03)Concreto Armado Semana 3 (28!03!14)

7/25/2019 03)Concreto Armado Semana 3 (28!03!14)

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28/03/2016MSc. Ing. Natividad Snchez Arvalo

CONTENIDO

1. CONTINUA CONOCIMIENTOS ADICIONALES DESIMPLIFICACIONES ESTRUCTURALES Y METRADOS DE CARGAS

2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CONCRETO

3. PROPIEDADES MECNICAS DEL CONCRETO


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1. CONTINUA CONOCIMIENTOSADICIONALES DE SIMPLIFICACIONES

ESTRUCTURALES Y METRADOS DECARGAS


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

calcular momentos y fuerzas cortantes para el diseo de elementos

continuos. Se puede utilizar como alternativa al anlisis estructural de

prticos para cargas de gravedad. Es aplicable a:

Vigas continuas, aligerados o losas armadas en una direccin.

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

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

del menor (L mayor 1.2 L menor).

Elementos prismticos de seccin 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 prtico al cul pertenece la viga bajo anlisis, debe estar arriostrado

lateralmente sin momentos importantes debidos al desplazamiento lateral de

la estructura producido por la carga de gravedad


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Vigas de prticos monolticos. Loscoeficientes se multiplican x (wln)

Vigas con apoyos simples. LosCoeficientes se multiplican x (wln)

EL MTODO APROXIMADO DE LOS COEFICIENTES DEL ACI

NTE-060

(8.3.4)NTENTE-060 (8.3.4)NTE


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7/8728/03/2016

COEFICIENTES DEL ACI EN VIGASCONTINUAS UNIDAS MONOLTICAMENTE

A COLUMNAS

Los momentosA, dependendel grado derigidez de lascolumnas conrespecto a lasvigas

Cada coeficiente debemultiplicarse por w ln2


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Tomando como ejemplo el primer caso, los coeficientespara momentos negativos en los apoyos de los tramosEXTERNOS, debe analizarse tomando en cuenta la relacinde rigidez R en flexin entre la columna y la viga que se

encuentran en un nudo.

Si:R columna

R viga 8; entonces A=1/16

R columna

R viga 8; entonces A=1/12

Para momento deempotramiento

(No hay giro)

Para momento de semiempotramiento

(restringe parcialmenteel giro)

Ochoa Laguna J.

MSc. Ing. Natividad Snchez Arvalo


9/8728/03/2016

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.



10/8728/03/2016MSc. Ing. Natividad Snchez Arvalo

Segn la Norma E.060, Se puede utilizar el mtodo decoeficientes del ACI, para vigas con apoyos simples y vigas deprticos monolticos. Solo variaran los momentos flectores enlos apoyos extremos.

En resumen:

Momentos negativos en los apoyos extremos:. En apoyos simples: w*ln/24. En apoyos de columnas: w*ln/16. En apoyos muy rgidos: w*ln/12



METODOS APROXIMADO DE LOS COEFICIENTESFuerzas cortantes

(Lermo C., 2016)



LAS CARGAS VIVAS SIEMPREESTARAN VARIANDO EN CANTIDAD YUBICACION EN LOS DIFERENTESPAOS QUE COMPRENDE UNA LOSAORIGINANDO EN MUCHOS CASOSCONDICIONES DESFAVORABLESPARA EL DISEO.

EL DISEADOR DEBE TENER ENCUENTA ESTE HECHOCONSIDERANDO DIFERENTESCONDICIONES DE UBICACIN DELAS SOBRECARGAS OPARA PODERENCONTRAR LOS MONENTOSFLECTORES NEGATIVOS YPOSITIVOS MAS DESFAVORABLES.

CONSIDERACION DE LA ALTERNANCIA DE CARGAS VIVAS EN LASLOSAS

(Lermo C., 2016)


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LA ALTERNANCIA DE CARGAS VIVAS CONSIDERA LOS MOMENTOS POSITIVOS YNEGATIVOS MAXIMOS PARA LAS SITUACIONES MAS DESFAVORABLES. CUANDO SEUSA EL METODO DE COEFICIENTES DEL ACI, LA ALTERNANCIA YA ESTA INCLUIDA. SINO SE PUEDE USAR EL METODO DEL ACI, EL DISEADOR ESTA OBLIGADO ACONSIDERAR EN SU ANALISIS LAALTERNANCIA DE CARGAS.

Cumple con el

equilibrio defuerzas

No cumple con elequilibrio de

fuerzas


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MSc. Ing. Natividad Antonieta Snchez Arvalo

ALGUNOS EJEMPLOS DE METRADO DE CARGAS


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Se evaluara la transmisin de cargas


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18/87

V. P. 25x55

V. P. 25x55

V.P.25x55

V.P.25x55

V.Amarre

V. CH. 25x20

V. CH. 25x20

V.CH.25x20


Hv


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V. P. 25x55

V. P. 25x55

V.P.25x55

V.P.25x55

V.Amarre

V. CH. 25x20

V. CH. 25x20

V.CH.25x20


Hv


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CARGA(kg/m.)

