Cap1 Concreto Armado i 2012

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CONCRETO CONCRETO ARMADO IARMADO I

Ing. Leonel Suasaca PelincoIng. Leonel Suasaca PelincoC.A.P. Ingenieria Civil - UANCV

http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.perufootball.4t.com/logoUnivAndina.jpg&imgrefurl=http://www.perufootball.4t.com/CLUBES.htm&h=82&w=62&sz=10&hl=es&start=4&usg=__-wUufnu39GRsbUmB7cNjtwiL8Qc=&tbnid=bSrIgyzfg1cLIM:&tbnh=75&tbnw=57&prev=/images%3Fq%3Duniversidad%2Bandina%26gbv%3D2%26hl%3Des

NORMAS DE DISEÑONORMAS DE DISEÑO

• Para el diseño de concreto armado esta dada por la Norma Técnica de Edificaciones E.060 Concreto Armado - Perú, que forma parte del Reglamento Nacional de Edificaciones "RNE", fue publicado el 08 de Mayo del 2009, la norma ha sido modificada después de 20 años (Norma anterior E.060 1989).

NORMAS DE DISEÑONORMAS DE DISEÑO• Según sus autores está "adaptado" a la realidad Según sus autores está "adaptado" a la realidad

nacional en cuanto a la resistencia de los nacional en cuanto a la resistencia de los materiales y el proceso constructivo empleado materiales y el proceso constructivo empleado en nuestro medio. Entre otras cosas la NTE en nuestro medio. Entre otras cosas la NTE E.060, es una adaptación del código ACI 318-05 E.060, es una adaptación del código ACI 318-05 (Código USA (Código USA building code requirements for building code requirements for structural concretestructural concrete del American Concrete del American Concrete Institute).Institute).

• En general las normas de diseño de concreto reforzado en la mayoría de países latinoamericanos son una copia prácticamente idénticas a la Norma ACI 318-05 el cual a sido actualizada a su versión ACI 318-08.

• La norma E.060 tiene algunas variantes La norma E.060 tiene algunas variantes en comparación a la norma ACI 318 en en comparación a la norma ACI 318 en cuanto a: detalles de refuerzo, los cuanto a: detalles de refuerzo, los factores de reducción de resistencia y factores de reducción de resistencia y factores de amplificación de carga como factores de amplificación de carga como en el caso de la Norma Peruana.en el caso de la Norma Peruana.

• La norma E.060 es un documento exigible La norma E.060 es un documento exigible legalmente. Donde se expone una serie de principios legalmente. Donde se expone una serie de principios sobre la buena practica del diseño de concreto sobre la buena practica del diseño de concreto armado. Conforme se adquieren nuevos armado. Conforme se adquieren nuevos conocimientos sobre el comportamiento del concreto conocimientos sobre el comportamiento del concreto armado. armado.

• El ACI como la norma peruana es revisado El ACI como la norma peruana es revisado periódicamente. Siendo el objetivo efectuar cambios periódicamente. Siendo el objetivo efectuar cambios cada cierto periodo de tiempo. cada cierto periodo de tiempo.

MÉTODOS DE DISEÑOMÉTODOS DE DISEÑOEn la actualidad existen, básicamente dos En la actualidad existen, básicamente dos métodos de diseño en concreto armado: métodos de diseño en concreto armado: DISEÑO ELÁSTICO O POR CARGAS DE DISEÑO ELÁSTICO O POR CARGAS DE SERVICIO SERVICIO Y DISEÑO A LA ROTURA O POR Y DISEÑO A LA ROTURA O POR RESISTENCIA ULTIMA. El primero fue RESISTENCIA ULTIMA. El primero fue utilizado con mucha fuerza hasta mediados del utilizado con mucha fuerza hasta mediados del siglo pasado. El segundo ha adquirido impulso siglo pasado. El segundo ha adquirido impulso desde los años 1960 a la fecha.desde los años 1960 a la fecha.

