BIBLIOGRAFIA

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIA

Departamento de Ingeniera

Seccin Ingeniera Civil

APUNTES DEL CURSO

CONCRETO ARMADO 1

Ing. Gianfranco Ottazzi Pasino

Quinta Edicin 2004-2

INDICE

Captulo 1Introduccin

1.1 El consumo de cemento en el mundo.

2

1.2 El Concreto Armado

3

1.3 Ventajas y desventajas del Concreto Armado.

3

1.3.1 Principales ventajas.

1.3.2 Principales desventajas.

1.4 Breve resea histrica del Concreto y del Concreto Armado.

5

1.4.1 Morteros.

1.4.2 Concreto.

1.4.3 Cemento Portland.

1.4.4 Concreto Armado.

1.4.5 Concreto Preesforzado.

1.4.6 Concretos de Alta Resistencia.

1.5 Cdigos o Normas de Concreto Armado.

9

1.5.1 Cdigo del American Concrete Institute ACI.

1.5.2 Cdigo o Norma Peruana.

1.5.3 Cdigos Europeos.

Captulo 2Elementos Estructurales2.1 Elementos de Concreto Armado.

13

2.2 Edificios de losas con vigas.

13

2.3 Losas Nervadas.

14

2.4 Losas con vigas anchas.

15

2.5 Losas Nervadas en dos direcciones.

15

2.6 Edificios de losas sin vigas.

16

2.7 Losas armadas en dos direcciones.

17

2.8 Algunas configuraciones estructurales tpicas de edificios en Lima.

20

Captulo 3Propiedades Mecnicas del Concreto

3.1 Introduccin.

24

3.2 Resistencia a la compresin.

24

3.3 Principales factores que afectan a la resistencia en compresin.

25

3.4 Resistencia del Concreto en la estructura real.

30

3.5 Resistencia a la traccin del Concreto.

31

3.6 Mdulo de Elasticidad del Concreto.

34

3.7 Mdulo de Poisson del Concreto.

35

3.8 Mecnica de la fractura del Concreto en compresin.

35

3.9 Efecto del confinamiento (estados triaxiales).

37

3.10 Comportamiento del Concreto en compresin.

40

3.11 Modelos para el Concreto.

41

3.12 Concretos de alta resistencia.

43

3.13 Concretos Livianos.

43

Captulo 4Acero de Refuerzo

4.1 Introduccin

45

4.2 Barras de refuerzo laminadas en caliente.

45

4.3 Calidades del acero de refuerzo.

47

4.4 Propiedades mecnicas de las barras de refuerzo.

48

4.5 Propiedades de la barras Grado 60.

50

4.5.1 Caractersticas mecnicas ASTM A615.

4.5.2 Soldabilidad.

4.5.3 Dimetros mnimos de doblado del acero de refuerzo.

4.5.4 Efecto de la temperatura.

4.6 Mallas Electro Soldadas.

52

Captulo 5Requisitos de Resistencia y de Servicio

5.1 Introduccin.

54

5.2 Conceptos sobre los Estados Lmites de una estructura.

54

5.2.1 Estado Lmite ltimo.

5.2.2 Estados Lmites de Servicio.

5.2.3 Estados Limites

5.3 Coeficientes (factores) de Seguridad.

56

5.4 Diseo por Esfuerzos Admisibles (WSD)

60

5.5 Diseo por Resistencia.

60

5.6 Factores de Reduccin de Resistencia Resistencia de Diseo.

62

5.6.1 Factores de Reduccin de Resistencia Norma Peruana.

5.7 Factores de Carga (Resistencia Requerida).

64

5.7.1 Factores de Carga de la Norma Peruana (Resistencia mnima requerida).

5.8 Anlisis y diseo por Resistencia.

67

5.9 Estimacin de los coeficientes de seguridad globales.

68

5.10 Diseo Lmite.

73

Captulo 6Requisitos Generales para el Anlisis y el Diseo

6.1 Anlisis de las estructuras de Concreto Armado.

75

6.2 Cargas de servicio.

76

6.3 Mtodos de anlisis.

