Presentado por: Ing. Wilson Enrique Chambilla Jalire

CONCRETO ARMADO I

INTRODUCCION

INTRODUCCION

El concreto armado es el material de construcción predominante en casi todos los países del mundo. Esto se debe a:

• Disponibilidad de los elementos de fabricación: grava, arena, cemento, agua y barras de refuerzo.

• Economía, en comparación con otros materiales de construcción.• Moldeable, por la facilidad con la cual mientras el concreto se

encuentra en estado plástico, puede colocarse en los encofrados y moldes casi de cualquier forma y tamaño.

El C° A° no se restringe solo al concreto vaciado en sitio, sino al concreto prefabricado en planta, luego transportado y colocado en la obra, lo que representa una alternativa que permite ahorros importantes en costo y tiempo de ejecución. Otra variante es el concreto pretensado y postensado.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CONCRETO ARMADO

PRINCIPALES VENTAJAS

• Es un material relativamente fácil conseguir o transportar los materiales necesarios para su fabricación, aún en sitios remotos.

• No se necesita mucha habilidad para su fabricación y utilización.

• Es económico comparado con otros materiales.

• Menores costos de mantenimiento y durabilidad de la estructura.

• El concreto armado se emplea en casi cualquier tipo o forma estructural, es decir su uso no está limitado a un tipo o forma estructural particular.

• Es un material con resistencia al fuego, una estructura de concreto armado sin detalles especiales, tiene una resistencia al fuego entre 1 a 3 horas.

PRINCIPALES VENTAJAS

• Es un material apropiado para cumplir arquitectónicas Es posible obtener diversas texturas y acabados. La forma y las dimensiones de los elementos son definidas por el diseñador y no están sujetas, como en el caso de la madera y el acero, a la disponibilidad en el mercado de secciones estándar.

• Las estructuras de concreto armado poseen monolitismo e hiperestaticidad (redundancia). La redundancia en una estructura permite la redistribución de las fuerzas internas en la eventualidad de una sobrecarga accidental no prevista, así se logra un mayor grado de seguridad al colapso.

• Poseen masa y rigidez, esto las hace menos sensibles a las vibraciones verticales y laterales.

PRINCIPALES DESVENTAJAS

• Tiene poca resistencia a la tracción, aproximadamente la décima parte de su resistencia a la compresión. Aunque el acero se coloca de modo que absorba estos esfuerzos, la formación de grietas es inevitable.

• Requiere de encofrado lo cual implica su habilitación, vaciado, espera hasta que el concreto alcance la resistencia requerida y desencofrado, se requiere tiempo que estas operaciones. El costo del encofrado puede alcanzar entre un tercio y dos tercios del costo total de la obra.

PRINCIPALES DESVENTAJAS

• Su relación resistencia a la compresión versus peso está muy por debajo que la correspondiente al acero, el cual es más eficiente cuando se trata de cubrir grandes luces. El concreto requiere mayores secciones y por ende el peso propio es una carga muy importante en el diseño.

• Requiere de un permanente control de calidad, pues ésta se ve afectada por las operaciones de mezcla, colocación, curado, etc.

• Presenta deformaciones variables con el tiempo. Bajo cargas sostenidas, las deflexiones en los elementos se incrementan con el tiempo.

METODOS DE DISEÑO

METODOS DE DISEÑO

En Concreto Armado existen dos métodos de diseño:

• Diseño elástico ó cargas de servicio.• Diseño a la rotura ó resistencia última.

El primero asume el comportamiento elástico de ambos materiales, consiste en conseguir que los esfuerzos no alcancen los esfuerzos admisibles de una parte de las resistencia del concreto y el esfuerzo de fluencia del acero. No considera el tipo de falla: dúctil ó frágil. No considera factores de seguridad.

El segundo se fundamenta en predecir las cargas que ocasionan la falla y su tipo. Se toma en consideración el comportamiento inelástico del acero y el concreto. Considera en el diseño la adopción de factores de seguridad.

AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (ACI)

Es una organización científica y educacional sin fines de lucro. Comenzó sus actividades en 1904, con la finalidad de servir como foro de discusión de todos los aspectos relacionados con el uso del concreto como material de construcción.

