CONCRETO ESTRUCTURAL

TOMO I

Concreto Estructural Reforzado Y

Concreto Estructural Simple

Ing. BASILIO J. CURBELO

2

BASILIO J. CURBELO ES INGENIERO CIVIL, GRADUADO EN LA UNIVERSIDAD DE LA HABANA, CUBA. TIENE 30 AOS DE EXPERIENCIA

EN DISEO DE PROYECTOS CIVILES DE CENTRALES TERMOELCTRICAS,

HIDROELCTRICAS Y LNEAS DE TRANSMISIN ELCTRICAS

EX-VICEPRESIDENTE DEL COMIT DE NORMALIZACIN DEL CLCULO

ESTRUCTURAL DE CUBA (CONCE) Y EX-PRESIDENTE DEL COMIT DE

CONCRETO ESTRUCTURAL DEL CONCE.

MSTER EN CIENCIAS - INGENIERA CIVIL (AMSTEAD UNIVERSITY) (no

acreditada) DOCTOR EN CIENCIAS - INGENIERA CIVIL (ASHWOOD UNIVERSITY) (no

acreditada)

A todos los que han contribuido al conocimiento de este

maravilloso material

Repblica de Colombia

Departamento del Quindo

Ciudad Armenia

Ao 2015

3

NDICE

CAPTULO I

I.1 COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO SIMPLE, REFORZADO Y PRESFORZADO

I.2 ENSAYOS DE MATERIALES

I. 3. DATOS HISTRICOS

I.4 VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL CONCRETO

I.5 EJEMPLOS PROPUESTOS

CAPTULO II 7

CONCRETO

II.1 COMPONENTES DEL CONCRETO

II.2 AGREGADO GRUESO

II.3 Dejado intensionalmente

II.4. MATERIALES CEMENTANTES

II.5. AGUA

II.6. ADITIVOS

II.7. ALMACENAMIENTO DE LOS MATERIALES

II.8. REQUISITOS DE DURABILIDAD, CALIDAD, MEZCLADO Y COLOCACIN

DEL CONCRETO

II.9. PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDO

II.9.10 EJEMPLOS PROPUESTOS

CAPTULO III 25 REFUERZO III.1. FUNCIONES DEL REFUERZO

III.2. TIPOS DE REFUERZOS.

III.3. REFUERZO DE ACERO NO PRESFORZADO

III.4. DEFORMACIN UNITARIA

III.5.COEFICIENTE DE DEFORMACIN TRMICA

III.6. MDULO DE ELASTICIDAD DEL ACERO DE REFUERZO

III.7.OXIDACIN

III.8 RESISTENCIA DE CLCULO DE LOS ACEROS A LA FATIGA III.9 EVALUACIN Y ACEPTACIN DEL ACERO DE REFUERZO

III.10 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO IV 32

DETALLES DEL REFUERZO

IV.1 GANCHO ESTNDAR

IV.2 DIMETROS MNIMOS DE DOBLAMIENTO

IV.3 CONDICIONES PARA EL DOBLAMIENTO

IV.4 LIMPIEZA DEL REFUERZO

IV.5 COLOCACIN DEL REFUERZO

IV.6 SEPARACIN ENTRE BARRAS

IV.7 RECUBRIMIENTO DEL REFUERZO

IV.8 DETALLES ESPECIALES DEL REFUERZO DE COLUMNAS

IV.9 NCLEO DE ACERO ESTRUCTURAL

IV.10 DETALLES ESPECIALES EN LOS NUDOS

IV.11 REFUERZO TRANSVERSAL PARA ELEMENTOS SOMETIDOS

A COMPRESIN

IV.12 REFUERZO TRANSVERSAL PARA EL ELEMENTOS A FLEXIN

IV.13 REFUERZO PARA RETRACCIN DE FRAGUADO Y VARIACIN DE TEMPERATURA

4

IV.14 REQUISITOS DE INTEGRIDAD ESTRUCTURAL

IV.15 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO V 42

CIMBRAS Y ENCOFRADOS, EMBEBIDOS Y JUNTAS DE CONSTRUCCIN

V.1 DISEO DE CIMBRAS Y ENCOFRADOS

V.2 DESCIMBRADO, PUNTALES Y REAPUNTALAMIENTO

V.3 EMBEBIDOS EN EL CONCRETO

V.4 JUNTAS DE CONSTRUCCIN

V.5 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO VI 45

FUNDAMENTOS DE LAS TEORAS DE RESISTENCIA Y MTODOS DE CLCULO

VI. 1. DATOS EXPERIMENTALES

VI.2. ESTADO ESFUERZO-DEFORMACIN

VI.3. MTODOS PARA CALCULAR LAS SECCIONES DE CONCRETO

ESTRUCTURAL

VI.4 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO VII 48

MTODO DE LOS ESTADOS LMITE

VII.1 CLASIFICACIN DE LOS ESTADOS LMITE Y CONCEPTO DE SEGURIDAD

VII 2.COMPROBACIN DE LA SEGURIDAD

CAPTULO VIII 50

ANLISIS Y DISEO

CONSIDERACIONES GENERALES

VIII.1 CARGAS Y FUERZAS DE DISEO Y DE SERVICIO

VIII. 2 PROCEDIMIENTO DE CLCULO

VIII.3 PRIMERA ETAPA METODOLOGA DE ANLISIS VIII. 4 ANLISIS ESTRUCTURAL ELSTICO GENERAL VIII.5 ANLISIS ELSTICO DE ESFUERZOS

VIII.6 ANLISIS INELSTICO DE ESFUERZO

VIII.7 ANLISIS EXPERIMENTAL DE ESFUERZO

VIII.8.MODELOS DE CELOSAS

VIII.9 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO X

CARACTERSTICAS GEOMTRICAS DE LAS SECCIONES

X.1. SECCIONES BRUTAS (Ag)

X 2.SECCIONES REDUCIDAS (NETAS)

X.3. SECCIONES HOMOGENEIZADAS (TRANSFORMADAS)

5

CAPTULO XI 65

ESTADO LMITE DE FISURACIN XI.1 TIPOS DE GRIETAS

XI.2 CLCULO DEL ANCHO DE GRIETAS EN ELEMENTOS REFORZADOS

XI.3 FISURACIN SEGN EL REGLAMENTO

XI.4 FISURA INCLINADA

XI.5 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XII 69

ESTADO LMITE DE DEFORMACIN

XII.1.ESTADO LMITE DE DEFORMACIN

XII.2 COMPORTAMIENTO DE LA DEFORMACIN

XII. 3 DEFORMACIN TOTAL PARA ELEMENTOS REFORZADO

XII. 4. COMPORTAMIENTO DE LA DEFORMACIN EN UNA VIGA REFORZADA

XII.5. ESPESOR MNIMO PARA VIGAS Y LOSAS REFORZADAS EN UN SOLO

SENTIDO EN ELEMENTOS REFORZADO, A FIN DE NO TENER QUE CALCULAR

LAS DEFORMACIONES DEL ELEMENTO

XII.6 DEFORMACIONES MXIMAS PERMISIBLES

XII.7 EJEMPLO. Determinacin de la flecha (deformacin) de una viga reforzada

XII.8 EJEMPLO. Determinacin de la flecha de una viga continua de tres luces reforzada

