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Un concreto puede ser cualquiera de varios materiales

manufacturados, semejantes a la piedra, compuesto de

partículas llamadas agregados que se seleccionan y clasifican en

tamaños especificados para una construcción, generalmente con

una parte importante retenida en un tamiz número 4(4.75mm), y

que se pegan mediante una o mas materiales cementosos para

forma una masa sólida.

El termino “concreto” cuando se usa sin adjetivo modificador, de

ordinario indica el producto formado por una mezcla de

cemento Pórtland, arena, grava o piedra triturada, y agua hay

sin embargo hay muchos tipos diferentes de concreto. Algunos se

distinguen por los tipos, tamaños y densidades de agregados; por

ejemplo, concreto para fibra de madera, peso ligero, peso normal

o de alto peso.

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CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO:

El concreto hecho con cemento Pórtland tiene un uso extremo como

material de construcción debido a sus muchas características

favorables. Una de las mas importante es una alta relación resistencia-

costo en muchas aplicaciones. Otra es que el concreto mientras esta

plástico puede colocarse con facilidad dentro de formas o cimbras a

temperatura normales para producir casi cualquier formas. La cara

expuestas puede trabajarse a superficie dura, lisa o áspera, capaz de

soportar el efecto del desgaste por el trafico de camiones o aviones o

pueden tratarse para crear lo9s efectos arquitectónicos deseados,

además el concreto tiene una alta resistencia al fuego y a la

penetración del agua.

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CONCRETO ARMADO O REFORZADO

Es aquel que se refuerza con armadura metálica, sobre todo de

acero. El acero proporciona la resistencia necesaria cuando la

estructura tiene que soportar fuerzas longitudinales elevadas. El

acero que se introduce en el hormigón suele ser una maya de

alambre o barras si desbastar o trenzadas . el hormigón y el acero

forman un conjunto que trasfiere las tensiones entre los dos

elementos. El que contiene en su interior una armadura metálica y

trabaja también la flexión.

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COMPONENTES DEL CONCRETO

Los componentes principales del concreto son pasta de cemento

Pórtland, agua y aire, que pueden entrar de forma natural y dejar unas

pequeñas cavidades o se puede introducir artificialmente en forma de

burbujas. Los materiales inerte pueden dividirse en dos grupos:

materiales finos, como pueden ser la arena, y materiales bastos,

que pueden ser como grava, piedra o escoria. En general, se llama

materiales finos si sus partículas son menores que 6,4mm y bastos

si son mayores, pero según el grosor de la estructura que se va a

construir el tamaño de los materiales con partículas pequeñas, de

6,4mm. En la construcción de presas se utiliza piedras de 15 cm.

de diámetro o mas. el tamaño de los materiales bastos no deben

exceder la quinta parte de la dimensión mas pequeña de la pieza de

hormigón que se vaya a construir

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PROPIEDADES DEL CONCRETO

Trabajabilidad:

Es una propiedad importante para muchas aplicaciones del concreto.

Aunque la trabajabilidad resulta difícil de evaluar, en esencia, es la

facilidad con la cual pueden mezclarse los ingredientes y la mezcla

resultante se puede manejar, transportar y colocar con poca perdida de

la homogeneidad.

Resistencia:

La resistencia es una propiedad del concreto que , casi siempre, es

motivo de preocupación. Por lo general, se determina por la

resistencia final de un espécimen en compresión; pero en ocasiones el

criterio es la capacidad de flexión o de tensión. Como el concreto

suele aumentar su resistencia en un periodo largo, la resistencia a

la compresión a los 28 días es la medida mas común de esta

propiedad .

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La resistencia a la comprensión del concreto a los 28 días puede

calcularse a partir de la resistencia a los 7 días con una formula

propuesta por W.A. Slater:

S28 = S7 + 30

En donde S28 =resistencia a la comprensión a los 28 días

S7 =resistencia a los 7 días

El concreto puede incrementar en forma significativa su resistencia

después de 28 días, particularmente cuando el cemento se mezclo

con ceniza fina. Por esto son apropiadas para el diseño las

especificaciones sobre resistencia a 56 o 90 días.

