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Tlamati Sabiduría Volumen 8 Número Especial 2, Octubre 2017 4° r. Encuentro de Jóvenes en la Investigación de Bachillerato-CONACYT Acapulco, Guerrero 4, 5 y 6 de octubre 2017 Memorias Evaluación experimental del refuerzo en vigas a flexión mediante bastones y bayonetas Elis Gabriela Ramírez Campos (Becario) [email protected] Unidad Académica Preparatoria No.15, Universidad Autónoma de Guerrero. Raziel Barragán Trinidad (Asesor) [email protected] Facultad de Ingeniería Universidad Autónoma de Guerrero. Introducción En la actualidad se tiene la idea que los elementos estructurales son importantes solo para una construcción de gran magnitud, como edificios de varios niveles, centros comerciales, aeropuertos, entre otros. Sin embargo, son importantes para cualquier tipo de obra civil, por ejemplo para una casa habitación, donde por lo general su sistema estructural es a base de muros de mampostería confinada, y precisamente para el confinamiento se emplean elementos de concreto reforzado en forma de castillos y dalas. Dependiendo del sistema estructural de una construcción, los elementos que la integran se ven sometidos a diferentes tipos de acciones de lo cual depende su comportamiento. De esta manera se tienen columnas que por lo general están sometidas a flexocompresión biaxial; muros a carga vertical, carga lateral y flexión fuera del plano; los elementos a flexión son muy frecuentes, tales como vigas y losas.
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Tlamati Sabiduría Volumen 8 Número Especial 2, Octubre 2017
4°r. Encuentro de Jóvenes en la Investigación de Bachillerato-CONACYT Acapulco, Guerrero 4, 5 y 6 de octubre 2017
Memorias
Evaluación experimental del refuerzo en vigas a flexión mediante bastones y
bayonetas
Elis Gabriela Ramírez Campos (Becario)
Unidad Académica Preparatoria No.15, Universidad Autónoma de Guerrero.
Raziel Barragán Trinidad (Asesor)
Facultad de Ingeniería
Universidad Autónoma de Guerrero.
Introducción
En la actualidad se tiene la idea que los elementos estructurales son importantes solo para
una construcción de gran magnitud, como edificios de varios niveles, centros comerciales,
aeropuertos, entre otros. Sin embargo, son importantes para cualquier tipo de obra civil, por
ejemplo para una casa habitación, donde por lo general su sistema estructural es a base de muros
de mampostería confinada, y precisamente para el confinamiento se emplean elementos de
concreto reforzado en forma de castillos y dalas.
Dependiendo del sistema estructural de una construcción, los elementos que la integran se
ven sometidos a diferentes tipos de acciones de lo cual depende su comportamiento. De esta
manera se tienen columnas que por lo general están sometidas a flexocompresión biaxial; muros
a carga vertical, carga lateral y flexión fuera del plano; los elementos a flexión son muy
frecuentes, tales como vigas y losas.
Tlamati Sabiduría Volumen 8 Número Especial 2, 2017
Objetivos
Determinar geometría y detallado del acero de refuerzo para vigas de concreto.
Determinar las propiedades físicas de los agregados pétreos (grava y arena) y cemento.
Realizar el diseño de mezcla de concreto para una resistencia a compresión de 200
kg/cm2.
Metodología
Las figuras 1 y 2 muestran de acuerdo con el Reglamento de Construcciones para el
Distrito Federal diseño común y dúctil para vigas de concreto reforzado, respectivamente (Arnal
y Betancourt, 2007; González y Robles, 2005).
Figura 1. Detallado de elementos a flexión para estructuras comunes
h/b
b
h
r
d= h-rh viga
L (bc =d)
L (bc =d)
d/2d/2
aa
L siempre y cuando= aa=av aa= ancho del apoyo
av=anchodelaviga
Pb=f"c6000
fyfy+6000bd
Asmm = 0.7vf "c
(=2#4)fy
bd
s=d viga/4
8 db
300 mm
24 db, estribo
= 135° = 135°
={6db80mm
={6db80mm
{
Memorias del 4° Encuentro de Jóvenes en la Investigación de Bachillerato-CONACYT
Acapulco, Guerrero 4, 5 y 6 de octubre 2017
Figura 2. Detallado de elementos a flexión para estructuras dúctiles
Para determinar la influencia del acero de refuerzo en vigas de concreto, se construyeron
cinco vigas de 0.12 x 0.20 x 1.6 m con acero a flexión corrido y otras cinco con el acero adicional
en forma de bayoneta.
