Instituto Tecnologico de Colima

Escuela de Arquitectura

Estructuras de Concreto

M. Ing. Selene Cárdenas Rodríguez

Investigación del concreto reforzado

Equipo:

Alonso Magaña, Mónica Cristina

Santana Barrera, Zulma Rocío

Vázquez Guzmán, Martín Ramón

Villa de Álvarez, Colima. 28/08/15

ÍNDICE

Introducción …………………………………………………………………….

Desarrollo

1.1 Antecedentes historicos del concreto ………………………………….1.2 Propiedades fisico - mecanicas del concreto …………………………1.3 Criterios de diseño por el estado limite ………………………………..1.4 Caracteristicas fisicas y mecanicas del acero reforzado …………….

Cuadro sinóptico ………………………………………………………………..Conclusión ………………………………………………………………………Bibliografia ………………………………………………………………………

INTRODUCCIÓN

El concreto es el material que podríamos definirlo como el fundamental con el cual Ingenieros, arquitectos, constructores y trabajadores vinculados con el sector de la construcción, diseñan y elaboran las obras concebidas para el desarrollo de nuestras ciudades y su infraestructura. Esta constituidos por diferentes materiales, los cuales debidamente dosificados y mezclados se integran para formar elementos monolíticos, que proporcionan resistencia y durabilidad a las estructuras, dependen en su aplicación y en su evaluación, de un adecuado conocimiento de sus constituyentes y de sus propiedades físicas y químicas, las cuales deben ser estudiadas y analizadas según los parámetros de control de calidad para cada situación. El concreto puede ser definido pues, como la mezcla de un material aglomerante (normalmente en nuestro medio cemento PORTLAND hidráulico), unos agregados inertes, agua y eventualmente aditivos y/o adiciones, que al endurecer forman una masa dura y compacta, la cual después de cierto tiempo tiene como propiedad fundamental ser capaz de soportar grandes esfuerzos de compresión.

1.1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS DEL CONCRETO

La historia del cemento es la historia misma del hombre en la búsqueda de un espacio para vivir con la mayor comodidad, seguridad y protección posible. Desde que el ser humano supero la época de las cavernas, ha aplicado sus mayores esfuerzos a delimitar su espacio vital, satisfaciendo primero sus necesidades de vivienda y después levantando construcciones con requerimientos específicos. Templos, palacios, museos son el resultado del esfuerzo que constituye las bases para el progreso de la humanidad.

El pueblo egipcio ya utilizaba un mortero - mezcla de arena con materia cementosa para unir bloques y losas de piedra al elegir sus asombrosas construcciones.

Los constructores griegos y romanos descubrieron que ciertos depósitos volcánicos, mezclados con caliza y arena producían un mortero de gran fuerza, capaz de resistir la acción del agua, dulce o salada.Un material volcánico muy apropiado para estar aplicaciones lo encontraron los romanos en un lugar llamado Pozzuoli con el que aun actualmente lo conocemos como pozoluona.

A principios del siglo antepasado, cuando en Inglaterra fue patentada una mezcla de caliza dura, molida y calcinada con arcilla, al agregársele agua, producía una pasta que de nuevo se calcinaba se molía y batía hasta producir un polvo fino que es el antecedente directo de nuestro tiempo. Los usos industriales de la cal han proporcionado importantes contratos para los químicos e ingenieros desde años atrás cuando la cal y los cementos naturales fueron introducidos. En la actualidad solo se necesita mencionar las paredes y las vigas de concreto reforzado, túneles, diques y carreteras para imaginar la dependencia de la civilización actual con estos productos. La conveniencia, precio accesible, adaptabilidad, resistencia y durabilidad de ambos productos han sido fundamentales para estas aplicaciones.

El hombre tuvo que ir descubriendo ciertas rocas naturales, las cuales a través de una calcinación simple dan un producto que, al agregar agua, se endurece. El avance real no tomaba parte todavía en los estudios fisicoquímicos y de ingeniería química de poner las bases para las plantas modernas y eficientes que trabajaran bajo condiciones controladas en una variedad de materiales crudos.