XII.9. PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XIII 78

ESTADOS LMITE LTIMO

XIII.1. DIAGRAMA DE CLCULO DEL ESFUERZO-DEFORMACIN DEL CONCRETO

XIII.2 HIPTESIS

XIII.3 RESISTENCIA REQUERIDA

XIII.4 RESISTENCIA DE DISEO

XIII.5. DIAGRAMA DE DOMINIOS

XIII.6 DIAGRAMA DE INTERACCIN DE RESISTENCIA

XIII. 7. SECCIONES GENERALES CON UN PLANO DE SIMETRA COINCIDENTE CON

LA DIRECCIN DE LA CARGA EXTERIOR

XIII. 8 SECCIONES RECTANGULARES SIN ARMADURA EN LA ZONA COMPRIMIDA

XIII.9 PASOS A SEGUIR PARA EL DISEO DE ELEMENTOS SOMETIDOS A FLEXIN

SIMPLE CUANDO SE QUIERE UTILIZAR UN VALOR DETERMINADO DE t XIII. 10 PASOS A SEGUIR PARA EL DISEO DE ELEMENTOS SOMETIDOS A FLEXIN

SIMPLE CUANDO SE CONOCE LA SECCIN

XIII.12 REVISIN DE SECCIONES RECTANGULARES SIN ARMADURA EN LA ZONA

COMPRIMIDA

XIII.13 PASOS A SEGUIR PARA REVISIN DE SECCIONES RECTANGULARES SOMETIDAS

A MOMENTO FLECTOR

XIII. 15 SECCIONES RECTANGULARES CON ARMADURA EN LA ZONA COMPRIMIDA

XIII.16 PASOS A SEGUIR PARA DISEAR UN ELEMENTO RECTANGULAR CON

REFUERZOS EN LA ZONA A TRACCIN Y COMPRESIN

XIII.17 Diseo de una seccin sometida a flexin

XIII.18 SECCIN T SIN ARMADURA EN LA ZONA COMPRIMIDA

XIII.20 Revisin de una seccin T sometida a momento flector

XIII 21 Disear el refuerzo de la seccin de la figura sometida a momento flector

XIII. 22.SECCIN T CON ARMADURA EN LA ZONA COMPRIMIDA

XIII.24 Diseo del refuerzo necesario de una seccin sometida a momento flector

XIII. 25 SECCIN CAJN

XII.26.SECCIONES TRAPEZOIDAL Y TRIANGULAR

XIII. 27. DISTANCIA ENTRE APOYOS LATERALES DE ELEMENTOS SOMETIDOS A

FLEXIN

XIII. 28 REFUERZO MNIMO DEL ELEMENTOS REFORZADO SOMETIDOS A FLEXIN

XIII. 29 PROBLEMAS PROPUESTOS

6

CAPTULO XIV 102

FLEXIN ESVIADA

INTRODUCCIN

XIV.1-DETERMINACIN DEL REFUERZO PARA SECCIONES SIN REFUERZO

EN LA ZONA COMPRIMIDA

XIV 2. DETERMINACIN DE SECCIONES CON REFUERZO EN LA ZONA

COMPRIMIDA

XIV. 3-SOLUCIN CUANDO EL CENTROIDE DEL REFUERZO A TRACCIN NO

COINCIDE CON EL PLANO DE ACCIN DEL MOMENTO FLECTOR

XIV.4. Determinar el refuerzo necesario para una seccin de base bw = 0.3 m, h = 0.6, sometida a un

momento flector Mu = 0.4 MN-m, que forma un ngulo de 4 40 con el eje y-y XIV.5 Determinar el refuerzo necesario de la seccin del XIV.4 pero actuando :

Mu = 0.15 MN-m

XIV.7 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XV 112

COMPRESIN Y FLEXO-COMPRESIN

XV.1 CASOS EN FLEXO-COMPRESIN

XV.2 SECCIN RECTANGULAR Y T

XV.3 ELEMENTOS SOMETIDOS A CARGA BIAXIAL

XV. 4 COLUMNAS CON REFUERZO EN TODAS LOS BORDES

XV. 5 SECCIN CIRCULAR

XV. 6 EFECTOS DE LA ESBELTEZ EN ELEMENTOS A COMPRESIN

XV.7 CONSIDERACIN DE LA ESBELTEZ

XV.7.6 B PASOS A SEGUIR PARA EL CLCULO DE COLUMNA ESBELTAS SIN

DESPLAZAMIENTO LATERAL

XV .7.7 A PASOS A SEGUIR PARA EL CLCULO DE COLUMNA ESBELTAS CON

DESPLAZAMIENTO LATERAL XV.7. 8 TRANSMISIN DE LAS CARGAS DE COLUMNAS A TRAVS DE LOS

14SISTEMAS DE ENTREPISOS

XV.7. 8 TRANSMISIN DE LAS CARGAS DE COLUMNAS A TRAVS DE LOS

SISTEMAS DE ENTREPISOS

XV.9 ELEMENTOS COMPUESTOS A COMPRESIN

XV.10 LMITES PARA EL REFUERZO DE ELEMENTOS REFORZAD SOMETIDOS A

COMPRESIN

XV.11 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XVI1 143 TRACCIN SIMPLE Y FLEXO-TRACCIN

XVI.1 COMPORTAMIENTO

XVI.2.HIPTESIS

XVI. 3.CASOS DE COMPROBACIN DE SECCIONES

XVI.4 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XVII 148

SOLICITACIN TANGENTE (CORTANTE)

XVII.1 INTRODUCCIN

XVII.2.VALOR DEL ANCHO DEL ELEMENTO

XVII.3 RESISTENCIA AL CORTANTE DE ELEMENTOS REFORZADOS

7

XVII.4 DETERMINACIN DE Vu

XVII.5 DETERMINACIN DE Vc EN ELEMENTOS REFORZADOS

XVII.6 Elementos circulares

XVII. 7 RESISTENCIA A CORTANTE CONTRIBUIDA POR EL REFUERZO

XVII.7.6 PASOS PARA EL DISEO DE CORTANTE EN VIGAS REFORZADAS

XVII. 8 ESTRIBOS ADICIONALES EN VIGAS APOYADAS INDIRECTAMENTE SOBRE

OTRAS VIGAS

XVII. 9.ELEMENTOS CON REFUERZO DE PERFILES

XVII. 10. ELEMENTOS CON ALTURA VARIABLE

XVII.11 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XVIII 158

TORSIN

INTRODUCCIN

XVIII.1. TORSIN COMO SOLICITACIN SECUNDARIA

XVIII.2. CLCULO DEL MOMENTO TORSOR MAYORADO (Tu)

XVIII.3 RESISTENCIA AL MOMENTO TORSOR

XVIII.4. REFUERZO NECESARIO A TORSIN

XVIII.5. REDUCCIN DEL REFUEZO LONGITUDINAL

XVIII.6 DETALLES DEL REFUERZO PARA TORSIN

XVIII.7 REFUERZO MNIMO PARA TORSIN

XVIII.8 ESPACIAMIENTO DEL REFUERZO A TORSIN

XVIII.9 PASOS A SEGUIR PARA EL CLCULO A TORSIN DE ELEMENTOS

REFORZADOS

XVIII.10.1 EJEMPLO DE VIGA SOMETIDA A MOMENTO TORSOR

Pgina XVIII.11 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XIX 169

CORTANTE POR FRICCIN

XIX.1 REFUERZO PERPENDICULAR AL PLANO DE CORTANTE

XIX.2 REFUERZO INCLINADO AL PLANO DE CORTANTE

XIX.3 EJEMPLO Diseo de anclaje por friccin XIX.4 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XX 172