La arena se adquirió de la planta de Xocomulco en cantidad suficiente con la finalidad de
emplear el mismo material para todo el programa experimental. La preparación del agregado fino
consistió en el secado de todo el material, así como su almacenamiento en sacos y guardado en el
Laboratorio de Materiales. El agregado grueso se obtuvo de la misma planta localizada en el
municipio de Chilpancingo de los Bravo, y su proceso de almacenamiento fue el mismo que el
del agregado fino.
Las propiedades físicas de los agregados pétreos se determinaron en el Laboratorio de
Materiales de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Guerrero, conforme a las
normas correspondientes. Se muestran las propiedades para ambos agregados en la Tabla 1, los
valores son el promedio de tres determinaciones de cada prueba.
bc bc
Eje de columna
b Ev = 110 bc
Eje de vigaAs+=1As- bcbc
b
h
As-
As=As+4
As=As-4
=2d
S =0.25d
10cm
db =7.9 mms
h viga
Zona de confinamientoen vigas=2h viga
Zona de confinamiento en vigas =2h viga
Zona central
L = = 4d
s=d/2
h/b=3
=50mm
s=d viga/4
8 db
300 mm
24 db, estribo
= 135° = 135°
={6db80mm
={6db80mm
{
(db= diámetro de la barralongitudinal mas gruesa)
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Tabla 1. Resumen de las propiedades físicas delos agregados fino y grueso
Prueba Arena Grava
Peso volumétrico suelto seco 1485.86 kg/m³ 1495.03 kg/m³
Peso volumétrico varillado seco 1587.99 kg/m³ 1595.84 kg/m³
Densidad aparente 2.49 gr/cm³ 2.66 gr/cm³
Prueba de absorción 2.11% 1.42%
Módulo de finura 2.58 mm -
Tamaño máximo nominal agregado - 19 mm
Humedad 8.13 % 1.73 %
Sobretamaño 4.86 % 1.08 %
Infratamaño - 3.37 %
Impurezas orgánicas Negativo -
Banco Xocomulco Xocomulco
Se empleó el método de diseño de mezclas por volúmenes absolutos con los siguientes
datos de proyecto:
Revenimiento: 16 ± 2 cm.
f’c (resistencia a compresión del concreto) = 200 kg/cm2.
TMNA (tamaño máximo nominal de agregado) = ¾”ó 19 mm.
Condiciones ambientales normal.
Cemento Pórtland Compuesto (CPC 30R EXTRA).
Elemento estructural: Vigas.
Volumen de concreto: 0.54 m³.
En la Tabla 2 se muestran las cantidades de los componentes de concreto para elaborar
0.30 m3 de mezcla (se realizan dos coladas).
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Tabla 2. Cantidades de materiales para 0.3 m³ de mezcla de concreto
Diseño en kg Agua por
absorción
Agua
Mezcla
Material kg/m³ 0.3 m³
Cemento 309.00 92.70
Agua 216.00 64.80 4.35 73.53
Grava 1021.00 306.30
Aire 0.00 0.00
Arena 692.00 207.60 4.38
Total 2238.00 671.40 8.73
Una vez que los agregados pétreos estuvieron listos, se adquirieron cemento, varillas de
3/8”, alambre recocido, alambrón, clavos de 2” y madera necesaria para cimbra. En la figura 3 se
muestran las etapas del proceso constructivo de las vigas de concreto reforzado.
a) Acero adicional como barra corrida
b) Acero adicional como bayoneta
c) Cimbrado de vigas
d) Vigas coladas
Figura 3. Proceso constructivo
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Conclusiones
Los agregados pétreos obtenidos del banco Xocomulco tienen propiedades físicas propias
para elaboración de concreto, determinadas de acuerdo a las normas correspondientes y
comprobadas en tres mediciones cada una. Se efectuó la construcción total de 10 vigas de
concreto reforzado para futuro ensaye a flexión y se determinaron propiedades del concreto en
estado fresco durante la construcción de los especímenes.
Referencias
Arnal, L. y Betancourt, M. 2007. Reglamento de construcciones para el Distrito Federal, Trillas.
González, O. y Robles, F. 2005. Aspectos fundamentales del concreto reforzado, Limusa.
