cffr

Es del 8% al 15% de la resistencia a la

compresión. Sirve para medir la

resistencia al cortante.

De este valor depende la fuerza cortante

resistente.

ING. NATIVIDAD

El modulo de elasticidad de un material es un

parámetro que mide la variación de esfuerzo en

relación a la deformación en el rango elástico.

Es una medida de la rigidez o resistencia a la

deformación de dicho material. El modulo de

elasticidad es la pendiente del diagrama

esfuerzo Normal de T o C - deformación en la

región elástica. Matemáticamente se expresa:

unitarian deformació

compresión o tracción de normal esfuerzoE

ING. NATIVIDAD

El modulo de elasticidad tiene valores

relativamente grandes para materiales muy rígidos.

Ejemplo:

25

CONCRETO

26

ACERO

kg/cm102.0E

kg/cm102.2E

'15000 cfEc

ING. NATIVIDAD

El modulo de Poisson es la relación entre la

deformación lateral y la deformación axial en un

elemento donde actúa una fuerza normal a la

sección del elemento sometido a T o C . Ver figura

Matemáticamente se expresa como:

axialn deformació

lateraln deformació

30.0

15.0

ACERO

CONCRETO

ING. NATIVIDAD

CAMBIOS

VOLUMETRICOS

DEL CONCRETO

ING. NATIVIDAD

CAUSAS

1. DEFORMACIONPLASTICA O

CREEP

2. RETRACCION (CONTRACCION

DE FRAGUA)

3. CAMBIOS DE

TEMPERATURA

ING. NATIVIDAD

Los factores que afectan son: Nivel de esfuerzo al que está sometido el concreto. La

deformación es proporcional al esfuerzo.

Duración de la carga

Resistencia y edad a la cual se aplica la carga

Condiciones ambientales. A mayor humedad del medio ambiente menor deformación plástica

Velocidad de carga

Cantidad y distribución del refuerzo

Tipo y contenido de cemento

Relación agua/cemento Tipo y gradación del agregado

EL creep se presenta únicamente cuando el concretoesta sometido a esfuerzos de compresión o de tracción .El creep es una deformación que se produce en elconcreto en etapa inelástica bajo esfuerzospermanentes, ocurre adicionalmente a lasdeformaciones elásticas y se manifiesta como unaumento continuo de deformaciones.

ING. NATIVIDAD

Reducir el contenido de agua de la

mezcla

Usar agregados no poroso

Curar bien el concreto

Usar juntas de contracción y

construcción en la estructura

Proveer de refuerzo adicional por

temperaturaING. NATIVIDAD

12.00

6.00

3.00

12.00

3.00

12.00

3.85

8.13

8.15

3.87

6.96

5.04

6.00

12.00

12.00

3.00

3.00

Juntas de

construcción

ING. NATIVIDAD

El concreto se expande y se contrae con la

temperatura.

ING. NATIVIDAD

A mayor contenido de carbono, la dureza, la resistencia a la tracción y el límite elástico aumentan. Disminuyen la ductilidad y la tenacidad.

ACERO

Carbono.Manganeso.Silicio.Cromo. Níquel Vanadio.

ING. NATIVIDAD

Varillas corrugadas y alambres • Mallas electro soldadas

ING. NATIVIDAD

Es=2’039,000kg/cm2. Su comportamiento a

la tracción y a la compresión es similar.

Curva esfuerzo -deformación y módulo de elasticidad del acero. (Harmsen)

ING. NATIVIDAD

Documents

03)CONCRETO ARMADO SEMANA 3 (28-03-14).pdf