Introducción a la materia. concreto, acero, acciones mínimas sobre las edificaciones, requisitos generales para análisis y diseño en concreto armado

GENERALIDADES SOBRE CONCRETO Y ACERO

13/10/2011 Ing. Lialbert Marrufo

CONCRETO ARMADO

¿Cual es el objeto del calculo estructural?


GENERALIDADES SOBRE CONCRETO Y ACERO


TIPOS DE CONCRETO


CONCRETO ARMADO NORMAL

USADO COMÚNMENTE Y EN EL CUAL LOS ELEMENTOS FORMADOS

SON ELATIVAMENTE ESBELTOS. EL TAMAÑO MÁXIMO DE

AGREGADO NO DEBE SER MAYOR DE 2/3 DE LA SEPARACIÓN

ENTRE ARMADURAS Y EL ENCOFRADO. LA RESISTENCIA DE ESTOS

CONCRETOS ESTA ENTRE 180 KG/CM2 Y 350 KG/CM2.

TIPOS DE CONCRETO


CONCRETO ARMADO NORMAL

TIPOS DE CONCRETO


CONCRETO EN MASA

SON LOS CONCRETOS EMPLEADOS EN REPRESAS HIDRÁULICAS, ASÍ

COMO EN PIEZAS DE GRANDES PROPORCIONES VOLUMÉTRICAS,

TALES COMO: ESTRIBOS DE PUENTES, FUNDACIONES DE GRAN

TAMAÑO. LA PROPORCIÓN DE SU SUPERFICIE EXPUESTA Y SU

VOLUMEN ES MUY BAJA. DEBE COLOCARSE CON UNA

CONSISTENCIA RELATIVAMENTE SECA (1”).

TIPOS DE CONCRETO


CONCRETO EN MASA


PARA EVITAR LAS GRANDES TEMPERATURAS SE

UTILIZAN LOS SIGUIENTES RECURSOS:

CEMENTOS CON BAJO CALOR DE HIDRATACIÓN.

BAJA DOSIS DE CEMENTO

INCORPORACIÓN DEL AGUA DE MEZCLADO EN FORMA DE HIELO

PULVERIZADO.

INCORPORACIÓN DEL AGREGADO GRUESO PREVIAMENTE REFRIGERADO POR

CORRIENTES DE AIRE FRIÓ.

INCLUSIÓN DENTRO DE LA MASA DE CONCRETO DE UN SISTEMA DE

TUBERÍAS, POR LAS CUALES SE CIRCULA AGUA FRESCA.

TIPOS DE CONCRETO


CONCRETO ALTA RESISTENCIA

EL COMITÉ ACI 363 DENOMINA CONCRETO DE ALTA

RESISTENCIA AQUELLOS CUYA RESISTENCIA ESPECIFICADA

SUPERE LOS 420 KG/CM2. PERO DEPENDERÁ DE LA ZONA

GEOGRÁFICA.

TIPOS DE CONCRETO

13/10/2011

PARA EL LOGRO DE ESTAS ALTAS RESISTENCIAS EXISTEN LOS SIGUIENTES RECURSOS:

EMPLEO DE ELEVADAS DOSIS DE CEMENTO

LOS AGREGADOS DEBEN CUMPLIR LOS REQUISITOS DE TAMAÑOS MÁXIMOS,

MANTENIÉNDOSE ENTRE ½” Y ¼”

EMPLEO INDISPENSABLE DE ADITIVOS, PARTICULARMENTE LOS

SUPERPLASTIFICANTES O PLASTIFICANTES– RETARDADORES DE ALTO

RENDIMIENTO.

BAJA RELACIÓN AGUA/CEMENTO (0,30 O MENOR).

EXCELENTES CALIDAD DE AGREGADOS.

COMPACTACIÓN CON PRECISIÓN.

CURADO EFICIENTE.

