CONCEPTOS CONCRETO ARMADO

CONCRETO CONCRETO ARMADOARMADO

Maria Eugenia Maria Eugenia BelizarioBelizario PelincoPelinco; ; IngIng. Civil. Civil

Universidad Universidad JoseJose Carlos Carlos MariateguiMariategui -- sede Punosede Puno

CAPITULO I Adherencia y anclaje.

CAPITULO II flexin.

CAPITULO III Diseo de losas.

CONTENIDO TEMTICO

CAPITULO IV Diseo de escaleras.

CAPITULO V Diseo de vigas T y vigas doblemente armadas.

CAPITULO VI Diseo de vigas por corte.

CAPITULO VII Diseo de columnas.

DISEO EN CONCRETO ARMADO

Diseo en Concreto Armado

CONCRETO:

El concreto es un material de alta resistencia, con caractersticas similares ala piedra. Por su dureza.

A diferencia de ellas es que el concreto puede ser manejado antes de suendurecimiento a la forma que deseamos manejarlo. Cabe resaltar entoncesque su principal virtud es la resistencia a los esfuerzos de compresin, laque alcanza a los 28 das de fraguado. Mecnica de los cuerpos rgidos.

Concreto Simple (CS)

El concreto simple es la mezcla de agregados {agregado fino y agregadogrueso}, cemento, agua y en casos muy excepcionales aditivos.

H2O + A.F. + A.G. + C+ Aditivos.

Concreto ciclpeo (CC)

El concreto ciclpeo, e la mezcla de concreto simple mas un ciertoEl concreto ciclpeo, e la mezcla de concreto simple mas un ciertoporcentaje de piedra graduada {mediana o grande}.

Concreto armado (CA)

Es la mezcla de cemento, agua, agregado fino, agregado grueso, acero derefuerzo y en algunos casos aditivos.

PROPIEDADES MECANICAS DEL CONCRETO

Las propiedades mecnicas del concreto ya endurecido pueden clasificarse en dos:

Propiedades instantneas o de corta duracin; que serian resistencia en compresin, tensin y corte.Propiedades de larga duracin; rigidez media por el modulo de elasticidad. Las propiedades sepueden definir en trminos de flujo plstico y contraccin.

RESISTENCIA A LA COMPRESINLas resistencias del concreto pueden llegar a obtenerse dependiendo del tipo de mezcla, laspropiedades del agregado y el tiempo y la calidad del curado. Esta resistencia a la compresin delconcreto se determina mediante ensayos estndares que se rigen en las normas Peruanas delconcreto se determina mediante ensayos estndares que se rigen en las normas Peruanas delconcreto armado como el e-60, las normas del ACI.

A continuacin indicamos la resistencia del concreto y su uso:

fc = 140 kg/cm a fc = 175 kg/cm (CC) se utiliza en element os de arriostre y de confinamiento. fc = 210 kg/cm a fc = 280 kg/cm en elementos de mediana resistencia columnas, vigas, etc. fc = 350 kg/cm a fc = 420 kg /cm son los concretos pre esforzados y se usa en elementos a

alta resistencia.

RESISTENCIA DEL CONCRETO

La resistencia a la compresin del concreto normalmente se cuantifica a los 28 das defabricado el concreto, aunque en estructuras especiales como tneles y presas, o cuando seemplean cementos especiales, pueden especificarse tiempos menores o mayores a esos 28das. En tneles es bastante frecuente utilizar la resistencia a los 7 das o menos, mientras enpresas se suele utilizar como referencia la resistencia a los 56 das o ms.

La resistencia del hormign se determina en muestras cilndricas estandarizadas de 15 cm dedimetro y 30 cm de altura, llevadas hasta la rotura mediante cargas incrementalesrelativamente rpidas.

La resistencia a la compresin de hormigones normales (210 - 280 Kg/cm2) y de medianaresistencia (350-420 Kg/cm2) est dominada por la relacin agua/cemento (a menor relacinresistencia (350-420 Kg/cm2) est dominada por la relacin agua/cemento (a menor relacinagua/cemento mayor resistencia) y por el nivel de compactacin (a mayor compactacin mayorresistencia), pero tambin son factores importantes la cantidad de cemento (a mayor cantidadde cemento mayor resistencia) y la granulometra de los agregados (mejores granulometrasdan lugar a mayores resistencias).

TRABAJABILIDAD DEL HORMIGON FRESCO:

Trabajabilidad es la facilidad que presenta el hormign fresco para ser colocado y vibrado encualquier molde.

Los hormigones con baja trabajabilidad presentan problemas de mezclado y problemas decompactacin dentro de los moldes, lo que puede redundar en una disminucin de la resistencia. Latrabajabilidad del hormign se suele categorizar en funcin del asentamiento del cono de Abrams ode la medicin de la dispersin diametral en la mesa de flujo.

