UNIVERSIDAD TÉCNICA DE

MANABÍ

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS

FÍSICAS Y QUÍMICAS

INGENIERÍA CIVIL

6to NIVEL “C”

AUTORES:

BAILÓN ARTEAGA GEMA

MENDOZA ARTEAGA KAREN

NOGUERA MENDOZA JEAN PIERRE

REYNA DELGADO ALEXANDER

ROMERO ROMERO SANDY

HORMIGÓN I

DOCENTE:

ING. WILTER RUIZ

TEMA:

“DOSIFICACIÓN DE LAS COLUMNAS DE UNA VIVIENDA UBICADA

CIUDADELA VELLA VISTA CALLE OTTO AROSEMENA GÓMEZ, CALLE

CUARTA PARALELA Y LA TERCERA PARALELA.”

.

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INTRODUCCIÓN

Las estructuras sometidas a cargas pueden fallar de diversas formas,

dependiendo del tipo de estructura, las condiciones de los soportes, los tipos

de cargas, los materiales usados y la mal dosificación o proporción en la que

cada uno de los materiales deben ser empleados.

Otro de los problemas más frecuentes es la no contratación para construir

estructuras pequeñas (viviendas) de profesionales, ya sea por ahorrar un

poco de dinero; este problema acarrea muchos problemas más, como la no

utilización de normas de la construcción, el cálculo de una manera subjetiva

de las estructura. Esto hace que la estructura no tenga la vida útil para la

que ha sido proyectada y tenga un pronto deterioro.

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

El tema nace de la necesidad de los estudiantes de Ingeniería Civil de

identificar las diferentes formas de estructuras para plantear los cálculos de

dosificación del hormigón a utilizar y así tener buenos fundamentos para

ejercer su profesión y resolver los problemas que en ella se presenten.

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FORMULACIÓN DEL PROBLEMA:

¿CÓMO DOSIFICAR EL HORMIGON DE LAS COLUMNAS DE UNA

VIVIENDA UBICADA CIUDADELA VELLA VISTA CALLE OTTO

AROSEMENA GÓMEZ, CALLE CUARTA PARALELA Y LA TERCERA

PARALELA?

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Realizar el cálculo de dosificación para el hormigón de las columnas

de una vivienda ubicada ciudadela Vella Vista Calle Otto Arosemena

Gómez, calle cuarta paralela y la tercera paralela.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Definir las especificaciones de la obra (Ubicación, tipo de hormigo a

utilizar, etc).

Dosificar conforme a lo establecido en las normas del American

Concrete Institute (ACI) y las normas del Instituto Ecuatoriano de la

Construcción (IEC).

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MARCO TEÓRICO

COLUMNA

Es una barra apoyada verticalmente, cuya función es la de soportar cargas o

el peso de otras partes de la estructura. Los principales esfuerzos que

soporta son de compresión y pandeo. También se le denomina poste,

columna, etc. Los materiales de los que está construido son muy diversos,

desde la madera al hormigón armado, pasando por el acero, ladrillos,

mármol, etc. Suelen ser de forma geométrica regular (cuadrada o

rectangular) y las columnas suelen ser de sección circular.

Si al resistir la carga aplicada sobre la columna este elemento retorna a su

posición inicial recta, dice que la columna es estable. Contrariamente, si se

incrementa la carga, las deflexiones laterales aumentarán hasta que la

estructura colapse, en estas condiciones la columna es inestable y falla por

pandeo lateral.

Carga Crítica

En las columnas existe un valor de carga llamado carga crítica, que

representa la frontera en las condiciones estables e inestables. Se define

como la máxima carga de compresión a la que puede someterse una

columna, de manera que un pequeño empuje lateral haga que falle por

pandeo. Su valor depende de la rigidez y longitud de la columna. La

estabilidad se incrementa al aumentar la rigidez y disminuir la longitud.