77

6.4 Rigidez.

77

6.5 Luces para el clculo.

78

6.6 Distribucin de la carga viva.

78

6.7 Modelo simplificado para el anlisis por cargas de gravedad.

84

6.8 Programas de cmputo para el anlisis por cargas verticales.

85

6.9 Mtodo aproximado de los Coeficientes.

86

6.10 Tabla para vigas continuas.

89

6.11 Influencia de la alternancia de la carga viva.

90

6.12 Tabla para prticos de un piso.

92

Captulo 7Detalles del Refuerzo

7.1 Introduccin.

94

7.2 Recubrimiento de Concreto para el refuerzo.

94

7.3 Espaciamiento del acero de refuerzo.

97

7.4 Paquetes de barras.

98

7.5 Tolerancias en la colocacin del refuerzo.

99

7.6 Dimetros mnimos de doblado.

100

7.7 Ganchos Estndar.

101

7.8 Peralte efectivo (d) en elementos en flexin.

101

7.9 Casos particulares del peralte efectivo.

103

Captulo 8Ejemplo de Introduccin al Diseo en Concreto Armado

8.1 Introduccin.

105

8.2 Viga sin armadura de refuerzo.

105

8.3 Seccin reforzada con acero en traccin.

106

8.3.1 Seccin sin fisurar.

8.3.2 Seccin fisurada.

8.3.3 Capacidad mxima de la seccin por Esfuerzos Admisibles.

8.3.4 Capacidad ltima o mxima de la seccin.

8.4 Seccin preesforzada.

114

8.4.1 Preesfuerzo en el centro de gravedad de la seccin.

8.4.2 Cable de preesfuerzo excntrico.

Captulo 9Flexin Simple

9.1 Introduccin.

118

9.2 Comportamiento elstico en flexin.

119

9.2.1 Seccin transformada no agrietada.

9.2.2 Seccin transformada agrietada.

9.2.3 Deduccin de la seccin transformada agrietada.

9.3 Anlisis y diseo de secciones en flexin (Diseo por Resistencia).

123

9.3.1 Relaciones Momento Curvatura de una seccin.

9.3.2 Hiptesis para el anlisis y diseo por flexin.

9.3.3 Caracterizacin del bloque de compresiones para el anlisis y diseo.

9.4 Falla de traccin, compresin y balanceada.

134

9.5 Anlisis de secciones rectangulares.

135

9.5.1 Anlisis de secciones rectangulares con falla en traccin.

9.5.2 Anlisis de secciones rectangulares con falla en compresin.

9.5.3 Secciones rectangulares con falla balanceada Acero Balanceado.

9.6 Acero mximo en flexin Norma Peruana, ACI.

141

9.7 Ecuacin general para la cuanta balanceada.

142

9.8 Acero mnimo por flexin.

144

9.9 Resumen Diseo de secciones rectangulares con acero en traccin.

146

Ejemplos de anlisis y diseo.

152

Captulo 10Anlisis y Diseo de Vigas T

10.1 Introduccin.

178

10.2 Esfuerzos en el encuentro ala alma.

178

10.3 Ancho efectivo del ala be en vigas T.

179

10.4 Anlisis de vigas T.

181

10.4.1 Zonas de momento negativo ala en traccin.

10.4.2 Zonas de momento positivo ala en compresin.

10.5 Cuanta balanceada en vigas T (momento positivo).

184

10.6 Acero mnimo en vigas T

185

Ejemplos de anlisis y diseo.

187

Captulo 11Aligerados

11.1 Introduccin.

195

11.2 Geometra tpica.

195

11.3 Peraltes (espesores) ms usados en nuestro medio.

195

11.4 Cargas de diseo.

196

11.5 Forma de trabajo en flexin de las viguetas

196

11.6 Acero mnimo y acero balanceado en aligerados.

196

11.7 Ensanches por cortante y flexin en aligerados.

197

11.7.1 Ensanches por cortante.

11.7.2 Ensanches por flexin.

Ejemplo de diseo.

