Expo Construcciones-Concreto Armado

CONCRETO ARMADO

ELEMENTOS ESTATICAMENTE DETERMINADOS E INDETERMINADOS

Roger Mamani Ccaritaine Ruben Taco Casillas Julio Cesar Panihuara Jara Victor Edwin Quispe Mamani Juan Romel Huaman Soria Darcy Amanca Meza

CONSTRUCCIONES

CONCRETO ARMADO

Concreto simple: Está compuesto por cuatro elemento básicos como son: grava, arena, cemento y agua que generan una roca artificial sumamente dura y resistente es por ello que se emplea en estructuras ofreciendo una excelente capacidad a la compresión.

Concreto armado: Se le da este nombre al concreto simple + acero de refuerzo, básicamente cuando tenemos un elemento estructural que trabajará a compresión y tensión; ningún esfuerzo de tensión será soportado por el concreto simple es por ello que se debe incluir un área de acero que soporte la tensión generada y se traducirá en el numero varillas y su diámetro así como su colocación.

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VIGA:

En ingeniería se denomina viga a un elemento constructivo lineal que trabaja principalmente a flexión. En las vigas, la longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal.

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CONCRETO ARMADOARMADURA LONGITUDINAL

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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6

CONCRETO

ACERO DE REFUERZO

Figura N° 1



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.


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FUNDAMENTOS DE CONCRETO ARMADO

INTRODUCCIÓN

Compuesto por cuatro elementos básicos como son: grava, arena, cemento (tipo I, II, III, IV, V) y agua, con ellos se genera una “piedra” sumamente dura y resistente, es por esto que se usa en estructuras ofreciendo una muy buena capacidad para someterse a compresión.

AGREGADOS PÉTREOS (APROX ¾ PARTES)

Indispensable que sean de la mejor calidad, esto es:

Grava: Se debe buscar la mayor cantidad de superficies planas y angularidad (triturados son los más indicados), con ello se garantiza una mayor cobertura de la mezcla y un mejor trabe entre los componentes (adherencia y cohesión); especial cuidado en el tamaño máximo. Evitar el cuarzo (por ello y por su forma el material de río no es recomendable)

Arena: Libre de materia orgánica, con una finura correcta, según gradación de diseño. Evitar cuarzo.

CONCRETO ARMADOSe le da este nombre al concreto simple + acero de

refuerzo; básicamente cuando tenemos un elemento estructural que trabajará a compresión y a tracción (tensión). Ningún esfuerzo de tensión será soportado por el concreto, es por ello que se debe incluir un área de acero que nos asuma esta solicitación, dicho valor se traducirá en el número de varillas y su diámetro, así como su disposición.

TENSIÓN COMPRESIÓN

DISEÑO Y RELACION AGUA-CEMENTO:Por cada diseño habrá una relación agua – cemento

(a/c) la cual será inmodificable y cualquier cambio en ella irá en detrimento de la manejabilidad y resistencia.

En general una relación agua/cemento (a/c) baja, medida al peso, que mantenga una adecuada trabajabilidad en el Concreto fresco, conduce a hormigones de mayor resistencia y mejor calidad.

Se requiere aproximadamente una relación a/c mínima de 0.25 para que todo el cemento presente en la mezcla reaccione químicamente con el agua formando pequeños puentes cristalizados entre las superficies de las partículas de agregados. Estos cristales son los responsables de la cohesividad entre las partículas y de la resistencia del Concreto en general.

Lamentablemente una relación a/c cercana a 0.25 (que en teoría nos proporcionaría la mayor resistencia), no puede ser conseguida en un Concreto normal, pues la disminución de agua de amasado provoca una pérdida importante de trabajabilidad e inclusive puede llegar a imposibilitar la consecución de una mezcla apropiada. Para asegurar una mezcla homogénea y una trabajabilidad razonable en un hormigón normal (sin aditivos) serán necesarias relaciones a/c mínimas del orden de 0.60

La falta de agua de curado durante el fraguado del Concreto (particularmente en los primeros días en que las reacciones son más intensas) tiene efectos adversos sobre la resistencia final del hormigón, pues provoca que las partículas de cemento no reaccionen totalmente, dando lugar a pocos cristales de unión entre partículas de áridos, con lo que disminuye la cohesión.




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CONCRETO

ACERO DE REFUERZO

Figura N° 2

PPDESLIZAMIENTO EN EL EXTREMO

DESLIZAMIENTO EN EL EXTREMO



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.