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Columnas, según el material:

Columna de acero

Las columnas de acero pueden ser sencillas, fabricadas directamente con

perfiles estructurales, empleados como elemento único, o de perfiles

compuestos, para los cuales se usan diversas combinaciones, como las

viguetas H, I, la placa, la solera, el canal y el tubo, y el Angulo de lados

iguales o desiguales

Columna de madera

Las columnas de madera pueden ser de varios tipos: maciza, ensamblada,

compuesta y laminadas unidas con pegamento. De este tipo de columnas la

maciza es la más empleada, las demás son formadas por varios elementos

Columnas de concreto armado

Las columnas de concreto tienen como tarea fundamental transmitir las

cargas de las losas hacia los cimientos, la principal carga que recibe es la de

compresión, pero en conjunto estructural la columna soporta esfuerzos

flexionantes también, por lo que estos elementos deberán contar con un

refuerzo de acero que le ayuden a soportar estos esfuerzos.

Especificaciones de diseño para columnas Para dimensionar columnas es

conveniente seguir las siguientes especificaciones:

a) Las columnas deben dimensionarse conforme a todos los momentos

flectores relacionados con una condición de carga.

b) En el caso de columnas situadas en esquina y de otras cargadas en forma

desigual en lados opuestos de direcciones perpendiculares, deben tomarse

en consideración los momentos flectores biaxiales.

c) Es necesario dimensionar todas las columnas para una excentricidad 0.6

+ 0.03h por lo menos donde h es el espesor del elemento de la flexión, y

para cargas axiales máximas no superiores a 0.80 P0 cuando las columnas

son de estribos, o de 0.85 P0 cuando llevan esfuerzo en espiral o helicoidal,

donde P0 está dado por la siguiente ecuación: P0=0.85f ’c(Ag – Ast) + fyAst

Donde Ag es el área bruta de la sección transversal de la columna. Ast es el

área total del refuerzo longitudinal

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d) La cuantía mínima del área de las varillas longitudinales de refuerzo

respecto al área transversal y total de la columna, Ag es e 0.01, la cuantía

máxima es de 0.08. sin embargo, en el caso de columnas cuya área

seccional sea mayor que la exigida por las cargas puede usarse un valor

más pequeño para Ag, aunque nunca inferior a la mitad del área bruta de

dichas columnas, para calcular la capacidad de carga y el área mínima de

varillas longitudinales.

Esta excepción permite reutilizar encofrados para columnas más grandes de

lo necesario y permite que las áreas de varillas longitudinales sean apenas

de 0.005 veces el área real de la columna. Deberá utilizarse por lo menos

cuatro varillas longitudinales en los arreglos rectangulares del refuerzo y seis

en los circulares

Las columnas de concreto armado pueden ser de tres tipos que son:

Elementos reforzados con barras longitudinales y zunchos

Elementos reforzados con barras longitudinales y estribos

Elementos reforzados con tubos de acero estructural, con o sin barras

longitudinales, además de diferentes tipos de refuerzo transversal

Puntos de Inflexión

Cuando se aplica una carga de compresión en la columna, esta toma una

forma senosoidal, los puntos de inflexión son los puntos en que la curva

cambia de sentido.

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Componentes de la columna clásica

Se compone de tres partes:

La base: protege a la columna de los golpes que podrían deteriorarla,

al mismo tiempo que da una superficie de sustentación mayor.

El fuste.

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El capitel: es necesario para proporcionar una siento capaz de recibir

mejor el entabla miento.

Las columnas tradicionales se distinguen por su construcción.

La columna construida en una sola pieza de material se llama monolítica;

cuando está formada por una superposición de discos, cuya altura es

superior diámetro se llama en trozos, y de tabores si la altura es inferior. Si el

interior de la columna es hueco y contiene una escalera de caracol se llama

cóclida.

En su forma más simple, las columnas son barras prismáticas, rectas y

largas, sujetas a cargas axiales de compresión.

Dosificación

La dosificación de hormigones significa determinar las proporciones en que

deberán combinarse los diferentes componentes de los materiales como

son: áridos, cemento, agua y eventualmente aditivos, para obtener un

hormigón que cumpla con la resistencia, docilidad, durabilidad y demás

exigencias requeridas.