ELEMENTOS DE GRAN ALTURA SOMETIDOS A FLEXIN

(VIGA PARED)

INTRODUCCIN

XX. 1 DISEO A CORTANTE

XX.2 Elementos simplemente apoyados

XX.3 Elementos continuos

XX. 3A SECCIN CRTICA

XX. 4 VALOR DEL CORTANTE RESISTIDO POR EL CONCRETO

XX. 5 VALOR DEL CORTANTE RESISTIDO POR EL ACERO

XX. 6 REFUERZO LONGITUDINAL

XX. 7 PASOS A SEGUIR PARA EL DISEO DE VIGAS PARED

XX. 8 Diseo de una viga pared simplemente apoyada

XX. 9 DISEO DE UNA VIGA PARED CONTINUA

XX.10 MTODO DE MODELOS PUNTAL-TENSOR

XX. 11 Diseo de una viga pared simplemente apoyada utilizando el modelo puntal-tensor XX.12 PROBLEMAS PROPUESTOS

8

CAPTULO XXI 186

MNSULAS Y CARTELAS

INTRODUCCIN

XXI.1 DISEO

XXI. 2 PASOS A SEGUIR PARA EL DISEO DE UNA MNSULA

XXI .3 EJEMPLO DISEO DE UNA MNSULA

XXI.4 Diseo de una mnsula por el mtodo de puntal-tensor

XXI.5 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XXII 191

MUROS (PAREDES)

INTRODUCCIN

XXII.1 REFUERZO MNIMO

XXII.2 DISEO DE MUROS COMO COLUMNA

XXII. 3 MTODO DE DISEO EMPRICO DE MUROS SOMETIDO A CARGA VERTICAL Y

CARGA HORIZONTAL PERPENDICULAR A SU PLANO XXII. 4 MUROS NO PORTANTES

XXII. 5 MUROS COMO VIGAS A NIVEL DEL TERRENO

XXII. 6 DISEO ALTERNATIVO DE MUROS ESBELTOS SOMETIDOS A CARGAS

VERTICALES Y CARGAS HORIZONTALES PERPENDICULAR A SU PLANO

XX1I .7 EJEMPLO DE DISEO DE UN MURO

XXII.8 EJEMPLO DE DISEO DE UN MURO

XXII .9 EJEMPLO DE DISEO DE UN MURO POR EL MTODO EMPRICO

XX1V.10 EJEMPLO DE DISEO DE UN MURO POR EL MTODO ALTERNATIVO

XXII.11MUROS SOMETIDOS A CARGAS HORIZONTALES PARALELAS AL PLANO DEL

MISMO Y A CARGAS VERTICALES

XXII.1I.1 EFICIENCIAS DE LOS MUROS

XXII.1I.2 RIGIDEZ DE LOS MUROS

XXII.12.3 RIGIDEZ DE LOS MUROS CON ABERTURAS

XXII.13 EJEMPLO de diseo de un muro con aberturas

XXII. 14 CORTANTE EN LOS MUROS XXII. 16 DISEO DEL REFUERZO CORTANTE PARA MUROS

XXII.17 DISEO DE UN MURO SOMETIDO A CARGAS HORIZONTALES PARALELA AL

EJE DEL MISMO

XXII.18 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XXIII 208

ESFUERZOS DE CONTACTO (APLASTAMIENTO)