TIPOS DE CONCRETO


CONCRETO PROYECTADO

SE DENOMINA CONCRETO PROYECTADO, LANZADO, SHOTCRETE O GUNITA, A

AQUEL APLICADO A PRESIÓN DE AIRE, QUE AL CHOCAR CON UNA SUPERFICIE, LA

CUBRE Y SE ADHIERE A ELLA.

SU APLICACIÓN PUEDE SER EN

PROTECCIÓN DE TALUDES.

PAREDES DE TÚNELES.

FABRICACIÓN DE TUBOS, TANQUES Y ELEMENTOS

ESTRUCTURALES DE FORMA COMPLEJA.

TIPOS DE CONCRETO


CONCRETO PROYECTADO

TIPOS DE CONCRETO


PRESENTA LAS SIGUIENTES PROPIEDADES:

• ELEVADAS RESISTENCIAS MECÁNICAS.

• BAJA ABSORCIÓN.

• BUENA RESISTENCIA AL AMBIENTE Y A AGENTES QUÍMICO.

• EXCELENTE DEFENSA CONTRA EL FUEGO.

CARACTERÍSTICAS:

• TAMAÑO MÁXIMO DEL AGREGADO LIMITADO A ¾”

• EMPLEO DE ADITIVOS QUÍMICOS PARA PRODUCIR ATIESAMIENTO CASI

INSTANTÁNEO.

• OPERACIÓN DE COLOCACIÓN “DIFÍCIL”.

TIPOS DE CONCRETO


CONCRETO LIVIANO ESTRUCTURAL

ES EL CONCRETO PREPARADO CON AGREGADOS LIVIANOS, PUEDEN

SER DE ORIGEN NATURAL, PERO, CON MÁS FRECUENCIA DE

ORIGEN ARTIFICIAL. TIENEN UN PESO UNITARIO ENTRE 1.500 Y

1.850 Kgf/cm2. PARA EL DISEÑO DE LA MEZCLA SE UTILIZAN LAS

“RECETAS” QUE PROPORCIONAN LOS PRODUCTORES DE

AGREGADOS LIVIANOS, YA QUE SEGÚN SU PROCEDENCIA, PUEDEN

Y SUELEN TENER CARACTERÍSTICAS DIFERENTES.

TIPOS DE CONCRETO


CARACTERÍSTICAS MÁS IMPORTANTES:

ROTURA DE TIPO FRAGIL, SU RESISTENCIA SE LIMITA A 300

KG/CM2, CUANDO ES UTILIZADO EN ESTRUCTURAS QUE DEBEN

SATISFACER REQUERIMIENTOS SISMORRESISTENTES.

MAS SENSIBLES A LOS ATAQUES DE AGENTES QUÍMICOS, DEBIDO A

SU ALTA POROSIDAD Y CAPACIDAD DE ABSORCIÓN..

TIPOS DE CONCRETO


CONCRETO CELULAR

NO ES PROPIAMENTE UN CONCRETO PORQUE NO CUENTA CON

AGREGADO GRUESO, Y A VECES TAMPOCO CON FINOS. ES UNA

PASTA DE CEMENTO Y AGUA, EN OCASIONES CON POCA ARENA. A

ESA MEZCLA SE LE AÑADE UNA ESPUMA ESPECIAL, ESTABLE Y

PERSISTENTE.

LA MEZCLA SE LLEVA A CABO EN UNA MEZCLADORA DE ACCIÓN

SUAVE, QUE NO LLEGA A ROMPER LA ESTRUCTURA DE LA MASA

ESPUMOSA

TIPOS DE CONCRETO


CONCRETO CELULAR

EL CONCRETO CELULAR TIENE UN PESO UNITARIO QUE OSCILA

ENTRE 800 Y 1500 Kg/cm2, CON RESISTENCIAS QUE VARÍAN

ENTRE 30 Y 60 Kg/cm2.

EL USO MAS CONOCIDO ES EL DE CERRAMIENTO EN FORMA DE

BLOQUES O DE PANELES.

SU ESTRUCTURA INTERNA POROSA LO HACE EXCELENTE

AISLANTE TÉRMICO Y ACÚSTICO.