Para mejorar la trabajabilidad de un hormign, se puede aadir agua con la consiguientedisminucin de resistencia, o se pueden incluir aditivos plastificantes que no disminuirn suresistencia final.

VELOCIDAD DE FRAGUADO:Las caractersticas propias de la estructura que se desea fundar pueden dar lugar a la necesidad deacelerar o retardar el fraguado del hormign, para lo cual pueden utilizarse cementos especiales(muy poco utilizados en nuestro pas) o aditivos acelerantes y retardantes.

Modulo de elasticidad

El modulo de elasticidad o Young, se aplica nicamente a la tangente de la curva, y es definida comoel modulo tangente inicial y es tambin posible construir un modulo tangente en cualquier punto dela curva, el modulo secante de elasticidad del concreto se determina como la pendiente de la lnearecta que une al origen con un esfuerzo dado.

Las deformaciones que ocurren durante la carga pueden considerarse bsicamente elsticas y quecualquier deformacin posterior debida a la carga se considera flujo plstico.

Segn las normas peruanas de CAen las designaciones e-60 s ugiere lo siguiente para determinarel modulo de elasticidad del concreto.

Ec = 15000 c

El ACI propone lo siguiente para el modulo de elasticidad.

Ec = 0.14 w^1.5 cDonde

Ec = Modulo de elasticidad del concreto.W = Peso unitario del concreto en Kg/m, esta expresin tiene que estar entre lossiguientes parmetros. 1440 y 2480 kg/m.c = Resistencia a la compresin del concreto.(kg/cm)

Acero de refuerzo

SonSon dede seccinseccin circular,circular, presentanpresentan corrugacionescorrugaciones enen susu superficiesuperficie cuyacuya finalidadfinalidaddede laslas corrugacionescorrugaciones eses favorecerfavorecer lala adherenciaadherencia entreentre elel concretoconcreto yy laslas varillasvarillas..EstasEstas corrugacionescorrugaciones aa susu vezvez debendeben dede satisfacersatisfacer requisitosrequisitos mnimosmnimos parapara sersertomadostomados enen elel diseo,diseo, existenexisten trestres calidadescalidades distintasdistintas dede acerosaceros corrugadoscorrugados quequesonson loslos siguientessiguientes.. LosLos acerosaceros masmas comunescomunes fabricadosfabricados enen nuestronuestro mediomedio sonson::

Barra

#

Diametro Peso

kg/m

Area

cm2

Perim

cmPulg. Cms

3 3/8 0.95 0.559 0.71 2.99

4 1/2 1.27 0.993 1.27 3.994 1/2 1.27 0.993 1.27 3.99

5 5/8 1.59 1.552 1.98 4.99

6 3/4 1.91 2.235 2.85 5.98

7 7/8 2.22 3.042 3.88 6.98

8 1 2.54 3.973 5.07 7.98

9 1 1/8 2.86 5.028 6.41 8.98

10 1 1/4 3.18 6.207 7.92 9.97

11 1 3/8 3.49 7.511 9.58 10.97

12 1 1/2 3.81 8.938 11.4 11.97

Nota: los aceros # 7, # 9, # 10, # 14, #

18; no existen en nuestro mercado

nacional.

RELACIN ESFUERZO DEFORMACIN DEL ACERO

LasLas curvascurvas dede esfuerzoesfuerzo--deformacindeformacin deldel aceroacero deldel aceroacero muestranmuestran unauna porcinporcininicialinicial elsticaelstica lineal,lineal, unauna plataformaplataforma dede fluenciafluencia (es(es decirdecir dondedonde lala deformacindeformacincontinuacontinua sinsin aumentoaumento deldel esfuerzoesfuerzo sese lele llamallama esfuerzoesfuerzo dede fluencia)fluencia).. UnaUna reginregindede endurecimientoendurecimiento porpor deformacindeformacin yy finalmentefinalmente unauna zonazona dondedonde elel esfuerzoesfuerzodecaedecae hastahasta queque ocurraocurra lala fracturafractura..

MODULO DE ELASTICIDADEstaEsta dadodado porpor lala pendientependiente dede lala porcinporcin elsticaelstica lineallineal dede lala curvacurva esfuerzoesfuerzo--deformacindeformacin yy generalmentegeneralmente sese tomatoma elel siguientesiguiente valorvalor.. 221010^^66 kg/cmkg/cm..

