MTODO DE LA RESISTENCIA LTIMA

MTODO DE LA RESISTENCIA LTIMACompanyLOGOI. INTRODUCCIONDesarrollo de los principios bsicos del Concreto Armado y el diseo Estructural de edificaciones. El anlisis implica fundamentalmente la determinacin del momento resistente de una seccin completamente definida, asimismo se entiende por diseo la determinacin de la forma general (configuracin), las dimensiones (dimensionamiento), el refuerzo y las condiciones de servicio de la estructura. Lo anterior con el fin de garantizar una adecuada estabilidad y comportamiento cuando acten sobre ella las diferentes acciones llmense cargas directas, indirectas, medio ambiente o asentamientos del terreno. La herramienta bsica del proceso de diseo es la mecnica estructural la cual se puede definir como el conjunto de conocimientos tcnicos que permiten predecir con cierta confiabilidad como se comportara una estructura de una determinada configuracin, dimensiones y refuerzo cuando est sometida a las diferentes acciones consideradas.

II. OBJETIVOSEl principal objetivo es que el estudiante alcance un conocimiento de los principios bsicos del concreto armadoConocer hasta qu punto, el concreto resiste sin agrietarse.Analizar el comportamiento de las vigas de concreto simplemente reforzado al ser sometido a cargas de flexin.Ver la importancia que tiene el acero de refuerzo, en soportar las cargas de flexin.Observar las debilidades que tiene el concreto simplemente reforzado.

III. MARCO TEORICO:Los problemas se pueden considerar de dos tipos:1. De Anlisis: Se da la seccin, el refuerzo, esfuerzos en el concreto y acero, para calcular laresistencia y comparar con unos esfuerzos admisibles.2. De Diseo: Se evalan las cargas, la luz o la geometra, para seleccionar la seccin y el refuerzo.La ecuacin de diseo es: Mn =MuDonde: Mn: Resistencia nominal o momento nominal resistente.f: Factor de reduccin de resistencia (C.9.3 del NSR-10)Mu: Momento producido por las cargas mayoradas.

MTODO DE LA RESISTENCIA LTIMAEl factor de reduccin de resistencia f se basa de acuerdo al CR9.3 en:

Probabilidad de existencia de elementos con una resistencia baja debida a variaciones en la resistencia de los materiales y las dimensiones. Inexactitudes en las ecuaciones de diseo. El grado de ductilidad y la confiabilidad bajo los efectos de la carga bajo consideracin Importancia del elemento en la estructura El ACI 318 del 2005, los factores de reduccin de resistencia fueron ajustados para hacerlos compatibles con las combinaciones de carga del SEI/ASCE7, y que son los mismos del NSR-10.

III. MARCO TEORICO:3.1 TEORA DE LA FLEXIN.

Se hacen las siguientes suposiciones:

1. Las secciones transversales de la viga, perpendicular al plano de flexin, permanecen planas durante la flexin. (Ver Figuras 3.1).2. La deformacin en el acero es igual a la del concreto en el mismo nivel.3. Los esfuerzos en el concreto y en el acero, se calculan de la curva esfuerzo deformacin del concreto. La distribucin lineal de los esfuerzos, deja de ser vlida para vigas peraltadas y con una luz menor a 4 veces la altura del elemento.4. Se supone que el concreto no resiste esfuerzos de tensin, ya que la resistencia a la tensin f = 0.62 f c R para concretos de peso normal (C.9.5.2.3), es muy baja comparada con la del acero, por lo tanto la capacidad del concreto para resistir esfuerzos de tensin puede ser despreciada.III. MARCO TEORICO:

5. Se asume que el concreto falla cuando alcanza el valor lmite. Esto ocurre cuando la pendienteen el diagrama Momento Curvatura dM /df es negativa, correspondiente a una formacin deuna rotula y decremento de carga. (Ver Figuras 3.1)

Figura 3.2 Deformacin compresin lmite en el concreto. Fuente: Reinforced Concrete, MacGregor7. La relacin esfuerzo deformacin, para el concreto se puede asumir rectangular, trapezoidal, parablica, etc.

El bloque rectangular de esfuerzos es descrito por dos constantes 1 y 1 (C.10.2.7.3), pero 1 no debe ser menor a 0.65. Isomtricamente el bloque de esfuerzos queda:

Ensayos para cargas sostenidas en vigas y columnas, han dado como resultado que 1 se puede tomar como 0.85. La resistencia a compresin debe ser mayor a fc > 17 MPa, segn C1.1.1 del NSR-10.

En la figura anterior, la lnea del contorno inferior corresponde a 1=0.85 y 1, el cual se toma de la ecuacin anterior.1.2.2 Falla en el concreto ReforzadoDependiendo de las propiedades geomtricas de la seccin, cantidad de acero y resistencia de los materiales, la falla puede ocurrir por:Falla en tensin o subrefrozada (sobre reforzada): El refuerzo fluye antes que el concreto falle en compresin, La viga es subreforzada.Falla en compresin o sebrerefrozada (sub reforzada): El concreto falla antes que el acero alcance la fluencia, la viga es sobre reforzada.Falla balanceada: El concreto falla simultneamente cuando el acero alcanza la fluencia.

1.2.3 DuctilidadEste comportamiento se presenta cuando la relacin en el diagrama Momento Curvatura, Carga Deflexin, Torque Giro, etc. tiene una gran regin plstica. Una falla dctil avisa, ya que los ocupantes se dan cuenta por deflexiones excesivas y la aparicin de grietas. Para un sistema elastoplstico se tiene que la ductilidad al desplazamiento se define como:

m: Ductilidad solicitada o demanda de ductilidad. Corresponde a la mxima ductilidad que se le puede exigir al sistema.1.2.4 TenacidadSe define como el rea bajo la curva esfuerzo deformacin de un material que se lleva hasta la falla. Es una medida de la cantidad de energa por unidad de volumen que puede absorber o disipar un elemento hasta la falla. 1.2.5 Capacidad de disipacin de energa. Si se tiene un sistema elstico y uno plstico.El coeficiente de reduccin de resistencia se define como:

Uy: Desplazamiento en el nivel del fluenciaUe: Desplazamiento mximo del sistema elsticoHIPTESIS DE DISEO:El diseo por resistencia de elementos sujetos a flexin deber satisfacer las condiciones de equilibrio y compatibilidad de deformaciones. Adems deber basarse en las siguientes hiptesis:Las deformaciones en el refuerzo y en el concreto se supondrn directamente proporcionales a la distancia al eje neutro.Existe adherencia entre el acero y el concreto que la deformacin del acero es igual a la del concreto adyacente.La mxima deformacin utilizable del concreto en la fibra extrema a compresin se supondr igual a 0,003.El esfuerzo en el refuerzo deber tomarse como Es veces la deformacin del acero, pero para deformaciones mayores a las correspondientes a fy, el esfuerzo se considerar independiente de la deformacin e igual a fy.La resistencia a traccin del concreto no ser considerada en los clculos.f. El diagrama esfuerzo-deformacin para la zona de esfuerzos de compresin del concreto se puede definir como:Un esfuerzo de 0,85 fc, que se supondr uniformemente distribuido en una zona equivalente de compresin en el concreto, limitada por los bordes de la seccin