CAPTULO XXIV 209

DESARROLLO, EMPALMES DEL REFUERZO Y CORTES DE BARRAS

XXIV.1 DESARROLLO DE BARRAS CORRUGADAS Y DE ALAMBRES CORRUGADOS A

TRACCIN

XXIV.2 EMPALME DEL REFUERZO

XXIV.3 CORTE DE BARRAS

XXIV.4.1 EJEMPLO DE EMBEBIMIENTO DEL REFUERZO

XXIV.4.2 EJEMPLO DE EMBEBIMIENTO DEL REFUERZO CON GANCHO DE 90

XXIV.5 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XXV 221

VIGAS ESTTICAMENTE DETERMINADA

9

XXV.1 VIGAS REFORZADAS

XXV.2 PROBLEMA PROPUESTO

CAPTULO XXVI 226

VIGAS ESTTICAMENTE INDETERMINADAS

XXVI.1 INTRODUCCIN

XXVI.2 COEFICIENTES DE MOMENTOS Y DEFORMACIN DE VIGAS

XXVI.3 EJEMPLO. Calcular una viga continua de tres luces reforzada

XXVI.4 PROBLEMAS PROPUESTOS

Pgina

CAPTULO XXVII 232

ELEMENTOS COMPUESTOS CONCRETO-CONCRETO SOMETIDO A FLEXIN

XXVII.1 INTRODUCCIN

XXVII.2 RESISTENCIA AL CORTANTE VERTICAL

XXVII.3 RESISTENCIA AL CORTANTE HORIZONTAL

XXVII.4 DISEO DEL REFUERZO

XXVII.5 DEFORMACIN

XXVII.6 PASOS A SEGUIR PARA EL DISEO DE UNA SECCIN COMPUESTA CON

PUNTALAMIENTO

XXVII.7 PASOS A SEGUIR PARA EL DISEO DE UNA SECCIN COMPUESTA SIN

APUNTALAMIENTO

XXVII.8 EJEMPLO DE SECCIN COMPUESTA

XXVII.9 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XXVIII 239

LOSA REFORZADA EN UNA DIRECCIN

XXVIII.1 INTRODUCCIN

XXVIII.2 ESPESORES DE LAS LOSAS

XXVIII.3 ANLISIS

XXVIII.4 DISEO

XXVIII.5 FISURACIN

XXVIII.6 DETALLES TPICOS DE COLOCACIN DEL REFUERZO

XXVIII.7 CARGAS CONCENTRADAS

XXVIII.8 REFUERZO DE TEMPERATURA

XXVIII.9 EJEMPLO DE DISEO DE UNA LOSA REFORZADA EN UN SOLO SENTIDO

XXVIII.10 EJEMPLO DE DISEO DE UNA LOSA REFORZADA EN UN SOLO SENTIDO

CON UNA CARGA CONCENTRADA

XXVIII.10A . ABERTURAS EN LAS LOSAS

XXVIII.11 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XXIX 247

SISTEMAS DE LOSAS REFORZADAS EN DOS DIRECCIONES

XXIX.1 ALCANCE

XXIX2. SISTEMAS DE LOSAS

XXIX.3. LOSAS REFORZADAS EN DOS DIRECCIONES

XXIX.4 MTODO DE DISEO DIRECTO

10

XXIX.5 PASOS A SEGUIR PARA EL DISEO UTILIZANDO EL MTODO DIRECTO

PARA LOSAS REFORZADA

XXIX.6 EJEMPLO DE DISEO DE UNA LOSA PLANA POR EL MTODO DIRECTO

XXIX.7 EJEMPLO DE DISEO DE UNA LOSA CON VIGAS POR EL MTODO DIRECTO

XXIX.8 MTODO DEL PRTICO EQUIVALENTE

XXIX. 9 DEFORMACIN DE LAS LOSAS REFORZADAS EN DOS SENTIDOS

XXIX. 10 A PASOS A SEGUIR PARA EL DISEO DE LOSAS REFORZADAS EN DOS

DIRECCIONES POR EL MTODO DEL PRTICO EQUIVALENTE

XXIX.11 EJEMPLO DEL DISEO DE UNA LOSA REFORZADA POR EL MTODO DEL

PRTICO EQUIVALENTE

XXIX.12 ANLISIS DEL MTODO DEL PRTICO EQUIVALENTE PARA CARGA

HORIZONTALES EN PRTICOS NO ARRIOSTRADOS

XXIX.13 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XXX 286

LOSAS EN DOS DIRECCIONES APOYADAS EN MUROS O VIGAS RGIDAS

XXX .1 INTRODUCCIN

XXX.2 CARGAS LINEALES Y CONCENTRADAS

XXX.3 EJEMPLO DE LOSAS EN DOS DIRECCIONES

XXX.4 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XXXI 294

CIMENTACIONES

INTRODUCCIN

XXXI.1 TIPOS DE CIMIENTOS

XXXI.2 . CARGAS Y REACCIONES

2XXXI.3 CIMIENTOS AISLADO XXXI.4 CIMIENTO CORRIDO (L >> B)

XXXI.5 Consideraciones adicionales

XXXI.6 APLICACIONES DE LA FORMULA DE LA RESISTENCIA LTIMA DEL SUELO

XXXI.7 Ejemplo de cimiento corrido

XXXI.8 EJEMPLO DE CIMIENTO CORRIDO EN ARCILLA

XXXI.9 EJEMPLO DE CIMIENTO CUADRADO

XXXI.10 EJEMPLO DE CIMIENTO RECTANGULAR

XXXI.11 EJEMPLO DE CIMIENTO EN EL MANTO FRETICO

XXXI.12 EJEMPLO DE CARGA EXCNTRICA

XXXI.13 SOLUCIN DE SKEMPTON

XXXI.14 PRESIN DE CONTACTO

XXXI.15 Ejemplo de cimiento sometido a momento flector en dos sentido y a carga axial

XXXI.16 Ejemplo cuando solamente una parte del cimiento est en contacto con el suelo

XXXI.17 CIMIENTO SOMETIDO A FUERZA DE EXTRACCIN

XXXI.18 EJEMPLO DE CIMIENTO SOMETIDO A FUERZA DE EXTRACCIN

XXXI.19 ROTACIN DE CIMIENTOS

XXXI.20 EJEMPLO DE ROTACIN DE CIMIENTOS

XXXI.21 CIMENTOS COMBINADOS

XXXI.21 CIMIENTOS CONTINUOS PARA MS DE DOS COLUMNAS XXXI.22 CIMIENTOS CORRIDOS BAJO MURO XXXI.23 CIMIENTOS ARRIOSTRADOS, CUANDO SE UNEN DOS CIMIENTOS POR VIGAS

XXXI.24 CIMIENTO TIPO BALSA (LOSA)

XXXI.24a CIMIENTOS EN PILOTES

XXXI.25 . DISEO ESTRUCTURAL DE LOS CIMIENTOS AISLADOS

XXXI.26 Transferencia al Cimiento de las Fuerzas en la Base de la Columna, Muro o Pedestal Reforzado

XXXI.26A. MOMENTO DE VUELCO EN LOS CIMIENTOS AISLADOS

XXXI.27 PASOS A SEGUIR EN EL DISEO DE CIMIENTOS AISLADOS

11

XXXI.27A EJEMPLO DE CIMIENTO AISLADO XXXI.28 EJEMPLO CIMIENTO TIPO BALSA XXXI.29 PILOTES Y CAISSONS

XXXI.2 9.1 DISEO DE LAS CIMENTACIONES APOYADAS EN PILOTES

XXXI.2 9.2 DISEO DEL CABEZAL DE UNIN DE LOS PILOTES

XXXI.2 9.2A EJEMPLO DE DISEO DEL CABEZAL DE UNIN DE LOS PILOTES

XXXI.2 9.3 DISEO DE LOS PILOTES

XXXI.30 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XXXII 330

MUROS DE CONTENCIN

XXXII.1 CONDICIONES BSICAS DE DISEO

XXXII.2 ESTABILIDAD EXTERNA DE LOS MUROS DE CONTENCIN XXXII.3 EMPUJE LATERAL DEL SUELO XXXII.4 MUROS DE CONTENCIN Y MUROS SUBTERRNEOS

XXXII.5 MUROS DE GRAVEDAD

XXXII..6 MURO EN VOLADIZO

XXXII.7 EJEMPLO DE MUROS DE CONTENCIN EN VOLADIZO XXXII..8 MUROS CON CONTRAFUERTES

XXXII.9 DISEO DE UN MURO DE CONTENCIN CON CONTRAFUERTES

XXXII.10 DRENAJE XXXII.11 EMPUJE LATERAL DEL SUELO DEBIDO AL SISMO

XXXII.12 Ejemplo de determinacin del peso de un muro de contencin sometido a un sismo