OXIDACIN DEL ACEROLibreLibre dede oxidooxido durantedurante susu colocacincolocacin parapara nono perjudicarperjudicar lala adherenciaadherencia concon elelconcretoconcreto.. ElEl oxidooxido reducereduce lala seccinseccin transversaltransversal dede laslas varillasvarillas afectandoafectandodirectamentedirectamente susu capacidadcapacidad resistenteresistente.. DuranteDurante elel procesoproceso constructivoconstructivo debedebeverificarseverificarse queque estaesta disminucindisminucin nono seasea critica,critica, sisi elel refuerzorefuerzo sese oxidaoxida dentrodentro deldelconcretoconcreto aumentaraaumentara dede volumenvolumen yy elel recubrimientorecubrimiento sese desprender,desprender, concon elelingresoingreso deldel oxigenooxigeno lala relacinrelacin sese llevarallevara aa cabocabo masmas rpidamenterpidamente yy lala armaduraarmaduraterminaraterminara porpor corroersecorroerse totalmentetotalmente..terminaraterminara porpor corroersecorroerse totalmentetotalmente..

FATIGA DEL ACEROSeSe presentapresenta sisi elel materialmaterial eses sometidosometido aa ciclosciclos dede cargacarga yy descargadescarga siempresiempre quequeporpor lolo menosmenos unouno dede loslos limiteslimites dede cargacarga correspondacorresponda aa unauna solicitacinsolicitacin dedetraccintraccin.. ExisteExiste unun rangorango dede variacinvariacin dede esfuerzosesfuerzos bajobajo elel cualcual sese puedepuedesometersometer indefinidamenteindefinidamente alal aceroacero sinsin queque pierdapierda resistenciaresistencia.. EsteEste esesindependienteindependiente dede susu esfuerzoesfuerzo dede fluenciafluencia.. ParaPara barrasbarras rectasrectas bajobajo lalaespecificacinespecificacin ASTMASTM AA--615615,, eses deldel ordenorden dede 16801680 kg/cmkg/cm sisi sese presentanpresentandoblecesdobleces oo soldadurassoldaduras enen loslos puntospuntos dede mximomximo esfuerzoesfuerzo esteeste valorvalor sese reducereduceenen unun 5050%%..

ADHERENCIA Y ANCLAJE

ElEl concretoconcreto absorbeabsorbe loslos esfuerzosesfuerzos aa lala compresincompresin yy elel aceroacero loslos esfuerzosesfuerzos aa traccintraccin porpor lolotantotanto eses importanteimportante queque existaexista lala adherenciaadherencia entreentre elel concretoconcreto yy elel aceroacero..

ExistenExisten trestres mecanismosmecanismos queque permitenpermiten unauna buenabuena adherenciaadherencia..

AdherenciaAdherencia dede naturalezanaturaleza qumicaqumica entreentre elel concretoconcreto yy elel aceroacero..

AdherenciaAdherencia mecnica,mecnica, debidodebido alal contactocontacto entreentre laslas carascaras deldel aceroacero yy elel concretoconcreto..

AdherenciaAdherencia porpor elel apoyoapoyo directodirecto aa laslas corrugacionescorrugaciones deldel aceroacero dede refuerzorefuerzo sobresobre elelconcretoconcreto..concretoconcreto..

EnEn laslas zonaszonas criticascriticas parapara lala adherenciaadherencia dondedonde sese interrumpeninterrumpen elel aceroacero dede refuerzorefuerzo debidodebidoaa susu longitudlongitud yy parapara lograrlograr unauna buenabuena adherencia,adherencia, serser necesarionecesario unauna ciertacierta longitudlongitud dederefuerzo,refuerzo, capazcapaz dede desarrollardesarrollar unauna fuerzafuerza resistenteresistente entreentre ambosambos materialesmateriales..

AA estaesta longitudlongitud necesarianecesaria parapara desarrollardesarrollar unauna adherenciaadherencia sese lele denominadenomina longitudlongitud dedeanclajeanclaje..

EnEn laslas normasnormas actualesactuales ee--6060,, ACIACI sese realizarealiza dede acuerdoacuerdo alal dimetrodimetro dede laslas varillas,varillas, calidadcalidaddede loslos materialesmateriales ubicacinubicacin yy zonazona dede empalmeempalme.. parapara lala longitudlongitud dede empalmeempalme oo anclajeanclaje..

dimetrodimetro dede lala barrabarra

calidadcalidad dede loslos materialesmateriales..

UbicacinUbicacin yy zonaszonas dede empalmeempalme..