Cargas muertas

Peso propio de la viga0.40x0.60x2400

=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



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Para la planta

tpica mostrada enla figura se pidemetrar las cargasque actan en laviga 1

N DE PISOS 3

Altura del piso 3 m.

Peso delaligerado(e=0.20 m)

300 kg/m2

Peso del pisoterminado 100 kg/m2

Peso unitariodel concreto

2400 kg/m3

S/C aulas 350 kg/m2



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(Lermo C., 2016)


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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



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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 = 120CARGA VIVA:


TOTAL 1356 kg/m



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

=1356 kg/m x 2.9 m = 3932.4 kg



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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



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METRADO DE COLUMNAS CON EL MTODO ISOSTTICO

S f


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Se asume en formaaproximada que concurrenvigas isostticas en cadadireccin. El peso que llega alas columnas son la suma de

las reaciones que llegan a ellaen las 02 direcciones.Esto es aproximado, no es tanreal.


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METRADO DE COLUMNAS CON ELMTODO HIPERESTTICO


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Lo queRealmente

es


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En realidad paraMetrar se debensumar las fuerzascortantes que segeneran con losmomentosflectores.Pero se usa el

mtodo isostticopor ser mas rpidoy su aproximacinen un rango del14%


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1.2 cm.012


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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DELCONCRETO


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Adaptabilidad para conseguirdiversas formas arquitectnicas.



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Posibilidad de conseguir rigidez ante cargas degravedad y laterales!

La rigidez, es lacapacidad quetiene unaestructura paraoponerse a la

deformacinante la accin deuna fuerza osistema defuerzas.



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Posibilidad de conseguir resistencia!

Rgida pero sin Resistenciaa las fuerzas cortanteslaterales de sismo

Flexible peroresistente

resistente

No resistente



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Posibilidad deconseguir

ductilidad! 28/03/2016MSc. Ing. Natividad Snchez Arvalo


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Factibilidad para lograr diafragmas rgidos horizontales.

H

H/

3

H/

3

H/

3

Techo rgido



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Capacidad resistente a los esfuerzos de: flexin,compresin, traccin, corte ,torsin. (Algunasadaptaciones del REM PUCP)



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Durabilidad.



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Resistencia al fuego.

Una estructura deconcreto armadonormal, tiene una

resistencia al fuegoentre 1 a 3 horas.Una estructura deacero no es

resistente al fuego


POSIBILIDAD DE CONSEGUIR VINCULOS MONOLITICOS


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VINCULO MONOLITICO VINCULO NO MONOLITICO


POSIBILIDAD DE CONSEGUIR VINCULOS MONOLITICOS


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Estn asociadas alpeso de loselementos que serequieren en lasedificaciones por sugran altura; Porejemplo, si se tienenluces grandes ovolados grandes, las

vigas o losas resultande dimensionesgrandes.



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Asimismo, elementosarquitectnicos (noestructurales) comocornisas, tabiques, o

muebles pueden sercargas gravitatoriasimportantes yadems, aumentanla fuerza ssmica porsu gran masa.



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Tambin, su adaptabilidad al logro de formas diversas ha

trado como consecuencia configuraciones arquitectnicasmuy modernas e impactantes, pero con deficientecomportamiento ssmico.



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2



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PROPIEDADES MECNICAS DEL

CONCRETO


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El concreto esta constituido por

una mezcla de: cemento, agregado

fino, agregado grueso, agua. En

algunas ocasiones ser necesario

agregarle: aire y aditivos.


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El cemento una vez hidratado genera la

adhesin qumica 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.


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El concreto

es muy

bueno para

resistir

esfuerzosde

compresin,

mas no los

de traccin.


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Estos parmetros son obtenidos atravs del ensayo de un cilindroestndar de 6 (15 cm) de dimetro y

12 (30 cm)de altura.

La resistencia del concreto f`c, esla obtenida a los 28 das

Los controles de calidad sepueden hacer en menores tiempos .fc 7 = 0.67 fc 28

28

'' )(

85.04

)( ctc f

t

tf

Factores que afectan la


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Factores que afectan la

resistencia fc

A) RESISTENCIA DE LOS AGREGADOS Y LARESISTENCIA DE LA PASTA DE CEMENTO quecontribuye en el grado de unin pasta decemento agregado . Es decir la probetaensayada puede romperse a travs de lapiedra o en la interface agregado-pasta.


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B) La relacin agua cemento w/c):

Para w/c bajo { reduce porosidad; incrementaresistencia}Para w/c alto { aumenta porosidad; reduceresistencia}w/c 0.25, parala completahidratacin delcemento.

C) EL AIRE INCORPORADO l l t d


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C) EL AIRE INCORPORADO en la mezcla a travs deaditivos tiende a reducir la resistencia encompresin. Tambin el aire que queda atrapado

por mala compactacin tiende a reducir laresistencia.


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D) Tipo de cemento:

Generalmente afecta la velocidad con la que se logra fc. Porejemplo, el cemento tipo III es de rpido endurecimiento.