200

Captulo 12Secciones con Acero en Compresin

12.1 Introduccin.

206

12.2 Verificacin de la fluencia del acero en compresin.

207

12.3 Influencia del acero en compresin en la resistencia.

209

12.4 Influencia del acero en compresin en el comportamiento.

210

12.5 Cuanta balanceada en secciones con acero en compresin.

213

12.6 Resistencia de una seccin rectangular con acero en compresin.

215

12.6.1 El acero en compresin fluye.

12.6.2 El acero en compresin no fluye.

12.7 Diseo de secciones rectangulares con acero en compresin.

217

Ejemplos

218

Captulo 13Casos Especiales de la Flexin Simple

13.1 Vigas con altura (peralte) mayor a 0.90 m.

226

13.1.1 Exigencias de la Norma Peruana relacionadas con Ask.

13.1.2 Exigencias del ACI 318-02 relacionadas con Ask.

13.2 Anlisis de vigas con refuerzo distribuido en el alma.

227

13.3 Cuanta balanceada en vigas con refuerzo en el alma.

228

13.4 Influencia del acero repartido en el alma en la resistencia.

229

13.4.1 Comparacin entre el acero repartido y el acero concentrado.

13.5 Diseo de secciones no rectangulares.

233

Captulo 14Diagramas Momento Curvatura

14.1 Introduccin.

237

14.2 Definicin de curvatura.

238

14.3 Ductilidad de curvatura.

239

14.4 Construccin de diagramas Momento Curvatura.

239

14.5 Factores que influyen en los diagramas M-( y en la Ductilidad de Curvatura. 240

14.6 Diagramas M-( aproximados.

245

Captulo 15Cambios Volumtricos del Concreto

15.1 Introduccin.

250

15.2 Creep o Flujo Plstico del concreto.

251

15.2.1 Algunas observaciones relativas al Creep.

15.2.2 Principales factores que afectan la magnitud del Creep.

15.2.3 Coeficiente de Flujo Plstico.

15.3 Retraccin o Contraccin del concreto.

254

15.3.1 Algunas observaciones relativas a la Retraccin.

15.3.2 Principales factores que afectan a la Retraccin.

15.3.3 Valores tpicos de la Contraccin.

15.3.4 Cmo controlar la Retraccin?

15.3.5 Retraccin por Carbonatacin del concreto.

Captulo 16Deflexiones en Elementos de Concreto Armado Sometidos a Flexin

16.1 Introduccin.

258

16.2 Principales razones para controlar las deflexiones.

259

16.3 Principales variables que influyen en las deflexiones.

259

16.4 Clculo de las deflexiones a partir de los diagramas Momento Curvatura. 260

16.5 Clculo de las deflexiones segn las Normas.

262

16.5.1 Cdigo del ACI 318-02.

16.5.2 Norma Peruana.

16.6 Espesores (h) recomendados para no verificar deflexiones.

264

16.7 Clculo de las deflexiones inmediatas.

265

16.8 Clculo de las deflexiones diferidas.

266

16.8.1 Efecto del Flujo Plstico en las curvaturas y deflexiones.

16.8.2 Efecto de la Retraccin en las curvaturas y deflexiones.

16.9 Deflexiones mximas permisibles.

268

Ejemplos.

271

Captulo 17Fisuracin en Elementos de Concreto Armado

17.1 Introduccin.

279

17.2 Tipos de fisuras en elementos de Concreto Armado.

279

17.3 Razones para controlar el ancho de las fisuras.

283

17.4 Principales factores que afectan el ancho de las fisuras.

284

17.5 Limitacin del ancho de las fisuras.

285

17.6 Disposiciones reglamentarias para elementos en flexin.

285

17.6.1 Norma Peruana.

17.6.2 Disposiciones del ACI 318-02 para elementos en flexin.

Ejemplos.