RECUBRIMIENTOSRECUBRIMIENTOSRECUBRIMIENTOSRECUBRIMIENTOS

RECUBRIMIENTOS Y ESPACIAMIENTOS MNIMOSElEl concretoconcreto eses unun materialmaterial poroso,poroso, porpor lolo tantotanto sese debedebe dede protegerproteger concon unun ciertociertorecubrimientorecubrimiento alal aceroacero dede refuerzorefuerzo yaya queque puedepuede serser atacadoatacado porpor algunosalgunos agentesagentesperjudiciales,perjudiciales, yy tambintambin unauna proteccinproteccin adecuadaadecuada contracontra elel fuego,fuego, lala corrosin,corrosin, lalaabrasin,abrasin, etcetc.. SinSin embargoembargo loslos recubrimientosrecubrimientos nono debendeben dede serser demasiadodemasiado gruesosgruesos yayaqueque puedenpueden ocasionarocasionar fallasfallas enen elel concretoconcreto especficamenteespecficamente fisurasfisuras porpor faltafalta dederefuerzosrefuerzos..

AsAs mismomismo loslos refuerzosrefuerzos debendeben dede estarestar bienbien espaciadosespaciados entreentre ellas,ellas, yaya queque lalaconglomeracinconglomeracin dede loslos refuerzosrefuerzos puedepuede provocarprovocar cangrejerascangrejeras enen elel concretoconcreto yy otrasotrasfallasfallas..

Muros de contencin o muros de stano :

Recubrimientos mnimos

Zapatas aisladas :


Losa Aligerada y Losa Maciza :


Viga Peraltada y Vigas chatas :

Recubrimientos mnimos libres a estribos

Columnas :


Columnas y/o vigas de confinamiento:


ESPACIAMIENTOSESPACIAMIENTOSESPACIAMIENTOSESPACIAMIENTOS

Armadura en vigas :

Espaciamiento mnimos en vigas

Armadura en columnas :

Espaciamiento mnimos en columnas

Armadura en losas macizas y muros :

Espaciamiento mximo en losas

Paquete de Barras :

Espaciamiento en paquetes de barras

GANCHOSGANCHOSGANCHOSGANCHOS

Los dimetros mnimos de doblado de lasbarras de refuerzo tienen que ver con :

Capacidad (ductilidad) del acero adoblarse sin romperse o rajarse.

Prevenir el aplastamiento del concretodentro del doblez.

Ganchos :

Dimetros mnimos de doblez

En barras longitudinales En estribos y amarras

Ganchos :


Ganchos en estribos :


PERALTE EN FLEXIONPERALTE EN FLEXIONPERALTE EN FLEXIONPERALTE EN FLEXION

El peralte efectivo (d) se define como ladistancia desde la fibra extrema encompresin de la seccin hasta elcentroide de la armadura en traccin.

DETALLES DE REFUERZO-PERALTE (d)

centroide de la armadura en traccin.

El peralte efectivo (d) se usa en muchasformulas para el anlisis y diseo.

En vigas con acero en una capa :DETALLES DE REFUERZO-PERALTE (d)

d =h-6 (cm)d =6 cm

En losa aligerada :DETALLES DE REFUERZO-PERALTE (d)

d =h-3 (cm)d =3 cm

En losa maciza :DETALLES DE REFUERZO-PERALTE (d)

d =h-3 (cm)

ESTRIBOSESTRIBOSESTRIBOSESTRIBOS

Los estribos en concreto armado,cumplen doble funcin, sirven paraconfinar el concreto (funcin deconfinamiento) y para controlar el

ESTRIBOS

confinamiento) y para controlar elagrietamiento por cortante .

ESTRIBOS

Olive View 1971

Estribos abiertos :

solo se permiten nicamente en elementossin responsabilidad ssmica ya que no sirvenpara confinar

Estribos cerrados :

son obligatorios para elementos sometidosa torsin o que tengan responsabilidadssmica.

Estribos mltiples :

Estribo mal colocado :

COLUMNASCOLUMNASCOLUMNASCOLUMNAS

Cada barra de esquina debe tener apoyolateral proporcionado por el doblez de unestribo con un ngulo comprendidomenor o igual a 135.

DETALLES DE REFUERZO-COLUMNAS

menor o igual a 135.

Refuerzo mnimo para diferentes secciones :

Disposicin del refuerzo longitudinal :

Disposiciones de la Norma relacionadas conla colocacin del refuerzo en columnas

En cuantas elevadas :

..suele ser conveniente agrupar el refuerzoen paquetes de barras

Estribos en columnas :

..restringen el pandeo de las barrasverticales en compresin

Estribos en columnas :

EMPALMESEMPALMESEMPALMESEMPALMES

Existen diferentes tipos de empalmes ydentro de ellos la Norma reconoce losempalmes por traslape, soldadura y atope con fijador mecnico.

DETALLES DE REFUERZO-EMPALMES

tope con fijador mecnico.

Empalmes en vigas :

Empalmes en columnas :

Empalmes en muros y placas :

VARIOSVARIOSVARIOSVARIOS

Detalle de refuerzo en zapatas

Cambio de seccin en columnas

Anclaje de refuerzos

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