MÉTODO DE DISEÑO ELÁSTICO oMÉTODO DE DISEÑO ELÁSTICO o CARGAS DE SERVICIO CARGAS DE SERVICIO

• La capacidad resistente de la estructura, del elemento La capacidad resistente de la estructura, del elemento estructural estructural se divide para un factor de seguridad se divide para un factor de seguridad aceptable aceptable para volverla comparable con la magnitud para volverla comparable con la magnitud de las solicitaciones.de las solicitaciones.

• Se consigue un diseño apropiado cuando la magnitud Se consigue un diseño apropiado cuando la magnitud de las Solicitaciones no supera a la Capacidad de las Solicitaciones no supera a la Capacidad Resistente dividida para el Factor de Seguridad (F.S.). Resistente dividida para el Factor de Seguridad (F.S.). Las estructuras de hormigón preesforzado y las de Las estructuras de hormigón preesforzado y las de madera se suelen diseñar bajo este criterio.madera se suelen diseñar bajo este criterio.

• En la actualidad, pruebas de laboratorio han permitido En la actualidad, pruebas de laboratorio han permitido comprobar que el complejo comportamiento del concreto comprobar que el complejo comportamiento del concreto con el paso del tiempo conlleva a una constante con el paso del tiempo conlleva a una constante redistribución de esfuerzos entre el concreto y el acero.redistribución de esfuerzos entre el concreto y el acero.

• El diseño elástico solo se considera una de estas El diseño elástico solo se considera una de estas distribuciones. Con el tiempo, las condiciones no distribuciones. Con el tiempo, las condiciones no consideradas pueden ocasionar la falla, dúctil o frágil, que consideradas pueden ocasionar la falla, dúctil o frágil, que presenta un elemento bajo determinadas solicitaciones y, en presenta un elemento bajo determinadas solicitaciones y, en la medida de lo posible, orientar la falla según sea la medida de lo posible, orientar la falla según sea conveniente. El método elástico no considera ese punto.conveniente. El método elástico no considera ese punto.

MÉTODO DE DISEÑO ELÁSTICO oMÉTODO DE DISEÑO ELÁSTICO o CARGAS DE SERVICIO CARGAS DE SERVICIO

MÉTODO DE DISEÑO A LA ROTURA o MÉTODO DE DISEÑO A LA ROTURA o POR RESISTENCIA ULTIMAPOR RESISTENCIA ULTIMA

• Las solicitaciones que actúan sobre la estructura se mayoran Las solicitaciones que actúan sobre la estructura se mayoran mediante factores apropiados para que las acciones exteriores sean mediante factores apropiados para que las acciones exteriores sean comparables con la capacidad resistente del elemento estructural. comparables con la capacidad resistente del elemento estructural.

• Se predice la carga de que ocasiona la falla y se analiza el modo del Se predice la carga de que ocasiona la falla y se analiza el modo del colapso.colapso.

• En pruebas de laboratorio se ha podido comprobar que es posible En pruebas de laboratorio se ha podido comprobar que es posible predecir estas cargas con precisión suficiente. Este método toma en predecir estas cargas con precisión suficiente. Este método toma en consideración el comportamiento inelástico del acero y el concreto consideración el comportamiento inelástico del acero y el concreto y por lo tanto, se estima mejor la capacidad de carga del elemento.y por lo tanto, se estima mejor la capacidad de carga del elemento.

• El diseño por rotura permite controlar el modo de falla de una estructura compleja considerando la resistencia última de las diversas partes del sistema. Algunos elementos se diseñan con menor margen de seguridad que otros para inducir su falla primero.

• Permite obtener un diseño más eficiente, considerando la distribución de esfuerzos que se presenta dentro del rango inelástico.

• Este método no utiliza el modulo de elasticidad del concreto, el cual es variable con la carga. Esto evita introducir imprecisiones en torno a este parámetro.

• El método de diseño a la rotura permite evaluar la ductilidad de la estructura.• Este procedimiento permite usar coeficientes de seguridad distintos para los

diferentes tipos de carga.

• El diseño por rotura permite controlar el modo de falla de una estructura compleja considerando la resistencia última de las diversas partes del sistema. Algunos elementos se diseñan con menor margen de seguridad que otros para inducir su falla primero.

