CONCRETO ARMADO - ACERO LONGITUDINAL

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CONCRETO ARMADO ACERO LONGITUDINAL 1

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ADHERENCIA A FLEXIONADHERENCIA A FLEXION

SI SE UTILIZARAN BARRAS DE REFUERZO

CIRCULARES LISAS PARA LA CONSTRUCCION DE

LA VIGA DE CONCRETO QUE SE MUESTRA EN LA

FIGURA SIGUIENTE (FIGURA N° 1) Y SI ESTAS SE

LUBRICARAN DE ALGUNA U OTRA MANERA ANTES

DEL VACIADO DE CONCRETO, LA VIGA SERIA

APENAS UN POCO MAS FUERTE QUE SI SE

CONSTRUYERA UTILIZANDO CONCRETO SIMPLE,

ES DECIR SIN REFUERZO.

ING. WILLIAM J. LOPEZ A.

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ADHERENCIA A FLEXIONADHERENCIA A FLEXION

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CONCRETO

ACERO DE REFUERZO

Figura N° 1

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ADHERENCIA A FLEXIONADHERENCIA A FLEXION

SI SE APLICA UNA CARGA “P” (FIGURA N° 2)

LAS BARRAS MANTENDRIAN SU LONGITUD

ORIGINAL A MEDIDA QUE SE DEFLECTARA.

LAS BARRAS SE DESLIZARIAN

LONGITUDINALMENTE CON RESPECTO AL

CONCRETO ADYACENTE, QUE ESTARIA

SOMETIDO A DEFORMACIONES DE TENSION A

CAUSA DE LA FLEXION PRESENTE.

ING. WILLIAM J. LOPEZ A.

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ADHERENCIA A FLEXIONADHERENCIA A FLEXION

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CONCRETO

ACERO DE REFUERZO

Figura N° 2

PPDESLIZAMIENTO EN EL EXTREMO

DESLIZAMIENTO EN EL EXTREMO

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ADHERENCIA A FLEXIONADHERENCIA A FLEXION

PARA QUE EL CONCRETO SE COMPORTE

COMO SE PRETENDE, ES ESENCIAL QUE SE

DESARROLLEN FUERZAS DE ADHERENCIAFUERZAS DE ADHERENCIA

EN LA INTERFASE ENTRE EL CONCRETO Y

EL ACERO, DE MANERA QUE SE EVITE UN

DESLIZAMIENTO SIGNIFICATIVO EN ESA

INTERFASE. VER FIGURA N° 3.

ING. WILLIAM J. LOPEZ A.

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ADHERENCIA A FLEXIONADHERENCIA A FLEXION

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Figura N° 3

(a) FUERZAS DE ADHERENCIA QUE ACTUAN EN EL CONCRETO

(b) FUERZAS DE ADHERENCIA QUE SE EJERCEN SOBRE EL ACERO.

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FUERZAS Y ESFUERZOS QUE ACTUAN EN UNA LONGITUD DIFERENCIAL FUERZAS Y ESFUERZOS QUE ACTUAN EN UNA LONGITUD DIFERENCIAL

DE VIGA:DE VIGA:

dx

T T+dT

V V

C C + dC

jd

Figura N° 4: DCL Elemento de Concreto

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FUERZAS Y ESFUERZOS QUE ACTUAN EN UNA LONGITUD DIFERENCIAL FUERZAS Y ESFUERZOS QUE ACTUAN EN UNA LONGITUD DIFERENCIAL

DE VIGA:DE VIGA:

Figura N° 5: DCL Elemento de Acero

dx

T T+dT

σadherencia

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FUERZAS Y ESFUERZOS QUE ACTUAN EN UNA LONGITUD FUERZAS Y ESFUERZOS QUE ACTUAN EN UNA LONGITUD

DIFERENCIAL DE VIGA:DIFERENCIAL DE VIGA:

EL MOMENTO FLECTOR PRODUCE UN CAMBIO EN LA

FUERZA DE LA BARRA IGUAL A:

dT = dM/jd Y SIENDO EL “σ” LA MAGNITUD DEL ESFUERZO

DE ADHERENCIA PROMEDIO LOCAL POR UNIDAD DE AREA

SUPERFICIAL DE LA BARRA, ENTONCES CON LA SUMA DE

LAS FUERZAS HORIZONTALES OBTENEMOS QUE:

σ*Σ0*dx = dT SIENDO Σ0 LA SUMA DE LOS PERIMETROS DE

TODAS LAS BARRAS.