La mezcla de hormigón deberá ser correctamente dosificada y presentará

condiciones adecuadas de trabajabilidad y terminado. Será durable,

impermeable y resistente al clima. 

Los materiales del hormigón serán dosificados de acuerdo a lo especificado

en el numeral 801, Hormigón de Cemento Hidráulico, en concordancia con

los requerimientos de cada clase.

El diseño de la mezcla cumplirá con las especificaciones indicadas en los

planos o documentos contractuales, será aprobado por el Fiscalizador y

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determinará las proporciones definitivas de los materiales y la  consistencia

requerida.

En el caso de elementos de hormigón prefabricados, los procesos de

dosificación y producción del hormigón deberán estar absolutamente

controlados; sin embargo, no serán visados. Las dosificaciones deberán ser

realizadas en peso y mantener un sistema de registro de humedades de

áridos y pesos, tal que permita realizar una completa trazabilidad de los

productos y asegurar homogeneidad y cumplimiento de los requisitos

exigidos, la que podrá ser controlada por el Fiscalizador, cuando éste lo

estime conveniente.

Calidad del hormigón

El hormigón deberá diseñarse para ser uniforme, trabajable, transportable,

fácilmente colocable y de una consistencia aceptable para Fiscalización. (En

estas condiciones el hormigón es dócil).

Para obtener buena docilidad del hormigón se deberá evitar usar áridos de

formas alargadas y con aristas. Es necesario indicar que el cemento influye

en la docilidad del hormigón.

El contenido de cemento, relación máxima de agua/cemento permitida,

máximo revenimiento y otros requerimientos para otras clases de hormigón a

utilizarse en una construcción, deberán conformar como requisitos

indispensables de las especificaciones técnicas de construcción.

Cuando la resistencia a la compresión está especificada a los 28 días, la

prueba realizada a los 7 días deberá tener mínimo el 70% de la resistencia

especificada a los 28 días. La calidad del hormigón deberá permitir que la

durabilidad del mismo tenga la capacidad de resistencia a lo largo del

tiempo, frente a agentes y medios agresivos2.

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DOSIFICACIÓN DE LAS COLUMNAS DE UNA VIVIENDA UBICADA

CIUDADELA VELLA VISTA CALLE OTTO AROSEMENA GÓMEZ, CALLE

CUARTA PARALELA Y LA TERCERA PARALELA.

Ubicación Del Proyecto

Ciudadela Vella vista calle Otto Arosemena Gómez, calle cuarta paralela y la

tercera paralela.

Tipos De Columnas

Columnas de sección rectangular

Asentamiento Mínimo En Milímetros

Tipos de

construcció

n

Máximo Mínimo

Columna 100 25

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Resistencia A La Compresión De La Columna

21 Mpa

Sección Transversal De Las Columnas

30*30 centímetros.

Espaciamiento Mínimo Entre Varillas De Acero

Espaciamiento= 8,2

Tipo De Cemento

Cemento Portland tipo I, con un peso específico de 3,15.

Datos:

Agregados finos Agregados gruesos

Módulo

de

finura

AbsorciónPeso

especifico

Humeda

d natural

Tamañ

o

máxim

o

AbsorciónPeso

especifico

Humeda

d natural

2,8 2,2 2,54 2,7 21mm 3,5 2,63 3,7

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Estimación De La Cantidad De Agua De Mezclado Y Del Contenido De

Aire En La Mezcla

190 porque el asentamiento mínimo es de (25-50)

Porcentaje De Aire Atrapado

2%

Espaciamiento Entre Estribos En La Columna

1φ 10mm @ 20cm a L/3

1φ 10mm @ 10cm a L/3

Relación Agua Cemento

a/c= 0.61

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Cálculo Del Contenido De Cemento En La Mezcla De Hormigón

C=311,48kg

Estimación De Cemento Según El Nivel De Agresividad

Como estamos a 15km de distancia del mar la agresividad es alta por lo

tanto el dato real del cemento es 325kg.

