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UNIVERSIDAD TECNICA DE ORUROFACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA

INGENIERIA CIVIL

5. Datos de laboratorioCALCULO DE LAS CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES

CARACTERISTICAS UNIDADES DIMENSIONES DE LAS PROBETASResistencia C. del Hº 220 kg/cm^2Modulo E. DEL hº 244149.7246 kg/cm^2 Dimension PROBETA 1 cm. PROBETA 2 cm.Peso Esp. Del Hº 2400 kg/cm^2 b 15 12Limite elastico de A. 4200 kg/cm^2 h 15 15Modulo de E. de A 2300000 kg/cm^2 L 70 60

rec geom 1.5 1.5

6. Cálculos preliminares de laboratorio6.1. Cálculo de la dosificación

f'c 220 [Kg/ cm2]

P.e. Cemento 3.01 [gr/ cm3]

Descripcion A.Fino A.Grueso Unidad

P.e. 2.49 2.47 [gr/ cm3]

%Abs 2.19 1.79 [%]

%H 1.80 1.20 [%]

PUC - 1680 [Kg/ m3]

MF 2.8 - -

f'c 220 [Kg/ cm2] f'c 220 [Kg/ cm2]

S [Kg/ cm2]

f'cr 220.000 [Kg/ cm2]

f'cr 185 [Kg/ cm2]

f'cr 220.000 [Kg/cm2] f'cr 305.00 [Kg/cm2]

DOSIFICACION METODO ACI

1er. PASO. RESISTENCIA PROMEDIO

CON DESVACION ESTANDAR SIN DESVIACION ESTANDAR

HORMIGON ARMADO I CIV-2209 “C"


INGENIERIA CIVIL

Maximo Minimo

7.5 2.5

7.5 2.5

10 2.5

10 2.5

7.5 2.5

7.5 2.5

Rev 3.0 [cm]

TM 12.5 [mm]

Columnas para edificios

Concreto masivo

2do. PASO. ASENTAMIENTO

Revenimiento, cm

3er. PASO. TAMAÑO MAXIMO

Tabla 6.3.1 Revenimientos recomendados para diversos tipos de construccion

Tipos de construccion

Muros de cimientacion y zapatas

Zapatas, cajones de cimentacion y muros de sub-

estructura sencillos

Vigas y muros reforzados

Pavimentos y losas

Rev 3 [cm]

TM 12.5 [mm]

9.5 12.5 19 25 37.5 50 75 150

207 199 190 179 166 154 130 113

228 216 205 193 181 169 145 124

243 228 216 202 190 178 160 -

3 2.5 2 1.5 1 0.5 0.3 0.2

181 175 168 160 150 142 122 107

202 193 184 175 165 157 133 119

216 205 197 174 174 166 154 -

4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0

6.0 5.5 5.0 4.5 4.5 4.0 3.5 3.0

7.5 7.0 6.0 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0

Agua 199.0 [Kg/m3]

Aire 2.5 [%]SIN

15.0 a 17.5

AIRE INCLUIDO

7.5 a 10.0

2.5 a 5.0

4to. PASO. CANTIDAD DE AGUA

Tabla 6.3.3 Requisitos aproximados de agua de mezclado y contenido de aire para diferentes revenimientos y tamaño nominales de agregado

Agua, Kg/ m3 para el concreto de agregado de tamaño nominal maximo (mm) indicado

Concreto sin aire incluido

Concreto con aire incluido

Revenimiento, cm

2.5 a 5.0

Promedio recomendado de contenido de aire total, por ciento, segun el nivel de

exposicion

7.5 a 10.0

15.0 a 17.5

Cantidad aproximada de aire en concreto sin aire incluido, por ciento

Exposicion ligera

Exposicion moderada

Exposicion severa



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f'cr 305.000 [Kg/ cm2]

SIN AIRE INCLUIDO

350 0.48

305.000 0.538

280 0.57

a/c 0.538

INTERPOLACION0.40

0.59

0.74140

280

210

0.480.57

Resistencia a la compresion a los 28 dias Kg/ cm2

350

0.41 -

0.68

420

0.82

0.48

Relacion agua/ cemento por pesoConcreto sin aire

incluidoConcreto con aire

incluido

Tabla 6.3.4 (a) Correspondencia entre la relacion agua/ cemento o agua/ materiales cementantes y

la resistencia a la compresion del concreto

5to. PASO. RELACION AGUA/CEMENTO

6to. PASO. CANTIDAD DE CEMENTO

Agua 199.000 [Kg/ m3]

a/ c

Cemento 369.888 [Kg/m3 Hº ]