XXXII.13 MUROS SUBTERRNEOS

XXXII.14Diseo de un muro de un stano

XXXII.14 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XXXIII 351

ESCALERAS

XXXIII.1 INTRODUCCIN

XXXIII.2 ESCALERAS REFORZADAS EN UN SLO SENTIDO

XXXIII.2.1 Disear la escalera de la figura, reforzada en un slo sentido

XXXIII.3 ESCALERAS HELICOIDALES

XXXIII.4 ESCALERAS ORTOPOLIGONALES

XXXIII.5 ESCALERAS AUTOPORTANTES

XXXIII.6 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XXXIV 375

INTRODUCCIN AL DISEO DE CSCARAS Y LOSAS PLEGADAS

XXXIV.1 ANLISIS Y DEFINICIONES

XXXIV.2 ANLISIS Y DISEO

XXXIV.3 RESISTENCIA DE DISEO DE LOS MATERIALES

XXXIV.4 REFUERZO DE LA CSCARA

XXXIV.5 CONSTRUCCIN

XXXIV.6 DISEO DE UNA CSCARA CIRCULAR CILNDRICA

XXXIV.7 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XXXV 383

CONCRETO PREFABRICADO

XXXV.1 DISTRIBUCIN DE LAS FUERZAS A LOS ELEMENTOS

12

XXXV.2 DISEO DE LOS ELEMENTOS XXXV.3 INTEGRIDAD ESTRUCTURAL

XXXV.4 DISEO DE LAS CONEXIONES Y LOS APOYOS

XXXV.5 IMPLEMENTOS COLOCADOS EN EL CONCRETO

XXXV.6 INDENTIFICACIN Y MARCAS

XXXV.7 MANEJO

XXXV.8 EVALUACIN DE LA RESISTENCIA DE LOS ELEMENTOS PREFABRICADOS

XXXV.9 VASOS DE CONCRETO PARA COLUMNAS PREFABRICADAS

XXXV.10 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XXXVI 394

EVALUACIN DE LA RESISTENCIA DE ESTRUCTURAS EXISTENTES

XXXVI.1 EVALUACIN DE LA RESISTENCIA

XXXVI.2 DISPOSICIONES PARA LA ACEPTACIN DE CARGAS MENORES

XXXVI.3. PRECAUCIONES DE SEGURIDAD

XXXVI.4 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XXXVII 398

REQUISITOS DE DISEO SISMO RESISTENTE

XXXVII.1 INTRODUCCIN

XXXVIII 2 GRUPOS DE USO DE LAS EDIFICACIONES

XXXVIII 3 SISTEMAS ESTRUCTURALES DESIGNADOS COMO PARTE DE

RESISTENCIA ANTE FUERZAS SSMICAS

XXXVIII 3 SISTEMAS ESTRUCTURALES DESIGNADOS COMO PARTE DE

RESISTENCIA ANTE FUERZAS SSMICAS

XXXVII. 4. ANLISIS Y DISEO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

XXXVII. 5. FACTORES DE REDUCCIN DE RESISTENCIA () XXXVII.6.CONCRETO EN ESTRUCTURAS CONCAPACIDAD DE DISIPACIN DE ENERGA

MODERADA (DMO) Y ESPECIAL (DES)

XXXVII.7. RESISTENCIA DEL ACERO EN ESTRUCTURAS CON CAPACIDAD DE

DISIPACIN DE ENERGA MODERADA (DMO) Y ESPECIAL (DES)

XXXVII.8. EMPALMES MECNICOS EN PRTICOS Y MUROS ESTRUCTURALES

ESPECIALES CON CAPACIDAD DE DISIPACIN DE ENERGA MODERADA (DMO) Y

ESPECIAL (DES)

XXXVII.9. EMPALMES SOLDADOS EN PRTICOS Y MUROS ESTRUCTURALES CON

CAPACIDAD DE DISIPACIN DE ENERGA (DMO) Y ESPECIAL (DES)

XXXVII.10. ANCLAJES AL CONCRETO EN ESTRUCTURAS DE CAPACIDAD DE

DISIPACIN DE ENERGA MODERADA (DMO) Y ESPECIAL (DES)

XXXVIII.11. PRTICOS ORDINARIOS RESISTENTES A MOMENTO CON CAPACIDAD

MNIMA DE DISIPACIN DE ENERGA (DMI)

XXXVII.12 LOSA REFORZADA EN DOS DIRECCIONES SIN VIGAS CON CAPACIDAD

MNIMA DE DISIPACIN DE ENERGA (DMI)

XXXVII.13 PRTICOS INTERMEDIOS RESISTENTE A MOMENTO CON CAPACIDAD

MODERADA DE DISIPACIN DE ENERGA (DMO)

XXXVII.14. MUROS ESTRUCTURALES INTERMEDIOS CON CAPACIDAD MODERADA DE

DISIPACIN DE ENERGA (DMO)

XXXVII.15. ELEMENTOS SOMETIDOS A FLEXIN EN PRTICOS ESPECIALES

RESISTENTE A MOMENTO CON CAPACIDAD ESPECIAL DE DISIPACIN DE ENERGA

(DES)

XXXVII.16 ELEMENTOS SOMETIDOS A FLEXIN Y CARGA AXIAL PERTENECIENTES A

PRTICOS ESPECIALES RESISTENTES A MOMENTOS CON CAPACIDAD ESPECIAL DE

DISIPACIN DE ENERGA

XXXVII.17.NUDOS EN PRTICOS ESPECIALES RESISTENTES A MOMENTO CON

CAPACIDAD ESPECIAL DE DISIPACIN DE ENERGA (DES)

13

XXXVII.18 PRTICOS ESPECIALES RESISTENTES A MOMENTO CONSTRUIDOS CON

CONCRETO PREFABRICADO CON CAPACIDAD ESPECIAL DE DISIPACIN DE

ENERGA

XXXVII.19 MUROS ESTRUCTURALES ESPECIALES DE CONCRETO REFORZADO Y VIGAS

DE ACOPLES CON CAPACIDAD ESPECIAL DE DISIPACIN DE ENERGA (DES)

XXXVII. 20 MUROS ESTRUCTURALES ESPECIALES CONSTRUIDOS USANDO CONCRETO

PREFABRICADO CON CAPACIDAD ESPECIAL DE DISIPACIN DE ENERGA (DES)

XXXVII. 21 DIAFRAGMAS Y CERCHAS ESTRUCTURALES ASIGNADAS A LA CAPACIDAD

ESPECIAL DE DISIPACIN DE ENERGA (DES)

XXXVII.22 CIMENTACIONES DE ESTRUCTURAS ASIGNADAS A LA CAPACIDAD

ESPECIAL DE DISIPACIN DE ENERGA (DES)

XXXVII.23 ELEMENTOS QUE NO SE DESIGNAN COMO PARTE DEL SISTEMA DE

RESISTENCIA ANTE FUERZA SSMICAS

XXXVII.24 PASOS A SEGUIR PARA LA APLICACIN DE LOS REQUISITOS ESPECIALES

DE LAS ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO SOMETIDAS A LA CARGA DE