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FUERZAS Y ESFUERZOS QUE ACTUAN EN UNA FUERZAS Y ESFUERZOS QUE ACTUAN EN UNA

LONGITUD DIFERENCIAL DE VIGA:LONGITUD DIFERENCIAL DE VIGA:

ENTONCES σ = dT/ Σ0*dx Y SI SUSTITUIMOS dT =

dM/jd POR LO QUE NOS QUEDA QUE :

σ = dM/jd*Σ0*dx

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CONCRETO:CONCRETO: EL CONCRETO ES UNA MATERIAL

SEMEJANTE A LA PIEDRA, QUE SE OBTIENE

MEDIANTE UNA MEZCLA CUIDADOSAMENTE

PROPORCIONADA DE CEMENTO, ARENA Y

GRAVA U OTRO AGREGADO Y AGUA; MEZCLA

QUE SE ENDURECE EN FORMALETAS CON LA

FORMA Y DIMENSIONES DE LA ESTRUCTURA

DESEADA.

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CONCRETO:CONCRETO: SEGÚN LA NORMA COVENIN NORMA COVENIN

1753-06:1753-06: PROYECTOS Y CONSTRUCCION DE PROYECTOS Y CONSTRUCCION DE

OBRAS EN CONCRETO ESTRUCTURALOBRAS EN CONCRETO ESTRUCTURAL

TENEMOS QUE CONCRETO ES UNA MEZCLA

DE CEMENTO PORTLAND O DE CUALQUIER

OTRO CEMENTO HIDRAULICO, AGREGADO

FINO, AGREGADO GRUESO Y AGUA CON O

SIN ADITIVOS QUE CUMPLA CON LOS

REQUISITOS EXIGIDOS. (CAPITULOS 4 Y 5).

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ACERO DE REFUERZO:ACERO DE REFUERZO: EL TIPO MAS COMUN DE

ACERO DE REFUERZO VIENE EN FORMA DE

“BARRAS” CIRCULARES LLAMADAS POR LO

GENERAL VARILLAS, CABILLAS, DISPONIBLES EN

UN AMPLIO INTERVALO DE DIAMETROS

APROXIMADAMENTE DESDE LA ¼” A LA 3/8”,

HASTA 1-3/8” PARA APLICACIONES COMUNES.

LOS TAMAÑOS DE LAS CABILLAS SE DENOMINAN

MEDIANTE NUMEROS SIENDO LOS MAS

UTILIZADOS DESDE EL N° 3 AL N° 11.

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ACERO DE REFUERZO:ACERO DE REFUERZO: LOS NUMEROS SE HAN

ORGANIZADOS DE MANERA QUE LA UNIDAD DE LA

DENOMINACION CORRESPONDE MUY CERCANAMENTE AL

NUMERO DE OCTAVOS DE PULGADA DEL TAMAÑO DEL

DIAMETRO. POR EJEMPLO UNA BARRA N° 5 TIENE UN

DIAMETRO NOMINAL DE 5/8” (VER TABLA N° 1). LA

RESISTENCIA UTIL TANTO A TENSION COMO A COMPRESION

DE LOS ACEROS COMUNES, ES DECIR, LA RESISTENCIA A

LA FLUENCIA, APROXIMADAMENTES ES 15 VECES LA

RESISTENCIA A LA COMPRESION DEL CONCRETO COMUN Y

MAS DE 10 VECES SU RESISTENCIA A LA TENSION.

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BARRA N° DIAMETRO EN PULGADAS

3 3/8” = 0,375

4 ½”= 0,50

5 5/8”= 0,625

6 ¾”= 0,75

7 7/8”= 0,875

8 1”= 1,00

9 1-1/8”= 1,128

10 1-1/4”=1,27

11 1-3/8”= 1,41

14 1-3/4”= 1,693

18 2-1/4”= 2,257

Tabla N° 1: Nomenclatura de Barras de Acero

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17Figura N° 6: Marcas de Barras de Acero

H

11

S

Estría Principal

Símbolo de la Productora

N° de la Barra

Tipo de Acero

H

11

S

60Línea del Grado

Marca del Grado

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ACERO DE REFUERZO:ACERO DE REFUERZO: SEGÚN LA NORMA COVENIN NORMA COVENIN

1753-06:1753-06: PROYECTOS Y CONSTRUCCION DE OBRAS PROYECTOS Y CONSTRUCCION DE OBRAS

EN CONCRETO ESTRUCTURALEN CONCRETO ESTRUCTURAL TENEMOS QUE ACERO

DE REFUERZO ES UN CONJUNTO DE BARRAS,

MALLAS O ALAMBRES QUE CUMPLEN CON EL

ARTICULO 3.6 Y QUE SE COLOCAN DENTRO DEL

CONCRETO PARA RESISTIR TENSIONES

CONJUNTAMENTE CON ESTE. SE DICE QUE “BARRA”

ES UN ACERO DE REFUERZO QUE CUMPLE CON LAS

EPECIFICACIONES DE LA SECCION 3.6.2.