289

Captulo 18Redistribucin de Momentos Flectores

18.1 Introduccin.

292

18.2 Diagramas Momento Rotacin.

293

18.3 Requisitos generales para la Redistribucin.

293

18.3.1 Especificaciones de la Norma de Concreto Armado Redistribucin.

18.3.2 Limitaciones de la Norma.

18.4 Introduccin al Anlisis Lmite.

296

Ejemplos.

296

Captulo 19Diseo por Fuerza Cortante

19.1 Algunas ideas iniciales.

310

19.2 Etapas en el comportamiento a cortante de una viga.

311

19.2.1 Seccin no fisurada.

19.2.2 Seccin fisurada.

19.2.3 Comportamiento real.

19.3 Tipos de agrietamiento.

313

19.3.1 Agrietamiento por cortante en el alma o por traccin diagonal.

19.3.2 Agrietamiento por flexin y cortante.

19.4 Comportamiento de vigas sin refuerzo en el alma.

314

19.5 Comportamiento de vigas con refuerzo en el alma.

316

19.6 Diseo por cortante de acuerdo a la Norma.

317

19.6.1 Resistencia al corte suministrada por el concreto Vc.

19.6.2 Resistencia al corte suministrada por el refuerzo en el alma.

19.7 Tipos de refuerzo en el alma.

323

19.8 Aligerados y losas macizas en una direccin.

326

19.9 Metodologa para el diseo por corte.

326

Ejemplos.

330

Captulo 20Flexocompresin

20.1 Introduccin.

339

20.2 Clasificacin de las columnas.

339

20.3 Columnas cortas sin excentricidad Resistencia a la compresin.

341

20.3.1 Resistencia Nominal en compresin (Po).

341

20.4 Comportamiento de columnas con estribos y espirales.

343

20.4.1 Formula del ACI y la Norma Peruana para las espirales.

347

20.5 Detalles del refuerzo en columnas Refuerzo longitudinal y estribos.

348

20.5.1 Estribos en columnas.

20.6 Refuerzo mximo y mnimo en columnas.

350

20.6.1 Nmero mnimo de barras.

20.7 Predimensionamiento de columnas.

351

20.7.1 Tamao mnimo de una columna.

20.8 Acciones (solicitaciones) en las columnas.

352

20.9 Diagrama de Interaccin.

353

20.9.1 Algunos puntos notables de un Diagrama de Interaccin.

20.9.2 Factores de reduccin de la resistencia para Flexocompresin.

20.9.3 Centroide Plstico.

20.10 Eleccin del tipo de columna.

362

20.11 Construccin de los Diagramas de Interaccin.

362

20.12 Columnas en Flexotraccin.

368

20.13 Ayudas para el diseo de columnas bacos.

368

20.14 Ecuaciones para el diseo de columnas.

372

Captulo 21Flexin Biaxial

21.1 Introduccin.

384

21.2 Flexin biaxial en vigas.

384

21.3 Flexin biaxial en columnas.

389

21.3.1 Mtodo de Bresler.

21.4 Influencia de la Flexin Biaxial en la resistencia de columnas.

398

Captulo 22Adherencia y anclaje. Corte de fierro

402Captulo 23Diseo Unificado en Concreto Armado

23.1 Introduccin.

414

23.2 Disposiciones clsicas hasta el ACI-99 para elementos en flexin.

414

23.3 Algunas inconsistencias hasta el ACI-99.

415

23.4 Conceptos centrales del Diseo Unificado.

416

23.5 Nuevas definiciones en el ACI-02.

417

23.6 Disposiciones para vigas del ACI-02.

418

23.7 Redistribucin de Momentos.

419

23.8 Ventajas del Diseo Unificado adoptado por el ACI-02.

420

Ejemplos.

421

Anexo 1Planos de Estructuras de un Edificio en Concreto Armado.

436Anexo 2Ensayos de Vigas en Flexin en el Laboratorio de Estructuras. 438Bibliografa

1) Bsica

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2) De consulta

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