El ACI publica periódicamente el “Building Code Requirements for Structural Concrete ACI-318”. El primer código con el título ACI-318 se publicó en 1941. El ACI-318 es una suerte de código modelo para el diseño del concreto armado, tiene fuerza legal solo si es adoptado como parte de un código local.

EL ACI-318 ha servido y sirve de base para el desarrollo de numerosos códigos en todo el mundo, por ejemplo en Canadá, Nueva Zelanda, Australia y varios países de Latino América, entre ellos, Perú, Chile, Colombia, Ecuador.

NORMAS Y CODIGOS

En el Perú existen diferentes normas técnicas que conforman el Reglamento Nacional de Edificaciones que abarcan entre otras las de estructuras y se dividen en:

Las normas establecen los Requisitos Mínimos que deben cumplir las estructuras, el material, los refuerzos y el diseño. Además intentan asegurar que los niveles de seguridad sean mas o menos uniformes.

NORMA E.060

Esta Norma fija los requisitos y exigencias mínimas para el análisis, diseño, materiales, construcción, control de calidad e inspección de estructuras de concreto simple o armado. Las estructuras de concreto presforzado se incluyen dentro de la definición de estructuras de concreto armado.

Los planos y las especificaciones técnicas del proyecto estructural deberán cumplir con esta Norma, pudiendo complementarla en lo no contemplado en ella.

Esta Norma tiene prioridad cuando sus recomendaciones están en discrepancia con otras normas a las que ella hace referencia.

PROPIEDADES MECANICAS DEL CONCRETO

RELACION ESFUERZO DEFORMACION

RELACION ESFUERZO DEFORMACION

• El concreto simple (sin armaduras de refuerzo) es un material frágil de baja capacidad de deformación que no tiene punto de fluencia ni rango de deformación plástica ni endurecimiento por deformación como el acero.

• A mayor resistencia (f’c) tiene menor capacidad de deformación. La deformación máxima que puede alcanzar el concreto comprimido - εcu - disminuye al aumentar f’c.

• La deformación - εo - correspondiente al valor de f’c, varia entre 0.0015

y 0.003. Al aumentar f’c aumenta εo. Para concretos de hasta unos 350 kg/cm2 el valor de f’c se presenta para deformaciones cercanas a 0.002.

RELACION ESFUERZO DEFORMACION

• Luego de alcanzar f’c empieza una rama descendente producto de la fisuración interna. Por encima del esfuerzo crítico la propagación interna de las grietas se vuelve inestable.

• La longitud de la rama descendente está muy influenciada por las condiciones del ensayo (control de carga o de deformaciones) y por la máquina de ensayo (rígida o flexible), las máquinas flexibles conducen a fallas explosivas de las probetas.

• La curva es aproximadamente lineal hasta 0.4 ó 0.5 de f’c.

• La rama ascendente se puede aproximar por una parábola.

MODULO DE ELASTICIDAD

El ACI permite estimar el valor Ec para concretos de peso específico entre 1,400 y 2,500 kg/m3 mediante la ecuación:

Ec = 0.14 1.5 f’c (kg/cm2)

Siendo el peso específico del concreto en kg/m3.

Para Concretos de Peso Normal (aproximadamente 2,300 kg/m3) el ACI y la Norma Peruana permiten estimar Ec mediante:

Ec = 15000 f’c (kg/cm2)

PROPIEDADES MECANICAS DEL ACERO

RELACION ESFUERZO DEFORMACION

RELACION ESFUERZO DEFORMACION

• fy min = 4,200 kg/cm2 (fluencia nominal, valor mínimo).

• fu min = 6,300 kg/cm2 (esfuerzo máximo o último).

• Es 2’000,000 kg/cm2 (módulo de elasticidad).

• Deformación en el inicio de la fluencia εy = (fy / Es) 0.0021

• Longitud de la plataforma de fluencia = variable.

• Deformación de rotura >> Deformación de fluencia (30 a 40 veces).

• Coeficiente de dilatación 11x10-6 1/C°. Valor muy parecido al del concreto el cual es 10x10-6 1/C°.

CARACTERISTICAS DE BARRAS CORRUGADAS