7mo. PASO. CANTIDAD DE GRAVA

TM 12.5 [mm]

MF

mm pulg 2.4 2.6 2.8 3.09.5 3/ 8 0.50 0.48 0.46 0.44

12.5 1/ 2 0.59 0.57 0.55 0.53

19 3/ 4 0.66 0.64 0.62 0.60

25 1 0.71 0.69 0.67 0.65

37.5 1 1/ 2 0.75 0.73 0.71 0.69

50 2 0.78 0.76 0.74 0.72

75 3 0.82 0.80 0.78 0.76

150 6 0.87 0.85 0.83 0.81

Vol. Grava 0.550 m3/ M3 H⁰

Grava 924.000 [Kg/m3 Hº]

0.538

2.80

Tamaño maximo nominal del agregado

Tabla 6.3.6 Volumen de agregado grueso por volumen unitario de concretoVolumen de agregado grueso varillado en seco, por

volumen unitario de concreto para distintos modulos de finura de la arena



INGENIERIA CIVIL

8vo. PASO. CANTIDAD DE ARENA

TM 12.5 [mm]

SIN

mm pulg

9.5 3/ 8

12.5 1/ 2

19 3/ 4

25 1

37.5 1 1/ 2

50 2

75 3

150 6

P.Ho. 2310 [Kg]

Agua 199 [Kg/ m3]

Cemento 369.888 [Kg/ m3 Hº ]

Grava 924 [Kg/ m3 Hº]

∑= 1492.888 [Kg/m3]

Arena= 817.112 [Kg/m3]

AIRE INCLUIDO

2345

2200

2230

Tamaño maximo nominal

del agregado, mm

Tabla 6.3.7 Primera esetimacion del peso del concreto fresco

Primera estimacion del peso del concreto fresco,

Kg/ m3

SIN AIRE incluido

2280

2530 2435

2310

CON AIRE incluido

2445 2345

2490 2405

2410 2350

2380

2275

2290



INGENIERIA CIVIL

9vo. PASO. DOSIFICACION POR VOLUMENES

Agua 0.199 [m3]

Cemento 0.123 [m3]

Grava 0.374 [m3]

Aire= 0.025 [m3]

∑= 0.721 [m3]

Arena= 0.279 [m3]

Arena= 694.710 [Kg/m3]

Arena 817.112 [Kg/m3]

10mo. PASO. CORRECCION POR HUMEDAD Y ABSORCION

CANTIDAD DE MATERIALES (1 m3)Cemento 369.888 [Kg/ m3 Hº ]

Arena 831.820 [Kg/ m3]

Grava 935.088 [Kg/ m3]

Agua 207.638 [Kg/ m3]

PROPORCIONES1 2.25 2.53 0.56

VIGA I

0.016 [m3]

CANTIDAD DE MATERIALESCemento 5.826 [Kg]

Arena 13.101 [Kg]

Grava 14.728 [Kg]

Agua 3.270 [Kg]∑ 36.925 [m3]

VOLUMEN NECESARIO



INGENIERIA CIVIL

VIGA II

0.01 [m3]


Arena 8.984 [Kg]

Grava 10.099 [Kg]

Agua 2.242 [Kg]∑ 25.320 [m3]

2 PROBETAS

0.0106 [m3]


Arena 8.817 [Kg]

Grava 9.912 [Kg]

Agua 2.201 [Kg]∑ 24.851 [m3]

Cemento Arena Grava Agua[Kg] [Kg] [Kg] [Kg]

13.741 30.902 34.739 7.714

VOLUMEN NECESARIO

VOLUMEN NECESARIO

TOTAL MATERIALES A UTILIZAR



INGENIERIA CIVIL

[pulg] [mm] tz [pulg]tz

[mm]3 76.2 0 0.000 100.000 2 1/2 62.50 100 100

2 50.8 0 0 0.000 100.000 2 50.00 90 100

1 1/2 38.1 2121 2121 10.449 89.551 1 25.00 35 70

1 25.4 5340 7461 36.757 63.243 1/2 12.50 10 30

3/4 19.1 3478 10939 53.892 46.108 N4 4.75 0 5

1/2 12.7 4228 15167 74.722 25.2783/8 9.5 1989 17156 84.521 15.4791/4 6.4 2366 19522 96.177 3.823N4 4.75 776 20298 100.000 0.000

0 20298 100.000 0.000

TAMIZ ESPECIFICACIONES AG 2"a4"