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La propiedad agua-cemento es la que tiene mayor influencia en

la resistencia del concreto; cuando mayor sea esta proporción,

menor será la resistencia. En la practica, esa relación es, mas o

menos, lineal cuando se expresa en términos de la variable C/W,

que es la proporción entre el cemento y el agua por peso. Para

una mezcla trabajable, sin el uso de agua reduciendo aditivos.

S28 =2700 C/W – 760

La resistencia puede aumentarse disminuyendo la proporción

agua-cemento, utilizando agregados para mayor resistencia

,graduando los agregados para producir menor porcentaje de

huecos en el concreto, curando el concreto en húmedo después que

ha fraguado , añadiendo una puzolana como ceniza ligera,

vibrando el concreto en las forma o cimbras y succionando el

exceso de agua, del concreto que esta en las formas, con una

bomba de vació.

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La resistencia a corto tiempo o rápida puede aumentarse con

cemento Pórtland tipo III (alta resistencia) y de aditivos acelerados,

como el cloruro de calcio y también con el aumento de la

temperatura de curado; pero no se afectaran las resistencias a

largo tiempo. Los aditivos para aumento de la resistencia , por lo

general, producen su función porque reducen los requisitos de

agua para la trabajabilidad deseada.

La resistencia a la tensión:

Es mucho menor este tipo de resistencia a la de

compresión, y cualquier que sea el tipo de prueba tiene una

correlación definida con . la resistencia al pensión (modulo de

ruptura y no resistencia real), determinada en las pruebas de

flexión, es de alrededor de 7 para los concretos de alta

resistencia y de 10 para los concretos de resistencia.

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El modulo de elasticidad:

El modulo de elasticidad EC de uso general en los

proyectos de concreto es un modulo secante. En la norma ACI

318 Builing code Requirements, se determina con:

EC = W1,5 33

En donde w= peso del concreto, en lb/ft3

F´c = resistencia especifica a la compresión a los 28 dias, psi

para el concreto normal, con w= 145 Ib/ft3

EC= 57000

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Durabilidad:

La durabilidad es otra importante propiedad del concreto. El concreto debe ser

capaz de resistir la intemperie, acción de productos químicos y desgastes, a

los cuales estará sometido en el servicio.

Gran parte de los daños por intemperie sufridos por el concreto puede

atribuirse a los ciclos de congelación y descongelación. La resistencia del

concreto a esos daños pueden mejorarse aumentando la impermeabilidad, al

dejar pasar 2 a 6% de aire inclusos de aire, o aplicando un revestimiento

protector a la superficie.

Los agentes químicos, como acido inorgánicos, ácidos acéticos y carbonilos y

los sulfatos de calcio, sodio, magnesio, potasio, aluminio y hierro, desintegran

el concreto. Cuando puede ocurrir contacto entre esos agentes y el concreto, se

debe proteger el concreto con jun revestimiento resistente.

Para lograr resistencia a los sulfatos, se debe usar cemento Pórtland tipo V. la

resistencia al desgastes, por lo general, se logra con un concreto denso, de

alta densidad, hecho con agregados duros.

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Impermeabilización:

Esta es una propiedad importante del concreto que puede mejorarse,

con frecuencia, reduciendo la cantidad de agua en la mezcla. El

exceso de agua deja vacíos y cavidades después de la evaporación y,

si están interconectados, el agua puede penetrar o atravesar el

concreto. La inclusión de aire (burbuja diminutas) así como el curado

cuidadoso por tiempo prolongado, suelen aumentar la

impermeabilidad.