El cemento “Portland” tiene sus orígenes en la cal u óxido de calcio, a partir del cual y luego de cientos de años de estudios empíricos y científicos, se llega a lo que hoy se conoce como cemento. A través de la historia de los pueblos egipcios, griegos y romanos, se utilizó la cal como ligante en sus construcciones.

En la América Prehispánica los aztecas la emplearon también en la fabricación de tabiques y techos armados con caña y bambú. En 1824, un albañil Inglés llamado Joseph Aspdin, patentó un producto que él llamó cemento Portland, pues al endurecerse adquiría un color semejante al de una piedra de la isla Portland en Inglaterra. En 1838, este cemento se utilizó por primera vez en una construcción de importancia en uno de los túneles construidos bajo el río Támesis en Londres. David Saylor, un técnico norteamericano, fue el primero en fabricar cemento en América, así nacía en 1850 la industria cementera en Norteamérica. El uso del cemento Portland continuó extendiéndose hasta convertirse en el material de construcción más utilizado en el mundo.

La aparición de este cemento y de su producto resultante el concreto ha sido un factor determinante para que el mundo adquiere una fisionomía diferente.Edificios, calles, avenidas, carreteras, presas y canales, fabricas, talleres y casas, dentro del más alto rango de tamaño y variedades nos dan un mundo nuevo de comodidad, de protección y belleza donde realizar nuestros más ansiados anhelos, un mundo nuevo para trabajar, para crecer, para progresar, para vivir.

1.2 PROPIEDADES FÍSICAS-MECANICAS DEL CONCRETO

-Resistencia a la Compresión: La resistencia mecánica del concreto frecuentemente se identifica con su resistencia a compresión, debido a que por un lado es la propiedad mecánica más sencilla y practica de determinar y por otro, esta representa la condición de carga en la que el concreto exhibe mayor capacidad para soportar esfuerzos, de modo que la mayoría de las veces los elementos estructurales se diseñan con el fin de obtener el mayor provecho a esta propiedad. La resistencia potencial a la compresión suele estimarse con muestras de concreto tanto en estado fresco como en estado endurecido. Los parámetros de realización de las pruebas se encuentran determinados en las correspondientes normas con el ánimo de reducir al mínimo las variaciones por efecto de forma, tamaño, preparación, curado, velocidad de carga, etc. propias de cada muestra. La falla bajo la acción de una compresión uniaxial resulta de una falla por tensión de los cristales de cemento o por adherencia en una dirección perpendicular a la carga aplicada; o a un colapso causado por el desarrollo de planos de cortante inclinados. Es posible que la deformación unitaria última sea el criterio de falla, pero el nivel de deformación varia con la resistencia del concreto, a medida que es mayor la resistencia, la deformación unitaria última es menor.

-Resistencia a tensión. La resistencia a tensión depende de las resistencias a tensión propias de la pasta de cemento y los agregados, y de la adherencia que se genera entre ambos, la influencia relativa de estos factores puede variar en función de los procedimientos que se utilizan para determinar la resistencia del concreto a tensión, que son básicamente tres y se presentan esquemáticamente.

a) Prueba de tensión directa: Por medio del ensayo de especímenes cilíndricos o prismáticos, sometidos a una fuerza de tensión axial.

b) Prueba de tensión indirecta: Mediante el ensayo de especímenes cilíndricos, sujetos a una carga de compresión diametral.

c) Prueba de tensión por flexión en especímenes prismáticos (vigas):

Los cuales pueden ser ensayados opcionalmente con una carga en el centro del claro, o con dos cargas concentradas iguales aplicadas en los dos tercios del claro.

MÓDULO DE ELASTICIDAD Y RELACIÓN DE POISSON El método de prueba para la determinación del Módulo de Elasticidad (Módulo de Young) y de la relación de Poisson en especímenes cilíndricos de concreto, cuando se someten a esfuerzos de compresión longitudinal. El Módulo de Elasticidad es la relación que existe entre el esfuerzo y la deformación unitaria axial al estar sometido el concreto a esfuerzos de compresión dentro del comportamiento elástico. Es la pendiente de la secante definida por dos puntos de la curva del esfuerzo-deformación, dentro de esta zona elástica. La Relación de Poisson es la relación entre las deformaciones transversal y longitudinal al estar sometido el concreto a esfuerzos de compresión dentro del comportamiento elástico. Cuando un espécimen de concreto endurecido se somete por primera vez a una carga de compresión axial, que se incrementa progresivamente a velocidad uniforme hasta un valor inferior al de ruptura y después se retira a la misma velocidad, ocurre lo que se muestra esquemáticamente.