PROPIEDADES DEL CONCRETO


1.- RESISTENCIA A LA COMPRESION. (fć)

LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO ESTRUCTURAL

SE BASA EN EL CONOCIMIENTO DE LA RESISTENCIA PROMEDIO DE

LOS RESULTADOS VALIDOS, SOBRE UN CONJUNTO DE PROBETAS

(CILINDROS) NORMALIZADAS, EN UNA FECHA DETERMINADA Y

SIGUIENDO UN PROCEDIMIENTO ESTABLECIDO. (COVENIN 338).



1.- RESISTENCIA A LA COMPRESION. (fć)



EFECTO DE LA EDAD EN EL CONCRETO



EFECTO DE LA RELACION AGUA/CEMENTO



2- RESISTENCIA A LA TRACCION (FT)

DEBIDO A LA DIFICULTAD EXPERIMENTAL PARA DETERMINAR LA

RESISTENCIA A LA TENSIÓN DEL CONCRETO, LAS NORMAS

COVENIN 1753, ACEPTAN QUE EL CONCRETO PUEDE SOPORTAR UN

ESFUERZO A TRACCIÓN DE APROXIMADAMENTE UN 10% Y UN 15%

DEL ESFUERZO MÁXIMO A COMPRESIÓN.



3- RESISTENCIA AL CORTE (V)

LA RESISTENCIA AL CORTE O CIZALLAMIENTO TIENE GRAN

IMPORTANCIA EN LOS ASPECTOS ESTRUCTURALES, PERO, DEBIDO

A QUE NO SUELE ACTUAR SOLA, EN EL CALCULO SE UTILIZAN

DIVERSAS FORMULAS PARA ESTIMARLA EN FORMA INDIRECTA,

SEGÚN LAS SOLICITACIONES A QUE ESTE SOMETIDO EL ELEMENTO.



4- RESISTENCIA AL APLASTAMIENTO (BN)

LA NORMA DA UN TRATAMIENTO ESPECIAL PARA ÁREAS DE

SOPORTE SOMETIDAS A LA COMPRESIÓN.

SECCIÓN 10.8 Y 19.5.5 SE ESTABLECE QUE:

LA RESISTENCIA TEÓRICA AL APLASTAMIENTO Bn DEL ÁREA

CARGADA “A1”, SE CALCULARA CON LA FORMULA:

Bn = 0,85 f’c A1



MODULO DE ELASTICIDAD

SE DENOMINA MODULO DE ELASTICIDAD (Ec) A “LA RELACIÓN

ENTRE LA TENSIÓN APLICADA Y LA DEFORMACIÓN UNITARIA

PRODUCIDA”.

“ES LA PENDIENTE DE LA PARTE INICIAL RECTA DE LA CURVA

ESFUERZO-DEFORMACIÓN, ES MAYOR CUANTO MAYOR ES LA

RESISTENCIA DEL CONCRETO”.



MODULO DE ELASTICIDAD

LA NORMA 1753 (ARTICULO 8.3) AUTORIZA LAS EXPRESIONES

SIGUIENTES PARA DETERMINAR EL MODULO DE ELASTICIDAD Ec

EMPLEADO EN LOS CÁLCULOS DE DEFORMACIONES Y PERIODOS

DE VIBRACIÓN:

Ec = 0,137 (Wc)1,5 √fć (Kg/cm2) PARA VALORES DE

PESO UNITARIO W ENTRE 1.400 Y 2.500 Kg/m3

Ec = 15.100 √fć (Kg/cm2) PARA CONCRETO DE PESO

NORMAL.

ACERO DE REFUERZO EN EL CONCRETO


NORMA VENEZOLANA DE ACERO PARA EDIFICACIONES “METODO

DE LOS ESTADOS LIMITES” COVENIN 1618:1998. EL OBJETIVO DEL

DISEÑO POR EL METODO DE LOS ESTADOS LIMITES ES MANTENER

UNA BAJA PROBABILIDAD DE ALCANZAR UN ESTADO LIMITE

PREESTABLECIDO PARA UNA DADA TIPOLOGIA ESTRUCTURAL.