Cambio en volumen:

Es otra característica del concreto que se debe tener en cuenta. la

expansión debido a las reacciones químicas entre los ingredientes del

concreto pueden ocasionar pandeo y la contracción al secarse puede

ocasionar grietas.

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El que un cambio en el volumen dañe el concreto con frecuencia

depende en las restricciones presente. Por ejemplo, una loza de

pavimento que no pueden deslizarse sobre la rasante mientras se

contrae, puede agrietarse. Por tanto siempre se debe tener en cuenta

la eliminación de las restricciones o la resistencia a los esfuerzos

que pueden causar.

Escurrimiento plástico:

Es una deformación que ocurre con carga constante durante largo

tiempo. La deformación del concreto continuo, pero con una rapidez

que disminuye con el tiempo. Es, más o menos proporcional al

esfuerzo con cargas de trabajo y aumento cuando se incrementa la

proporción agua-cemento; disminuya cuando aumenta la humedad

relativa.

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Densidad:

La densidad del concreto con arena y agregado normales es

de una 145 lb/ft3. puede ser un poco menor, si el tamaño máximo del

agregado grueso es menor de 11/2 in. Puede aumentarse con un

agregado mas denso; puede disminuirse utilizando un agregado

ligero, aumentando el contenido del aire o incorporando un aditivo

espumante o de expansión.

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VENTAJAS DEL CONCRETO

• Moldeabilidad

• Continuidad de los elementos estructurales

• Alta resistencia al fuego y al clima

• La mayor parte de los materiales constituyentes están disponibles a

bajos costos

• Resistencia a la compresión similar a la piedra natural.

• Costo relativamente bajo.

• Alta resistencia frente a la tensión, ductilidad y dureza del acero.

DESVENTAJAS:

• El control de calidad no es tan bueno como para otros materiales de

construcciones, porque con frecuencia el concreto se prepara en el sitio en

condiciones en donde no hay un responsable absoluto de su producción.

• Otra es que el concreto es un material de relativa fragilidad; su resistencia a

la tensión es pequeña comparada con su resistencia a la compresión. No

obstante, esta desventaja puede contrarrestarse reforzando o preforjando el

concreto con acero.

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• Generalidades y conceptos

• Historia

• Características de la construcción

• Ventajas y desventajas

Introducción al diseño estructural en acero

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• EL ACERO ES UN PRODUCTO REFINADO DEL MINERAL DE HIERRO.

• EL HIERRO COMO ELEMENTO QUÍMICAMENTE PURO NO TIENE APLICACIÓN EN LA CONSTRUCCIÓN CIVIL.

• EL METAL QUE COMÚNMENTE LLAMAMOS HIERRO SE OBTIENE TÉCNICAMENTE MEDIANTE LA REDUCCIÓN DEL MINERAL DE HIERRO EN ALTOS HORNOS Y SE ENCUENTRA EN COMBINACIÓN CON UN ELEVADO CONTENIDO DE CARBONO Y OTROS ADITIVOS.

• SE DENOMINA ACERO A TODAS AQUELLAS ALEACIONES DEL HIERRO CON UN PORCENTAJE DE CARBONO MENOR A 1,7% EN PESO.

• EL ACERO ESTRUCTURAL TIENE UN CONTENIDO DE CARBONO QUE OSCILA ENTRE 0,1% Y 0,3%.

• EL CARBONO ES EL ELEMENTO DE MAYOR INFLUENCIA EN LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO. A MAYOR PORCENTAJE AUMENTA LA DUREZA Y LA RESISTENCIA, PERO EL ACERO RESULTANTE ES MÁS FRÁGIL Y SE REDUCE SU SOLDABILIDAD.

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Historia

Hierro Colado y Forjado:

Se utilizó básicamente para la confección de herramientas

(Año 4000 A.C.)

En 1779 se construyó el puente de Coalbrookdale.