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LONGITUD DE DESARROLLO:LONGITUD DE DESARROLLO: SEGÚN LA NORMA NORMA

COVENIN 1753-06:COVENIN 1753-06: PROYECTOS Y CONSTRUCCION DE PROYECTOS Y CONSTRUCCION DE

OBRAS EN CONCRETO ESTRUCTURALOBRAS EN CONCRETO ESTRUCTURAL TENEMOS QUE

LONGITUD DE DESARROLLO O LONGITUD DE

TRANSFERENCIA ES LA LONGITUD DEL ACERO DE

REFUERZO EMBEBIDO EN EL CONCRETO, REQUERIDA

PARA DESARROLLAR LA RESISTENCIA PREVISTA EN

EL DISEÑO DEL REFUERZO EN UNA SECCION

CRITICA. ANTERIORMENTE DESIGNADA LONGITUD DE

DESARROLLO.

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ANCLAJE:ANCLAJE: SEGÚN LA NORMA COVENIN 1753-06:NORMA COVENIN 1753-06:

PROYECTOS Y CONSTRUCCION DE OBRAS EN CONCRETO PROYECTOS Y CONSTRUCCION DE OBRAS EN CONCRETO

ESTRUCTURALESTRUCTURAL TENEMOS QUE ES:

a) LONGITUD DEL REFUERZO O DE UN ANCLAJE MECANICO,

O DE UN GANCHO O DE UNA COMBINACION DE LOS

MISMOS, NECESARIA PARA TRANSMITIR LAS TENSIONES

DE LA BARRA A LA MASA DE CONCRETO.

b) ELEMENTOS DE ACERO COLOCADO ANTES DEL VACIADO

DE CONCRETO O EN CONCRETO ENDURECIDO PARA

TRANSFERIR LAS CARGAS APLICADAS. SE CONSIDERAN

ANCLAJES: PERNOS CON CABEZA, PERNOS CON

GANCHOS, ESPARRAGOS CON CABEZA, ENTRE OTROS.

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MODULO DE ELASTICIDAD Y COEFICIENTE DE MODULO DE ELASTICIDAD Y COEFICIENTE DE

POISSON:POISSON: LA FORMULA GENERAL PROPUESTA PARA

EL MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO SE HA

OBTENIDO DE ESTUDIOS EXPERIMENTALES Ec

(ELASTICIDAD DEL CONCRETO) SE DEFINIO COMO LA

PENDIENTE DE UNA RECTA TRAZADA DESDE LA

TENSION CERO HASTA UNA TENSION A COMPRESION

IGUAL A 0,45f’c. EL MODULO DE ELASTICIDAD

ADOPTADO PARA EL ACERO ES EL MISMO ADOPTADO

POR LA NORMA 1618-98 PARA ESTRUCTURAS DE

ACERO.

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EJEMPLO PARA CALCULO DE LONGITUD DE DESARROLLO SEGÚN EJEMPLO PARA CALCULO DE LONGITUD DE DESARROLLO SEGÚN

LA NORMA:LA NORMA:LA FIGURA QUE SE MUESTRA A CONTINUACION

PRESENTA UNA UNION VIGA – COLUMNA DE UN PORTICO

CONTINUO PARA EDIFICIO. CON BASE AL ANALISIS DEL PORTICO,

EL AREA DE ACERO NEGATIVA REQUERIDA EN EL EXTREMO DE

LA VIGA ES DE 18,71 CM2 Y SE UTILIZARAN DOS BARRAS N°11

QUE PROPORCIONAN UN AREA DE As= 20,12 CM2. LAS

DIMENSIONES DE LA VIGA SON b= 30 CMS Y d=47,5 CMS, h= 50

CMS. (ESTE EJEMPLO SERVIRA PARA LA UNIDAD DE ACERO

TRANSVERSAL EN SU MOMENTO). CALIDAD DEL CONCRETO f’c=

210 KG/CM2 Y Fy= 4200 KG/CM2.

SOLUCION:SOLUCION: VER NORMA COVENIN 1753-06

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Acero Longitudinal

Ldb

2 N° 11

2 N° 10

Empalme de la Columna

Figura N° 7: Ejemplo Unión Viga-Columna

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CONCRETO ARMADOBIBLIOGRAFIA

Arthur H., Nilson – Winter George (1994) DISEÑO DE

ESTRUCTURAS DE CONCRETO Mc Graw Hill

Normas Venezolanas COVENIN – MINDUR – 1753-

06: PROYECTOS Y CONSTRUCCION DE OBRAS

DE CONCRETO ESTRUCTURAL. FUNVISIS.

Arnal, Eduardo (1984). Concreto Armado. Tercera

Edición. Editorial Arte. Caracas. Venezuela.

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