Estimación Del Contenido De Árido Grueso Y Finos (volumen aparente)

Este depende del tamaño máximo del árido y su módulo de finura por lo

tanto es = 670

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C= 1900 .61

=311 . 48

DENSIDAD DEL ÁRIDO= 1.650

Peso del árido (piedra) =V aparente*densidad del árido

Peso del árido (piedra) = 670*1,650=1105,5

PESO DE LA ARENA

Parena=(1000−(Paguaγ agua+Pcementoγ cemento

+Ppiedraγ piedra

+10α))∗γ arena

P arena= (1000-(190

1+ 311,48

3,15+ 1105,5

2,63+10∗1% ¿¿∗(2,54)

P arena= 738,32

AJUSTES A LAS CANTIDADES DE ÁRIDOS DEBIDO A LA HUMEDAD

Ppiedrahumeda=Ppiedra.(1+%humedad100 )

Ppiedrahumeda=1105,5 .(1+ 3,7100 )

Ppiedrahumeda=1146,4035

Parenahumeda=Parena .(1+%humedad100 )

Parenahumeda=738,32.(1+ 2,7100 )

Parenahumeda=758,25

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AJUSTES DE AGUA POR HUMEDAD DE ÁRIDOS

Áridos gruesos húmedos

Hsuperficial piedra=%humedad piedra−%absorción piedra

Hsuperficial piedra=3,7−3,5

Hsuperficial piedra=0,2

Hsuperficial arena=humedadarena−%absorciónarena

Hsuperficial arena=2,7−2,2

Hsuperficial arena=0,5

Estimado De Añadir De Agua

Agua inicialP piedra

seca

H superficial

piedra

P arena

seca

H superficial

arena

190 1105,5 0,8 738,32 0,8

Aajustada=Ainicial−[(Ppiedra seca∗Hsuperficial piedra100 )+(Parena seca∗Hsuperficial arena100 )]

Aajustada=190−[( 1105,5∗0,2100 )+( 738,32∗0,5

100 )]Aajustada=184,09

PESO SECO

Agua 190

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Arena 738,32

Cemento 325

Piedra 1105,5

SUMA 2358,82

PESO HÙMEDO

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Agua 184,09

Arena 758,25

Cemento 325

Piedra 1146.40

SUMA 2413,74

ac=0 ,61

ac=0 ,57

DOSIFICACIÓN PARA F’C=21MPA

C A P

1 2.33 3.53

CONCLUSIÓN Y RECOMENDACIÓN

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Conclusión:

Al culminar el trabaja, llegamos a la siguiente conclusión:

Que al realizar la dosificación de las columnas de la vivienda tomando en

cuenta las normas y especificaciones elaboradas por el ACI y IEC basados

en estudios y ensayos realizados minuciosamente, tendremos cálculos

objetivos, sin que haya lugar al error que en caso de la Ingeniería suelen

traer consecuencias muy graves.

Recomendación:

La siguiente recomendación va dirigida en especial a los estudiantes y

profesionales de la Ingeniería Civil.

Que al momento de construir una Obra Civil, debe realizar todos los cálculos

sin omitir ningún ya que todos son de gran relevancia y parte necesaria de la

obra y tomar en consideración las normas establecidas pero las

instituciones que rigen y normalizan al amplio mundo de la construcción.

ANEXOS

Plantas Arquitectónicas, ubicación y especificaciones.

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23

Detalles de las columnas y cimentación:

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Imágenes de los integrantes del trabajo

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BIBLIOGRAFÍA

http://www.arqhys.com/construccion/columnasconcreto.html

http://www.unet.edu.ve/~jtorres/matsoft/08.columnas.html

https://construblogspain.wordpress.com/2014/03/04/control-de-la-

resistencia-del-hormigon-norma-aci/

http://www.arqhys.com/construccion/columnasconcreto.html

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