UTILIDAD DEL ACERO DE REFUERZO EN EL CONCRETO.

AUMENTAR DUCTILIDAD

AUMENTAR RESISTENCIA

RESISTIR ESFUERZOS DE TENSIÓN Y COMPRESIÓN

RESISTIR CORTANTE

RESISTIR TORSIÓN

RESTRINGIR AGRIETAMIENTO

REDUCIR DEFORMACIONES A LARGO PLAZO

CONFINAR EL CONCRETO.









COVENIN 2002-1988


CRITERIOS Y ACCIONES MÍNIMAS PARA EL PROYECTO DE EDIFICACIONES


ACCIONES PERMANENTES

SON LAS QUE ACTUAN SOBRE LA EDIFICACION Y CUYA MAGNITUD

PUEDE CONSIDERARSE INVARIABLE EN EL TIEMPO, COMO LAS

CARGAS DEBIDAS AL PESO PROPIO DE LOS COMPONENTES

ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES: PAVIMENTOS, RELLENOS,

PAREDES, TABIQUES, FRISOS, INSTALACIONES FIJAS, ETC.

IGUALMENTE EL EMPUJE ESTATICO DE LIQUIDOS Y TIERRAS QUE

TENGAN CARÁCTER PERMANENTE.


ACCIONES PERMANENTES

Baranda Protectora

Paredes

Losa de Techo

Ventanas

Puertas


ACCIONES VARIABLES

SON AQUELLAS QUE ACTUAN SOBRE LA EDIFICACION CON UNA

MAGNITUD VARIABLE EN EL TIEMPO Y QUE SE DEBEN A SU

OCUPACION Y USO HABITUAL, COMO LAS CARGAS DE PERSONAS,

OBJETOS, VEHÍCULOS, ASCENSORES, MAQUINAS, GRUAS MOVILES,

SUS EFECTOS DE IMPACTO, ASÍ COMO LAS ACCIONES VARIABLES DE

TEMPERATURA Y REOLOGICAS Y LOS EMPUJES DE

LIQUIDOS Y TIERRAS QUE TENGAN UN CARÁCTER VARIABLE.


ACCIONES VARIABLES

Vivienda: 175 kg/m2 Escuelas: 300 kg/m2 aulas y

400 kg/m2 en corredores

Construcciones Deportivas

(GRADAS): 500 kg/m2


ACCIONES ACCIDENTALES:

SON LAS ACCIONES QUE EN LA VIDA UTIL DE LA EDIFICACION

TIENEN UNA PEQUEÑA PROBABILIDAD DE OCURRENCIA SOLO

DURANTE LAPSOS BREVES DE TIEMPO, COMO LAS ACCIONES

DEBIDAS AL SISMO, AL VIENTO, ETC..


ACCIONES ACCIDENTALES:

Falla de la Estructura por TSUNAMI

Falla por CAMBIOS DE TEMPERATURA


ACCIONES EXTRAORDINARIA:

SON LAS ACCIONES QUE NORMALMENTE NO SE CONSIDERAN

ENTRE LAS QUE ACTUAN EN LA VIDA UTIL DE UNA EDIFICACION Y

QUE, SIN EMBARGO, PUEDEN PRESENTARSE EN CASOS

EXCEPCIONALES Y CAUSAR CATASTROFES


COMBINACIONES DE ACCIONES

LAS ACCIONES PUEDEN ACTUAR EN DIFERENTES COMBINACIONES,

POR LO QUE LAS FUNDACIONES, LA ESTRUCTURA Y TODOS SUS

COMPONENTES, DEBERÁN ANALIZARSE O REVIZARSE PARA LA

ENVOLVENTE DE LAS SOLICITACIONES QUE PRODUZCAN LOS

EFECTOS MAS DESFAVORABLES EN LA EDIFICACION.