SISMO

XXXVII.25 EJEMPLO DE DISEO DE REFUERZO CONFINADO EN UNA UNIN VIGA-

COLUMNA

XXXVII.26 REFUERZO TRANSVERSAL EN UNA REGIN DE POTENCIAL ARTICULACIN

DE UNA VIGA

XXXVII.27 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XXXVIII 430

CONCRETO ESTRUCTURAL SIMPLE

XXXVIII.1. INTRODUCCIN

XXXVIII.2. LIMITACIONES

XXXVIII.3. JUNTAS

XXXVIII.4. MTODO DE DISEO

XXXVIII.5. MUROS

XXXVIII.6 Limitaciones

XXXVIII.7 ZAPATAS

XXXVIII.8. PEDESTALES

XXXVIII.9. ELEMENTOS PREFABRICADOS

XXXVIII.10 HORMIGON SIMPLE EN ESTRUCTURAS RESISTENTES A SISMO

XXXVIII.11 EJEMPLO DE CIMIENTO

XXXVIII.12 DISEO DE UN MURO DE UN STANO

XXXVIII.13 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPTULO XXXIX 436

TANQUES Y ESTRUCTURAS DE INGENIERA AMBIENTAL DE CONCRETO

INTRODUCCIN

XXXIX.1 MTODOS DE DISEO

XXXIX.2 CARGAS

XXXIX.3 RESISTENCIA REQUERIDA

XXXIX.5 CONCRETO ESTRUCTURAL SIMPLE

XXXIX.6 MUROS

XXXIX.7 Losas sobre terrenos en estructuras ambientales

XXXIX.8 REQUISITOS ESPECIALES DE DURABILIDAD

XXXIX.9 PROTECCIN CONTRA LA EROSIN

XXXIX.10 REVESTIMIENTO Y COBERTURA

XXXIX.11 COMPATIBILIDAD CON EL OZONO

XXXIX.12 ENSAYOS DE LOS REVESTIMIENTOS

XXXIX.13 TRANSMISIN DEL VAPOR A TRAVS DE COBERTURAS Y

REVESTIMIENTOS

XXXIX.14 SELECCIN DE LOS REVESTIMIENTOS Y COBERTURAS

14

XXXIX.15 JUNTAS

XXXIX.16 BARRERAS IMPERMEABLES

XXXIX.17 SELLANTES

XXXIX.18 LLAVES DE CORTANTE

XXXIX.19 JUNTAS DE CONSTRUCCIN

XXXIX.20 JUNTAS PARA COMPENSAR MOVIMIENTOS

XXXIX.21 JUNTAS DE CONTRACCIN

XXXIX.22 REFUERZO DE RETRACCIN Y TEMPERATURA

XXXIX.23 PROTECCIN DEL CONCRETO PARA EL REFUERZO EN ESTRUCTURAS

AMBIENTALES

XXXIX.24 Diseo de un tanque rectangular

XXXIX.25 PROBLEMAS PROPUESTOS

CAPITULO XLI 464

INTRODUCCIN A LA PATOLOGA DEL CONCRETO ESTRUCTURAL

XLI.1. INTRODUCCIN

XLI.2 EFLORESCENCIA

XLI.3 ELEMENTOS ESTRUCTURALES

CAPITULO XLII 470

PROCEDIMIENTO PARA EL DISEO DE CONSTRUCCIONES DE CONCRETO

ESTRUCTURAL

XLII.1.ESTUDIO GEOTCNICO

XLII. 2. DISEO ARQUITECTNICO

XLII.3.DISEO ESTRUCTURAL

DEFINICIONES 474

NOTACIN 481

REFERENCIAS 487

EQUIVALENCIA 488

NDICE 490

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PREMBULO

Se considera Concreto Estructural todo tipo de concreto utilizado en elementos

estructurales. El Concreto Estructural puede ser: Simple (sin refuerzo) y Reforzado (con

acero presforzado y /o refuerzo no presforzado).

En el presente libro se desarrolla con suficiente amplitud, la teora del diseo y

comprobacin de elementos de Concreto Estructural.

El fin principal de este libro es ayudar a todos los tcnicos que utilizan Concreto

Estructural del Reglamento Colombiano de Construccin Sismo Resistente NSR-10 en

el diseo y comprobacin de Concreto Estructural. Se han incluido: figuras, comentarios

y ejemplos que facilitarn su aplicacin.

El Reglamento NSR-10 est basado en el documento Code Requirements for Structural

Concrete (ACI 318-08 y ACI 318-11)) del American Concrete Institute

La informacin del Reglamento ha sido tomado del Diario Oficial de Colombia No.

47663 del 26 de marzo de 2010, decreto 926 de 2010 y de la modificacin de ese decreto,

con el decreto 092 de 17 de enero de 2011 del Ministerio de Ambiente, Vivienda y

Desarrollo Ambiental.

A lo largo del libro cuando aparezca el Reglamento, nos estamos refiriendo al

Reglamento Colombiano Las formulas e incisos que aparecen entre parntesis

corresponden al del Reglamento.

Se ha tratado seguir la redaccin del Reglamento. Se describe un mtodo de diseo de

Flexin Esviada, elaborado por el Autor. Al elaborar un proyecto para una obra de

Concreto Estructural, es importante, entre otros, tener en cuenta lo siguiente:

a) Que cumpla los requisitos para el uso que va ser destinada b) Que sea resistente y tenga la rigidez adecuada c) Que sea duradera d) Que sea econmica e) Que se pueda construir f) Que sea esttica y agradable

Este libro trata en su alcance que se logre todo lo anterior

El libro est divido en dos partes:

Tomo I: Concreto Estructural Reforzado y Concreto Estructural Simple Tomo II: Concreto Estructural Presforzado

El sistema de unidades que se utiliza es el Sistema Internacional (SI)

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La equivalencia entre el sistema SI, el sistema mks y el sistema Ingls es el

siguiente:

Sistema SI Sistema mks Sistema Ingls

1 MPa 10 kgf / cm^2 142. 3 psi

fc = 21 MPa fc = 210 kgf / cm^2 fc = 3000 psi fc = 28 MPa fc = 280 kgf / cm^2 fc = 4000 psi fc = 35 MPa fc = 350 kgf / cm^2 fc = 5000 psi fc = 24 MPa fc = 420 kgf / cm^2 fc = 6000 psi fy = 240 MPa fy = 2400 kgf / cm^2 fy = 34000 psi

fy = 420 MPa fy = 4200 kgf / cm^2 fy = 60000 psi

fpu = 1760 MPa fpu = 17600 kgf / cm^2 fpu = 250000 psi

fpu = 1900 MPa fpu = 19000 kgf / cm^2 fpu = 270000 psi

fc en MPa 3.18 fc en kgf / cm^2 12fc en psi 0.625 fc en MPa 7.5fc en psi 0.313 fc en MPa fc en kgf / cm^2 3.76 fc en psi fc / 6 en MPa 0.53 fc en kgf / cm^2 2 fc en psi fc / 12 en MPa 0.27 fc en kgf / cm^2 fc en psi 1 MN 0.1 kgf 0. 22 libras

10 N 1 kgf 2. 2 libras

4. 545 N 0.4545 kgf 1 libra

4545 N 454. 5 kgf 1 kips

1 kN 0.0001 kgf 0.00022 libras

1 m 1 m 3. 28 pies

0. 30488 m 0. 30488 m 1 pie

1 MN / m 0.1 kgf / m 0.7216 kips / pie

EJEMPLOS PROPUESTOS 1. Qu tipo de concreto se considera Concreto Estructural?

2. Como puede ser el Concreto Estructural?

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CAPTULO I

I.1 COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO SIMPLE, REFORZADO Y PRESFORZADO

El concreto resiste bien las fuerzas de compresin, pues stas, favorecen el proceso de endurecimiento de

su masa debido al fraguado del cemento y tienden a unir las partculas que la forman, no as, las fuerzas de

traccin que impiden ese endurecimiento y desunen las partculas.

Una viga de concreto simple, simplemente apoyada y sometida a una carga P1, sufre traccin en sus fibras

inferiores (Fig. 1A). Esta viga posee poca resistencia debido a la dbil resistencia del concreto a la trac-

cin y cuando las tensiones de traccin superen la resistencia del concreto a este esfuerzo, se agrietar. Esta

viga posteriormente fallar. Eje neutro

P2 P2 > P1

P1 Refuerzo ordinario

A) grieta acero ordinario grieta B)

P3 B) zona grieta grieta

zona comprimida traccionada P3 > P2

Fuerza de Fuerza de

Presforzado Presforzado

C)

Fig. 1

Esta misma viga, provista de armadura ordinaria en la zona traccionada (Fig. 1B) cuando est sometida a la

carga P1 no fallar debido a que esta armadura tomar las tracciones en los lugares en que se formen las

grietas y fallar a una carga P2 mayor que P1.

Si a la misma viga se le introduce una fuerza de compresin (corrientemente tensando el acero), esta viga

resistir mucha ms carga debido a que el concreto est comprimido y ser necesario una fuerza exterior

muy superior P3 para superar esta compresin y hacer que la viga falle (Fig.1C)

Cuando se unen ambos materiales (concreto y armaduras) de propiedades mecnicas tan diferentes, no se

crea un elemento todo heterogneo en cuanto a su forma de trabajo, ya que la unin se efecta de modo que

esas propiedades mecnicas se complementan.