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16

Figura N° 3

(a) FUERZAS DE ADHERENCIA QUE ACTUAN EN EL CONCRETO

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

CONCRETO ARMADOANALISIS ESTATICO

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PREVIO AL DISEÑO DE CUALQUIER

ELEMENTO DE CONCRETO SE HACE

NECESARIO DETERMINAR TODAS LAS

REACCIONES QUE ALLI INTERVIENEN PARA

LO CUAL DEBEMOS CUMPLIR CON UN

PROCEDIMIENTO . ESTE CONSISTE EN UNA

SERIE DE PASOS QUE SE ESPECIFICAN A

CONTINUACION:

CONCRETO ARMADOANALISIS ESTATICO

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4. DETERMINAR LOS EFECTOS DE LAS

CARGAS SOBRE EL ELEMENTO, ES DECIR:

SOLICITACIONES

DEFORMACIONES Y ESFUERZOS

DIBUJAR EL TAN IMPORTANTE D.C.M

(DIAGRAMA DE CORTE Y MOMENTO)

5. DISEÑAR EL ELEMENTO A LA ROTURA.

CONCRETO ARMADOELEMENTOS ESTATICAMENTE DETERMINADOS

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SUPONGAMOS UN ELEMENTO SIMPLEMENTE

APOYADO, SOMETIDO A UNA CARGA “P”

AISLADA COMO SE MUESTRA EN LA FIGURA

SIGUIENTE:

a bP

L

CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTATICAMENTE DETERMINADOS

PROCEDEMOS A APLICAR EL PROCEDIMIENTO

DESCRITO ARRIBA:

1ER. PASO: SI OBSERVAMOS LA FIGURA PODEMOS

CLARAMENTE DEFINIR QUE ES UN ELEMENTO

QUE POR ESTAR SIMPLEMENTE APOYADO

PODEMOS OBTENER UN SISTEMA DE IGUAL

NUMERO DE ECUACIONES QUE INCOGNITAS. POR

LO TANTO ES UN ELEMENTO ESTATICAMENTE

DETERMINADO.20


2DO. PASO: PROCEDEMOS A OBSERVAR Y

ANALIZAR LA CONDICION DE CARGA Y SUS

EFECTOS.

21

a bP

L

R1 R2

Δ


3ER. PASO: PROCEDEMOS DETERMINAR LAS

SOLICITACIONES MEDIANTE EL

PLANTEAMIENTO DE UN SISTEMA DE

ECUACIONES ESTATICAS:

(EC. 1) ΣFV↑ = R1 + R2 – P = 0;

(EC.2) ΣM1 = R2 xL – Pxa = 0;

LO CUAL NOS ARROJA QUE R2 = Pxa/L 22

+

+


3ER. PASO: SI APLICAMOS MOMENTO EN “2”

TENEMOS

(EC.3) ΣM2 = R1 xL – Pxb = 0;

LO CUAL NOS ARROJA QUE R1 = Pxb/L

ENTONCES PODEMOS LLEVAR A CABO EL

D.C.M PARA EL ELEMENTO EN ESTUDIO. 23

+

+


4TO. PASO: LLEVAMOS A CABO EL D.C.M.

24

a bP

L

Corte

Momento

R1= Pxb/L R2= Pxa/LPxb/L

Pxa/L

Pxbxa/L

CONCRETO ARMADOELEMENTOS ESTATICAMENTE INDETERMINADOS

25

SUPONGAMOS AHORA UN ELEMENTO

SIMPLEMENTE CON TRES APOYOS, SOMETIDO A

UNA CARGA UNIFORMENTE DISTRIBUIDA COMO

SE MUESTRA EN LA FIGURA SIGUIENTE:

Q

L1 L2

CONCRETO ARMADOARMADURA LONGITUDINAL - DEFINICIONES


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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.



27

CONCRETO:CONCRETO: SEGÚN LA NORMA COVENIN 1753-NORMA COVENIN 1753-

06:06: PROYECTOS Y CONSTRUCCION DE OBRAS EN PROYECTOS Y CONSTRUCCION DE OBRAS EN

CONCRETO ESTRUCTURALCONCRETO 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).



28

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.



30

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



31Figura 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 PROYECTOS Y

CONSTRUCCION DE OBRAS EN CONCRETO ESTRUCTURALCONSTRUCCION DE OBRAS EN CONCRETO ESTRUCTURAL

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

MODULO DE ELASTICIDAD Y COEFICIENTE MODULO DE ELASTICIDAD Y COEFICIENTE DE POISSON:DE POISSON:

38

El coeficiente de Poisson (denotado mediante la

letra griega v ) es una constante elástica que

proporciona una medida del estrechamiento de sección

de un prisma de material elástico lineal e isótropo

cuando se estira longitudinalmente y se adelgaza en

las direcciones perpendiculares a la de estiramiento. El

nombre de dicho coeficiente se le dio en honor al físico

francés Simeon Poisson.


39

Acero Longitudinal

Ldb

2 N° 11

2 N° 10

Empalme de la Columna

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NORMAS TECNICAS MATERIALES

•NTP:334.009

•NTP: 334.082

•NTP : 334 . 090

•NTP : 341 . 029

PASOS PARA LA ELABORACON DE UN CONCRETO ARMADO

1. La excavacion ( movimiento de tierras ) con

respecto a la obra que se ade realizar en base ha un trazo y replanteo

41

2. Basiado dela loza

42

3.Armado de barillas con respecto a los

respectivos calculos realizados estructuralmente

43

. se prosede ha basear el concreto en la zapata

44

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