• Permite obtener un diseño más eficiente, considerando la distribución de esfuerzos que se presenta dentro del rango inelástico.

• Este método no utiliza el modulo de elasticidad del concreto, el cual es variable con la carga. Esto evita introducir imprecisiones en torno a este parámetro.

• El método de diseño a la rotura permite evaluar la ductilidad de la estructura.• Este procedimiento permite usar coeficientes de seguridad distintos para los

diferentes tipos de carga.

• Las desventajas de usar este método es que solo se basa en criterios de resistencia. Sin embargo, es necesario garantizar que las condiciones de servicio sean óptimas, es decir, que no se presentan deflexiones excesivas, ni agrietamientos críticos. Con la mejora en la calidad del concreto y la obtención de secciones cada vez menores, se tiende a perder rigidez e incrementar las deflexiones y ancho de las fisuras. Por ello, es conveniente usar este método con su respectivo chequeo para garantizar su servicio.

• Para el diseño de estructuras de CA se utilizará el Diseño por Para el diseño de estructuras de CA se utilizará el Diseño por Resistencia. Deberá proporcionarse a todas las secciones de Resistencia. Deberá proporcionarse a todas las secciones de los elementos estructurales Resistencias de Diseño (los elementos estructurales Resistencias de Diseño (Rn) Rn) adecuadas, de acuerdo con las disposiciones de esta Norma, adecuadas, de acuerdo con las disposiciones de esta Norma, utilizando los factores de carga (amplificación) y los factores utilizando los factores de carga (amplificación) y los factores de reducción de resistencia de reducción de resistencia . .

• Se comprobará que la respuesta de los elementos Se comprobará que la respuesta de los elementos estructurales en condiciones de servicio (deflexiones, estructurales en condiciones de servicio (deflexiones, agrietamiento, vibraciones, fatiga, etc.) queden limitadas a agrietamiento, vibraciones, fatiga, etc.) queden limitadas a valores tales que el funcionamiento sea satisfactorio.valores tales que el funcionamiento sea satisfactorio.

CARGAS

Fenómenos naturales a los que se encuentra expuesto cualquier edificio:

• Cargas gravitatorias (vivas y muertas)• Sismo• Viento• Hundimientos del terreno• Deslizamientos de laderas• Empuje de suelos/agua• Deterioro de los materiales• Incendios, explosiones, otros.

Ventajas y desventajas del concreto reforzado frente a otros materiales.Ventajas

1.Es durable a lo largo del tiempo y no requiere de una gran inversión para su mantenimiento. Tiene una vida útil extensa.2.Tiene gran resistencia a la compresión en comparación con otros materiales.3.Es resistente al efecto del agua.4.En fuegos de intensidad media, el concreto reforzado sufre daños superficiales si se provee un adecuado recubrimiento al acero. Es más resistente al fuego que la madera y el acero estructural.5.Se le puede dar la forma que uno desee haciendo uso del cimbrado adecuado.6.Le confiere un carácter monolítico a sus estructuras lo que les permite resistir más eficientemente las cargas laterales de viento o sismo. 7.No requiere mano de obra muy calificada. 8.Su gran rigidez y masa evitan problemas de vibraciones en las estructuras erigidas con él.9.En la mayoría de lugares, es el material más económico.10.Por su gran peso propio, la influencia de las variaciones de cargas móviles es menor.

Ventajas y desventajas del concreto reforzado frente a otros materiales.

Desventajas

1.Tiene poca resistencia a la tensión, 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.2.Requiere de cimbrado lo cual implica su habilitación, vaciado, espera hasta que el concreto alcance la resistencia requerida y descimbrado. con el tiempo que estas operaciones implican. El costo del cimbrado puede alcanzar entre un tercio y dos tercios del costo total de la obra.3.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 claros. El concreto requiere mayores secciones y por ende el peso propio es una carga muy importante en el diseño.4.Requiere de un permanente control de calidad, pues ésta se ve afectada por las operaciones de mezcla, colocación, curado, etc.5.Presenta deformaciones variables con el tiempo. Bajo cargas sostenidas, las deflexiones en los elementos se incrementan con el tiempo.