En la figura (1) se representa un espécimen cilíndrico de diámetro d y altura h, antes de aplicarle la carga; una vez aplicada la carga hasta llegar al valor de P (que produce un esfuerzo inferior al de

ruptura) el espécimen manifiesta una deformación longitudinal bajo carga Δlc y una deformación transversal simultanea Δtc, según se muestra en la figura (2); después de retirar completamente la carga, el espécimen no recupera totalmente sus dimensiones originales quedándole una deformación permanente, tanto en dirección longitudinal Δlp como en dirección transversal Δtp, como se hace notar en la figura (3).

1.3 CRITERIOS DEL DISEÑO POR EL ESTADO DEL LÍMITE.

El Diseño del estado del límite (LSD) se refiere a un método de diseño utilizado en la ingeniería estructural. El método es en realidad una modernización y racionalización de los conocimientos de la ingeniería, que se encontraba bien establecido antes de la adopción del LSD. Más allá del concepto de un estado límite, el LSD simplemente implica

Fig. 1

la aplicación de la estadística para determinar el nivel de seguridad requerido por o durante el proceso de diseño. Criterios: el diseño límite del estado requiere de una estructura para satisfacer dos criterios principales: el último límite de estado (ULS) y el estado límite de servicio (SLS). Un estado límite es un conjunto de criterios de desempeño (por ejemplo, los niveles de vibración, deformación, resistencia, estabilidad, pandeo, torsión, el colapso) que deben cumplirse cuando la estructura está sometida a cargas. Cualquier proceso de diseño consiste en una serie de supuestos. Las cargas en las que una estructura se verá sometida debe ser estimada, los tamaños de los miembros de cheque debe ser elegido y los criterios de diseño deben ser seleccionados. Todos los criterios de diseño de ingeniería tienen un objetivo común: el de garantizar una estructura segura y garantizar la funcionalidad de la misma.

1.4 PROPIEDADES FÍSICAS-MECANICAS DEL ACERO DE REFUERZO

El acero de refuerzo es aquel que se coloca para absorber y resistir esfuerzos provocados por cargas y cambios volumétricos por temperatura y para quedar ahogado dentro de la masa del concreto. El acero de refuerzo es la varilla corrugada o lisa; además de los torones y cables utilizados para pretensados y postensados. Otros elementos que se utilizan como refuerzo para el concreto son las mallas electro soldadas, castillos y cadenas electro soldadas (armex), escalerillas, etc.

Varilla Corrugada de Acero La norma mexicana NMX-C-407-ONNCCE es la relativa a las varillas. Se fabrican desde el número 3 al 12 (3/8” a 1½” de diámetro), su presentación comercial más común es en tramos de 12m de largo.

VARILLAS DELGADAS Generalmente presenta una resistencia :fy= 4200 kg/cm2, aunque también se fabrican en fy = 6000 kg/cm2 y diámetros en pulgadas

de 5/32, 3/16, 1/4 y 5/16 con longitud de 6 y 12m.

La superficie de la varilla esta provista de rebabas o salientes llamadas corrugaciones, las cuales evitan el movimiento relativo longitudinal entre la varilla y el concreto que la

Dimensiones nominales (norma NMX-C- 407)

rodea. Las características y requisitos de las corrugaciones para varillas son las siguientes:

• Deben estar distribuidas de manera uniforme en la varilla. • Deben estar colocadas con una inclinación de entre 45° y 70° con respecto al eje longitudinal de la varilla. • La distancia entre ellas no debe exceder del 70% del diámetro nominal.

BIBLIOGRAFÍA

Consulta en Internet

http://www.arqhys.com/articulos/diseno-estado-limite.html

Página consultada el día 26/08/15 a las 18:45

http://www.ingenierocivilinfo.com/2010/10/propiedades-del-acero.html

Página consultada el día 27/08/15 a las 09:15