%QP

BASE

Peso Ret. c/tz

% PARCIAL RETENIDO

%RA %QP

[pulg] [mm] tz [mm]

3 76.2 0 0.000 100.000 9.500 100 100

3/8 9.5 1.8 1.8 0.164 99.836 4.750 95 100

N4 4.75 2.87 4.67 0.426 99.574 2.360 80 100

N8 2.38 160.73 165.4 15.077 84.923 1.180 50 85

N16 1.14 246.15 411.55 37.516 62.484 0.600 25 60

N30 0.59 197.79 609.34 55.546 44.454 0.300 10 30

N50 0.297 184.27 793.61 72.343 27.657 0.150 2 10

N100 0.149 62.13 855.74 78.007 21.993N200 0.075 50.21 905.95 82.584 17.416

191.06 1097.01 100.000 0.000BASE

ESPECIFICACIONES AF

%QP

TAMIZ Peso Ret. c/tz

% PARCIAL RETENIDO

%RA %QP

Grava 34.739 [Kg]

[pulg] [mm]3/4 19.1 100 0 0.000 100 100 3/4 0.000 [Kg]1/2 12.7 90 10 10.000 90 100 1/2 3.474 [Kg]3/8 9.5 60 40 30.000 40 70 3/8 10.422 [Kg]N4 4.75 20 80 40.000 0 15 N4 13.895 [Kg]N8 2.38 0 100 20.000 0 5 N8 6.948 [Kg]

Tz PESARESPECIFICACIONES AG

%QP

TAMIZ%QP %RA %Ret



INGENIERIA CIVIL

Arena 30.902

[pulg] [mm]3/8 9.5 100 0 0.000 100 100 3/8 0.000 [Kg]N4 4.75 100 0 0.000 95 100 N4 0.000 [Kg]N8 2.38 96 4 4.000 80 100 N8 1.236 [Kg]N16 1.14 70 30 26.000 50 85 N16 8.035 [Kg]N30 0.59 38 62 32.000 25 60 N30 9.889 [Kg]N50 0.297 14 86 24.000 10 30 N50 7.417 [Kg]

N100 0.149 2 98 12.000 2 10 N100 3.708 [Kg]N200 0.075 0 100 2.000 N200 0.618 [Kg]

TzTAMIZ

%QP %RA %Ret%QP

ESPECIFICACIONES AFPESAR

6.2. Cálculo de las características de los materiales



INGENIERIA CIVIL

CALCULO DE LAS CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES

CARACTERISTICAS UNIDADES DIMENSIONES DE LAS PROBETASResistencia C. del Hº 220 kg/cm^2Modulo E. DEL hº 244149.7246 kg/cm^2 Dimension PROBETA 1 cm. PROBETA 2 cm.Peso Esp. Del Hº 2400 kg/cm^2 b 15 12Limite elastico de A. 4200 kg/cm^2 h 15 15Modulo de E. de A 2300000 kg/cm^2 L 70 60

rec geom 1.5 1.5

6.3. Calculo de la cuantía designadaCALCULO DE LA CUANTIA DESIGNADA

Para el presente ensayo se diseñara con la cuantia balanceada

Pb= 0.0224386

B= 0.85

Calculo del area de acero PARA LA PROBETA 1PERALTE d= h-rec mecUnidadesrec mec. 3 cm d= 12 cm

Area de acero As= 4.04

Para la probeta 1 As adoptado 4.02 cm^2Nº barras 2f 16[mm.]

Calculo del area de acero PARA LA PROBETA 2PERALTE d= h-rec mecUnidadesrec mec. 3 cm d= 12 cm

Area de acero As= 3.23

Para la probeta 1 As adoptado 4.02 cm^2Nº barras 2f 14[mm.]

6.6. Planilla de fierros



INGENIERIA CIVILPlanilla de FierrosProbeta 1

a b c Parcial Total

1 - 6 2 0.024 0.67 - 0.718 1.436 0.222 0.319

2 - 16 2 0.064 0.67 0.798 1.596 1.578 2.519

3 0.10 6 7 0.12 0.12 0.036 0.552 3.864 0.222 0.858

7.85 gr/cm3

CantidadLongitudes [m] Peso*

[Kg/mPeso Total

[Kg]

*Considerando acero de

Pos EsquemaDistancia

[m]Ø [mm]

a

b

b

ab

a

c

Probeta 2

a b c Parcial Total

1 - 6 2 0.024 0.57 - 0.618 1.236 0.222 0.274

2 - 14 2 0.056 0.57 0.682 1.364 1.208 1.648

3 0.10 6 6 0.09 0.12 0.036 0.492 2.952 0.222 0.655

7.85 gr/cm3

Peso Total [Kg]