El trabajo de conjunto de estos materiales es real cuando la transmisin mutua de los esfuerzos sea perfecta,

lo cual se logra por la adherencia que se produce entre la armadura y el concreto.

Como el concreto y el acero poseen coeficiente de dilatacin trmica relativamente semejante, al variar la

temperatura hasta 100 grados centgrados aparecen tensiones inciales y deslizamiento del refuerzo en la

masa del concreto de muy poca importancia.

I.2 ENSAYOS DE MATERIALES (C.3.1)

Se deben realizar ensayos de muestras representativas a los materiales que se vayan a utilizar en la obra

proyectada para asegurar que mismos sean de la calidad requerida.

Los ensayos de los materiales y del concreto se realizan siguiendo las normas tcnicas colombianas, NTC,

promulgadas por el Instituto Colombiano de Normas Tcnicas y Certificacin (ICOTEC). A falta de

ellas deben seguirse las normas de la Sociedad Americana para Ensayos y Materiales (ASTM), de la

Asociacin Americana de Soldaduras (AWS), de la Asociacin Americana de Oficiales Estatales de

Carreteras y Transporte (AASHTO) y del Instituto del Postensado (PTI), de La Asociacin

Americana de Oficiales Estatales de Carreteras y Transporte (AASHTO) mencionadas en el

Reglamento

I. 3. DATOS HISTRICOS

En la isla de Creta, en siglos antes de la tercera centuria antes de Cristo, el concreto fue empleado como

material de construccin, cuyo aglutinante era la cal hidrulica o puzolana, el cual tena la desventajas que

no poda sumergirse en agua, posteriormente en Roma se utiliz como aglutinante una mezcla de cal y

ceniza volcnica

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Las investigaciones, con cales hidrulicas, realizadas por Guyson de Morreau (1756) y de calcinacin de

tierras apropiadas por Parker Lassage terminan con las investigaciones de Vicat en 1818. En 1824,

Apsdin industrializa el cemento.

El concreto de cemento y el concreto reforzado con armadura ordinaria aparecen en el antepasado siglo, por

Lombot. En 1860, Monier lo utiliza en cubetas y tanques.

En 1904 en Alemania y en 1906 en Francia, se editan las primeras Normas y Especificaciones que regulan

el diseo de elementos utilizando estos materiales.

En 1938 la URSS edit un cdigo utilizando el mtodo de Resistencia Ultima y en 1955 empez a utilizar

el mtodo de Estados Lmites. En 1956, los Estados Unidos e Inglaterra comienzan a utilizar el mtodo

de Resistencia Ultima. En la dcada de 1960, diferentes pases comienzan a utilizar el mtodo de Estados

Lmites Entre los principales investigadores del concreto reforzado puede mencionarse a Wayss, Koonen, Bach,

Eaperger Graft, Salinger etc. en Alemania; Caignet, Considere, Hennebigue y Freysinet en Francia;

Rivera Pena, Torroja en Espaa; Talbot, Witney, Abrans, Hollisten, Lin en los Estados Unidos de

Amrica; Belieliubsky, Abramov, Loites, Vlasov, Beliaiev y Murashov en Rusia. En Colombia, en la dcada pasada se aprob el Reglamento de Construcciones Sismorresistente

NSR-98 que regul el diseo del Concreto Estructural en el pas y en la actualidad est en vigor el

Reglamento Colombiano de Construccin Sismo Resistente NSR-10. El Instituto Colombiano de

Normas Tcnicas y Certificacin (ICONTEC) ha editado una gran cantidad de Normas que regulan la

elaboracin y calidad de los materiales.

En Colombia se han realizado grandes obras de Concreto Estructural, entre las que se encuentran:

Centro Administrativo Municipal (CAM) en Armenia, Quindo

Viaducto en Pereira

Torre Corpatria (Bogot)

Edificio Coltager (Medelln)

Torre Las Amricas (Cali)

I.4 VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL CONCRETO

Este material tiene las siguientes ventajas, entre ellas:

-Es refractario

-Puede adaptar cualquier forma

-Puede trasladarse a cualquier lugar

-Puede prefabricarse

-Su resistencia al intemperismo es notable

-Su gasto de mantenimiento es bajo

-Tiene accin monoltica

-Absorbe las vibraciones y oscilaciones

-Tiene una relativa alta resistencia a compresin

Entre sus inconvenientes estn:

-Su gran peso

-Su baja resistencia a la traccin

-El tiempo que tarda en adquirir su resistencia til

-La dificultad que ofrece al realizarse ampliaciones

I.5 EJEMPLOS PROPUESTOS I.5.1 Por qu el concreto resiste bien las fuerzas de compresin?

I.5.2 Cuando el trabajo de conjunto del concreto y el refuerzo es real?

I.5.3 Si la temperatura vara hasta 100C qu importancia tiene en concreto reforzado?

I.5.4 Cul son las ventajas y desventajas del concreto reforzado?

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CAPTULO II

CONCRETO

II.1 COMPONENTES DEL CONCRETO

El concreto es el producto resultante de la mezcla en proporciones adecuadas de ridos gruesos, ridos

finos, aglomerantes (cemento), agua y a veces aditivos; los cuales sufren procesos de fraguado y endu-

recimiento que lo convierte, despus de cierto tiempo, en un slido de caractersticas ptrea.

Los agregados de peso normal deben cumplir con la norma NTC 174 (ASTM C33)

Los agregados livianos deben cumplir la norma NTC 4045 (ASTM C330)

Se permite el uso de agregados que han demostrado a travs de ensayos o por experiencias prcticas que

producen concreto de resistencia y durabilidad adecuada, siempre y cuando aprobados por el Supervisor

Tcnico

II.2 Tamao mximo de los ridos gruesos (agregados) (C.3.3)

El tamao mximo nominal de los ridos no debe ser mayor que:

a) 1 / 5 de la dimensin menor entre los lados de las formaletas

b) 1 / 3 del espesor de las losas

c) 3 / 4 del espaciamiento libre entre las barras o alambres individuales del refuerzo, paquetes de barras o

de los tendones o ductos del Presforzado

Pueden obviarse estas limitaciones si, a juicio del Supervisor Tcnico, los mtodos de compactacin y la

manejabilidad son tales que el concreto pueda ser colocado sin que se produzcan hormigueros, vacos o

segregacin de la mezcla

II.3 MATERIALES CEMENTANTES (C.3.2)

El Cemento Portland es el aglomerante ms utilizado en el Concreto Estructural

El Cemento Portland se define como una mezcla de clinker sometida a una molturacin hasta darle una

finura conveniente y aadiendo una pequea cantidad de yeso.

Se denomina clinker al producto formado por silicato y aluminatos de calcio, fundamentalmente obtenidos

al calcinar materias calizas y arcillosas hasta la fusin parcial. Adems, existen otros tipos de cementos,

entre ellos, los siderrgicos o de escorias, los aluminosos o fundidos, los puzolmicos, etc.