MOVIMIENTO DE LAS ACCIONES VARIABLES:

EN LAS LOSAS O PLACAS DE ESTRUCTURAS CONTINUAS, LOS

EFECTOS MAXIMOS SE CALCULARAN SITUANDO LAS ACCIONES

VARIABLES EN LA POSICIONES MAS DESFAVORABLES. SIN

EMBARGO, COMO PROCEDIMIENTO EXPEDITIVO Y

SUFICIENTEMENTE APROXIMADO, SE AUTORIZA NO CONSIDERAR

EL MOVIMIENTO DE LAS ACCIONES VARIABLES CUANDO TENGAN

UNA DISTRIBUCION RAZONABLEMENTE UNIFORME Y NO EXCEDAN

LAS MAGNITUDES DE LAS ACCIONES PERMANENTES.


SEÑALAMIENTO DE LAS ACCIONES VARIABLES (COVENIN 2002-88; 3.7)

EN TODO EDIFICIO, ESTRUCTURA, O SUS PARTES, PARA USO

COMERCIAL O INDUSTRIAL, SE EXHIBIRAN PERMANENTEMENTE

LAS MAGNITUDES DE LAS ACCIONES VARIABLES ADOPTADAS EN EL

CALCULO DE LOS ENTREPISOS


CAMBIOS DE USO O MODIFICACIONES (COVENIN 2002-88; 3.16)

TODO CAMBIO QUE IMPLIQUE MODIFICACION EN LAS ACCIONES O

EN EL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DEBERÁ SER

CONSULTADO CON UN INGENIERO O ARQUITECTO, QUIEN

DICTAMINARA SOBRE LA IDONEIDAD O REFUERZO DE LA

ESTRUCTURA. EN CASO CONTRARIO, EL PROPIETARIO SERÁ

RESPONSABLE DE LOS PERJUICIOS QUE OCASIONE EL CAMBIO DE

USO O LA MODIFICACION.


PRUEBA DE CARGA (COVENIN 2002-88; 3.17)

CUANDO HAYA DUDAS RESPECTO A LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL

DE EDIFICACIONES EXISTENTES, LA AUTORIDAD COMPETENTE

PODRÁ EXIGIR PRUEBAS DE CARGA DE LA ESTRUCTURA O SUS

PARTES..


PRUEBA DE CARGA (COVENIN 2002-88; 3.17)










DISEÑO A LA ROTURA


REQUISITOS PARA EL ANÁLISIS Y DISEÑO


REQUISITOS PARA LAS CONDICIONES DE RESISTENCIA Y LAS CONDICIONES DE SERVICIO.

LAS ESTRUCTURAS Y LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES SE

DISEÑARAN PARA TENER EN TODAS LAS SECCIONES UNA

RESISTENCIA MINORADA (DE DISEÑO) MAYOR O IGUAL A LA

SOLICITACIONES (RESISTENCIA REQUERIDA), LA CUAL SE

CALCULARA PARA LAS CARGAS Y LAS FUERZAS MAYORADAS

(DISEÑO A LA ROTURA)


SOLICITACIONES MAYORADAS


RESISTENCIA MINORADA.

LA RESISTENCIA MINORADA (DE DISEÑO) DE UN MIEMBRO, LA DE

SUS UNIONES A OTROS MIEMBROS, O LA DE SUS SECCIONES SERÁ

TOMADA COMO LA RESISTENCIA TEÓRICA (NOMINAL) CALCULADA

DE ACUERDO CON LOS REQUISITOS E HIPOTESIS DE ESTAS

NORMAS, MULTIPLICADA POR UN FACTOR DE MINORACIÓN DE

RESISTENCIA O FACTOR DE INEFICACIA Φ


RESISTENCIA MINORADA.

EL FACTOR DE MINORACIÓN DE RESISTENCIA Φ SERÁ:

•En Flexión sin carga axial ….. 0,90

Carga axial y carga axial con flexión

–Tracción axial y Flexo tracción …. 0,90

–Compresión axial y Flexo compresión 0,90

Miembros zunchados ….. 0,70

Para otros miembros …... 0,65

–Corte y Torsión ….. 0,75

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