*Considerando acero de

Pos EsquemaDistancia

[m]Ø [mm] Cantidad

Longitudes [m] Peso* [Kg/m

a

b

b

ab

a

c

6.7. Calculo de costos total de inversión para la construcción de las vigas utilizando el FORMULARIO B-2



INGENIERIA CIVIL

7.8. DISCUSION DE RESULTADOS



INGENIERIA CIVIL

Al realizar la comparación de resultados obtenidos experimentalmente, con los esperados para el ensayo, se observa la diferencia entre ambas, siendo esta consecuencia de errores en el proceso constructivo de los especímenes (armado y vaciado de las vigas), errores en la planificación del ensayo (previsión para un tiempo de curado adecuado).

El error experimental, producido en la etapa constructiva, como ser el recubrimiento, la distribución de los estribos, siendo estos fácilmente evitables con la realización de una correcta supervisión. En cambio los errores que producen los equipos que se encuentran en mal estado o que ya hubiesen cumplido su tiempo de uso, deben ser remplazados. El diseño del experimento que cumple con lo establecido a las norma ASTM C293-10 “Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam With Center-Point Loading)”, pero se debe considerar que este ensayo esta normalizado para probetas de concreto, en nuestro caso podríamos reconsiderar la luz entre los apoyos como también de la aplicación de la norma ASTM C78 “ Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third-Point Loading)”, la cual nos permitiría realizar el análisis para un estado de carga en flexión pura y también debemos considerar la zona D (Discontinua), que se produce en el punto de aplicación de la carga concentrada al momento de realizar el análisis del armado de esa zona.Los resultados obtenidos corresponden a una falla diagonal producida por las tensiones diagonales que acompañan a los esfuerzos cortantes, a falta de una correcta distribución de refuerzo transversal, como lo indica la norma ACI 318, incluso se observó también falta de adherencia entre los componentes del hormigón armado. Considerando que se proyectaba que la viga tenga una falla balanceada, y habiendo obtenido como resultado una falla diagonal debido a causas antes mencionadas, dejando a estos como resultados no confiables en su totalidad para realizar un estudio y análisis correcto, sin embargo utilizables para la realización de un análisis aproximado.

7.9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los resultados obtenidos considerados solo de manera consultiva y aproximada ya que caen en la desconfianza que generan la presencia de error experimental.

De acuerdo a los resultados logrados, tanto para la viga de 60 cm y 70 cm respectivamente, no logramos llegar al objetivo principal del presente ya que deseábamos obtener una falla balanceada.Para nuestra primera viga pudimos observar una falla en la cual influyo rotura por cortante donde las tensiones de la armadura crecieron del apoyo hacia el centro de la viga. Este aumento proporcional al esfuerzo cortante ocurrio debido a las tensiones de adherencia entre el hormigón y el acero ( que por motivos de oxidación del acero no se logro buena adherencia.



INGENIERIA CIVIL

Para el segundo caso la falla fue netamente rotura por cortante producida producida por las fisuras inclinadas debidas a las tensiones principales de tracción. Ocurrido debido a que las armaduras transversales fueron insuficientes, al no obedecer las recomendaciones de la ACI. Por lo cual se puede concluir que se debe obedecer los parámetros de diseño normados por la ACI especialmente los puntos sobre corte, espaciamiento mínimo entre estribos, y la calidad de acero y tanto agregado para el vaciado de la viga. Siempre tomando en cuenta el tratar de evitar la falla por corte, pues es una falla no deseada para efectos de construcción . Se recomienda realizar una mejor planificación con respecto al desarrollo del ensayo, como ser en los tiempos de preparación de materiales, de curado de los especímenes y calidad de los equipos a usar. Con respecto al diseño del ensayo reconsidera aspectos como la concentración de esfuerzos que se producen en las zonas de discontinuidad, la longitud de la luz, y el tipo de solicitación tal vez utilizando una viga simplemente soportada con cargas en los tercios de la luz.

7.10. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Hormigon Armado – Jimenes Montoya

ASTM C293-10 “Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam With Center-Point Loading)”

ASTM C78-09 “ Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third-Point Loading)”

Diseño de estructuras de concreto armado - 3ed - Teodoro E. Harmsen

Requisitos de reglamento para concreto estructural (ACI 318S-08) y Comentario

Diseño de concreto armado – Roberto Morales Morales.


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