Los materiales cementantes deben cumplir con las siguientes normas:

a) Cementos fabricados bajo las Normas NTC 121 y NTC 321 y ASTM C150 b) Cementos hidrulicos adicionales fabricados bajo la norma ASTM C595, excluyndose los tipos

IS (70) ya que no pueden ser empleados como constituyentes cementantes principales en el concreto estructural

c) Cemento hidrulico expansivo fabricado bajo la norma NTC 4578 (ASTM C845) d) Cemento hidrulico fabricado bajo la norma ASTM C1157 e) Ceniza volante, puzolana natural y materiales calcinados que cumple la norma NTC 3493 (ASTM

618)

f) Escoria granulada molida de alto horno que cumple la norma NTC 4018 (ASTM C989) g) Humo de slice que cumple la norma NTC 4637 (ASTM C1240) h) Cemento blanco que cumple la norma NTC 1362 i) Se prohbe el uso de los cementos denominados de mampostera en la fabricacin de concreto

II.4 AGUA (C.3.4)

El agua empleada en el mezclado del concreto debe cumplir con las disposiciones de la norma NTC 3459

o de la norma ASTM C1602M cuando sean menos exigentes que los de la norma los NTC 3459

El agua de mezclado para concreto presforzado o para concreto que contenga elementos de aluminio

embebidos, incluyendo la parte de agua del agua de mezclado con la que contribuye la humedad libre de los

agregados, no debe contener cantidades perjudiciales de iones cloruros

El agua es un componente importante en la elaboracin del concreto

En general se puede utilizar para el amasado como para el curado del concreto, todas las aguas de

acueductos y las de cualquier fuente de abastecimiento que estn sancionadas por la prctica aceptable.

Al momento de utilizarlas, las aguas no deben estar contaminadas con arcillas o grasas (lubricantes,

petrleo, etc.). Cuando no se poseen antecedentes de su utilizacin o en caso de duda, debe analizarse las

aguas que se van a utilizar en el concreto, aceptndose las que cumplan con las siguientes condiciones:

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Que la dosificacin est basada en mezclas de concreto que se utilicen agua de la misma fuente

Que los cubos para ensayos de morteros hechos con agua potable de mezcla, tengan resistencias a la

compresin a los 7 y 28 das de edad, iguales o mayores al 90% de las resistencias a la compresin de

probetas similares hechas con agua potable. La comparacin de los ensayos de resistencia debe hacerse

sobre mtodos idnticos, con excepcin del tipo de agua empleada en la muestra, preparados y ensayados

de acuerdo con la norma NTC 220 (ASTM C 109)

-Ph mayor de 5 y menor de 8.

-Residuo seco menor de 2 g/litro

-Materia orgnica expresada en oxigeno consumido: 0.03 g/l

-Sustancias soluble menor de 35 g/l

-Cloruro de sodio menor de 35 g/l

-Sulfato (S03) menor de 0.3 g/l

Aceites y grasas menor de 15 g/l

Hidratos de carbono: exenta

Azcar: exenta

No se utilizarn para el amasado y el curado, las aguas negras y las estancadas de zonas pantanosas

II.5 ADITIVOS (C.3.6)

Muy a menudo, en lugar de utilizarse un cemento especial, se pueden modificar algunas de las propiedades

del cemento Portland mediante el uso de un aditivo adecuado.

Los aditivos son productos simples o compuestos pulverizados, en suspensin o disuelto en agua, destinado

a mejorar, reforzar o disminuir ciertas cualidades esenciales del Concreto, como son:

-Plasticidad

-Laborabilidad

-Fluidez

-Impermeabilidad

-Tiempo de fraguado

-Contraccin

-Expansin

-Resistencias a aguas agresivas

-Elaboracin de hormigones ligeros

-Aumento de la resistencia, etc.

Hay gran nmero de productos, pero una caracterstica importante de los aditivos se basa en la experiencia

y pruebas

Los aditivos se pueden clasificar en:

-Reductor de agua en la mezcla

-Retardadores

-Aceleradores

-Reductores

Sin embargo, desde el punto de vista comercial, los fabricantes de estos productos, los clasifican bajo los

siguientes nombres:

-Plastificantes

-Retardador de fraguado

-Incorporado de aire

-Plastificante-retardador de fraguado

-Plastificante-retardador-incorporador de aire

-Plastificante-acelerador de fraguado

-Sper plastificante

Los plastificantes como su nombre lo indica, tienen por objeto dar plasticidad al concreto, evitando todos

los inconvenientes sealados anteriormente. La mayora de estos plastificantes permiten reducir entre un

8% a un 12% el agua a usar en el amasado.

Los aceleradores de fraguado tienen como objetivo principal el endurecimiento rpido del concreto, para

facilitar entre otros aspectos, ejecutar trabajos en un mnimo de tiempo o de forma urgente, reducir el

tiempo de encofrado o el uso de moldes de particular importancia en plantas de prefabricados.

Los aditivos que se utilicen, deben someterse a la aprobacin previa del Supervisor Tcnico

Debe demostrarse que los aditivos a utilizar durante la construccin de la obra son capaces de mantener

esencialmente la misma composicin y comportamiento que mostraron para establecer la dosificacin del

concreto

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a) Los aditivos para reduccin de agua y modificacin del tiempo fraguado deben cumplir con la norma

NTC 1299 (ASTM C494M). Los aditivos para producir concreto fluido deben cumplir la norma NTC

4023 (ASTM C1017M) b) Los aditivos incorporadores de aire deben cumplir con la norma NTC 3502 (ASTM C260)

Los aditivos que se utilicen en el concreto y que no cumplan con a) y b) anteriores deben someterse a la

aprobacin previa del Supervisor Tcnico

El cloruro de calcio o los aditivos que contengan cloruros que no provengan de impurezas de los

componentes del aditivo, no deben emplearse en concreto presforzado, en concreto que contengan aluminio

embebido o en concreto construidos en encofrados permanentes de acero galvanizado

Los aditivos empleados en la fabricacin de concreto que contengan cementos expansivos deben cumplir

NTC 4578 (ASTM C845) deben ser compatibles con el cemento y no producir efectos nocivos

deben ser compatibles con el cemento y no deben producir efectos perjudiciales

II.6 ALMACENAMIENTO DE LOS MATERIALES (C.3.7)

Los materiales cementantes y los agregados deben almacenarse de tal manera que se prevenga su deterioro

o la contaminacin con materiales extraos

En la fabricacin del concreto no pueden utilizarse materiales que se hayan deteriorado o se hayan

contaminado

II.7 REQUISITOS DE DURABILIDAD, CALIDAD, MEZCLADO Y COLOCACIN DEL

CONCRETO II.7.1 Categoras y Clases de exposicin (Tabla C.4.2.1)

La clasificacin de Categoras y Clases de exposicin que hace el Reglamento es la siguiente:

Categora Severidad Clase Condicin

No es aplicable F0 Concreto no expuesto a ciclos de congelamiento y

deshielo

F Moderada F1 Concreto expuesto a ciclos de congelamiento y

Congelamiento deshielo y exposicin ocasional a la humedad

y deshielo Severa F2 Concreto expuesto a ciclos de congelamiento y

deshielo y en contacto continuo con la humedad

Muy severa F3 Concreto