A la edad de un da losconcretos fabricadoscon cemento tipo IIIexhiben fcaproximadamente dosveces mayor que losfabricados concemento tipo I y a lossiete das unaresistencia entre 1.2 a

1.5 veces mayor. Loscementos Tipo II, tipoIV y tipo V desarrollanresistencia en tiemposmas lentos que el tipoI.


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TIPO I: De uso general.TIPO II: De uso general, especficamentecuando se desea moderadaresistencia a los sulfatos o moderado calorde hidratacin.TIPO III: Cuando se requiere altaresistencia inicial.TIPO IV: Cuando se desea bajo calor dehidratacin.TIPO V: Para emplearse cuando se desea

alta resistencia a los sulfatos.


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e) La gradacin y textura de los

agregados:

La gradacin porosidad.La textura Adherencia del agregado + pasta de cemento .


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f) Las condiciones de humedad y

temperatura durante el curado:

Duracin del curado. Perodos prolongados decurado aumentan significativamente la resistencia.


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G) Edad del concreto:

Con cemento Tipo I

la resistencia a los 7das es de 65 a 70%del fc; a los 14 dases del 86% del fc; a

los 28 das es el 100 %del fc.

28

'' )(

85.04

)( ctc f

t

tf

Donde:t=edad del concreto en das


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La resistencia del concreto en la estructura real, es menor quela resistencia fc obtenida en el laboratorio por las siguientesrazones:

Las diferencias en la colocacin y en la compactacin.Las diferencias en las condiciones de curado.

La segregacin del agua del concreto colocado en unaestructura real, lo cual origina que la parte superior seamenos resistente que la parte inferior.Las diferencias de forma y tamao entre los elementos deuna estructura y la probeta de un laboratorio. La probetaes cilndrica de 6 x 12 mientras que el elemento realpuede tener cualquier forma y tamao.

En una probeta la solicitacin es prcticamente decompresin uniforme, mientras que en las estructuras

reales, los esfuerzos generados de compresin son originadospor flexin o flexo compresin.


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'*2 cffr

Es del 8% al 15% de la resistencia a lacompresin. Sirve para medir laresistencia al cortante.

De este valor depende la fuerza cortanteresistente.


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El modulo de elasticidad de un material es un

parmetro que mide la variacin de esfuerzo enrelacin a la deformacin en el rango elstico.Es una medida de la rigidez o resistencia a ladeformacin de dicho material. El modulo de

elasticidad es la pendiente del diagramaesfuerzo Normal de T o C - deformacin en laregin elstica. Matemticamente se expresa:

unitariandeformacicompresinotraccindenormalesfuerzoE


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El modulo de elasticidad tiene valores

relativamente grandes para materiales muy rgidos.Ejemplo:

25

CONCRETO

26

ACERO

kg/cm102.0E

kg/cm102.2E

'15000 cfEc


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El modulo de Poisson es la relacin entre la

deformacin lateral y la deformacin axial en unelemento donde acta una fuerza normal a laseccin del elemento sometido a T o C . Ver figuraMatemticamente se expresa como:

axialndeformacilateralndeformaci

30.0

15.0

ACERO

CONCRETO


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CAMBIOS

VOLUMETRICOSDEL CONCRETO


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CAUSAS

1. DEFORMACIONPLASTICA O

CREEP

2. RETRACCION(CONTRACCIONDE FRAGUA)

3. CAMBIOSDETEMPERATURA


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Los factores que afectan son: Nivel de esfuerzo al que est sometido el concreto. Ladeformacin es proporcional al esfuerzo.

Duracin de la carga Resistencia y edad a la cual se aplica la carga Condiciones ambientales. A mayor humedad del medio

ambiente menor deformacin plstica Velocidad de carga Cantidad y distribucin del refuerzo Tipo y contenido de cemento Relacin agua/cemento

Tipo y gradacin del agregado

EL creep se presenta nicamente cuando el concretoesta sometido a esfuerzos de compresin o de traccin .

El creep es una deformacin que se produce en elconcreto en etapa inelstica bajo esfuerzospermanentes, ocurre adicionalmente a lasdeformaciones elsticas y se manifiesta como unaumento continuo de deformaciones.


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Reducir el contenido de agua de lamezcla

Usar agregados no poroso Curar bien el concreto

Usar juntas de contraccin y

construccin en la estructura Proveer de refuerzo adicional por

temperatura

12.00


83/87

6.00

3.00

12.00

3.00

12.00

3.85

8.13

8.15

3.87

6.96

04

6.00

12.00

12.00

3.00

3.00

Juntas de

construccin


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El concreto se expande y se contrae con latemperatura.


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A mayor contenido de carbono,la dureza, la resistencia a latraccin y el lmite elsticoaumentan. Disminuyen laductilidad y la tenacidad.

ACERO

Carbono.Manganeso.

Silicio.Cromo.NquelVanadio.


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Varillas corrugadas y alambres Mallas electro soldadas


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Es=2039,000kg/cm2. Su comportamiento a

la traccin y a la compresin es similar.

Curvaesfuerzo -deformaciny mdulo deelasticidad

del acero.(Harmsen)

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