(Hierro Fundido)

En 1783 se inicia la producción comercial de perfiles de Hierro

Forjado

Placas planas que

pueden doblarse

y unirse mediante

remaches

Locomotora de

Vapor

Puentes metálicos

de gran claro

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Historia

Hierro Colado y Forjado:

En 1850 se culmina el Brittania Bridge (Hierro Forjado)

1856 Convertidor Bessemer

1867 Horno Abierto

En 1874 se terminó de construir el puente Eads sobre el río

Mississippi construido completamente en acero

estructural.

Acero

Estructural

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Historia Puente de Coalbrookdale:

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Historia Puente de Coalbrookdale:

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Historia Brittania Bridge :

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Historia Brittania Bridge (Sección en cajón):

Planchas y perfiles unidos mediante remaches

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Historia Puente Eads :

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Historia Puente Eads :

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Historia Puente Eads :

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Viaducto Millau :

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Torre Eiffel :

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WORLD TRADE CENTER, New York

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Gelserkirschen Stadio 2006 :

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Jin Mao Tower, en Shangaï, 88 pisos, 421 m:

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Bremen Stadium, 2005

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Sears Tower, en Chicago, 443 m

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Estación de trenes en Sidney, Australia: 2000

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BOEING TOWER, Seattle

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El Taipei 10, en Taïwan, culminado en el 2004, 508 m.

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Características de la construcción en acero

La construcción en acero abarca un amplio campo de aplicación en puentes, edificios, galpones industriales, torres, grúas, tanques de almacenamiento, obras hidráulicas y portuarias, antenas, estructura de barcos, entre otras.

Aplicación Desarrollo tecnológico

Construcción de puentes Avance del cálculo estructural: teoría de la

elasticidad y técnica de las soldaduras

Construcción de puentes

ferrocarrileros y grúas Investigación de la resistencia del material a la fatiga

Chimeneas de acero, torres

de alta tensión y antenas Estudio de la dinámica de las construcciones

Construcción de tanques de

almacenamiento y reactores

Estudio de las propiedades de los materiales.

Desarrollo de aceros inoxidables y aceros a prueba

de altas temperaturas

Construcción de edificios

Desarrollo de las técnicas de construcción en serie,

ingeniería de detalle, seguridad contra-incendio y

cálculo de estructuras según los estados límites

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• Estructuras Aporticadas: edificios, torres,

puentes, galpones.

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• Cáscaras y membranas: estanques, silos,

calderas, cascos de barco.

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• Estructuras suspendidas: puentes, techos.

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Los adelantos desarrollados en alguna aplicación se

reflejaron en otras. El campo de utilización del

acero está determinado por sus características

específicas, economía, tiempo de construcción,

pero también por razones arquitectónicas y de

tradición.

El acero es un material prácticamente isotrópico

y homogéneo, de calidad constante. Así, es posible reducir los factores de seguridad que están condicionados con una fabricación deficiente del material de construcción.

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El acero posee un índice de eficiencia (relación: capacidad de carga útil / peso propio) muy favorable, ya que tiene una alta resistencia de grado constante y un elevado Módulo de Elasticidad y Ductilidad. Esto hace al acero especialmente apropiado para estructuras de grandes luces y bajo peso propio.

Las estructuras de acero permiten predecir con mucha exactitud el estado de sus esfuerzos internos, con lo cual se cumplen las premisas del cálculo estructural, pudiéndose ajustar las secciones de los elementos estructurales a los requerimientos previsibles, lo cual redunda favorablemente en la economía de la obra.

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Comparación de Resistencia en kgf por cm2

Concreto Armado: (sólo compresión)

180 kgf/cm2 – 250 kgf/cm2 (normal)

350 kgf/cm2 (Alta Resistencia)

600 kgf/cm2 (Concreto especial)

Acero Estructural:

2530 kgf/cm2 (perfiles laminados)

3515 kgf/cm2 (ángulos - perfiles CONDUVEN)

10.000 kgf/cm2 (Guayas – Cables (Tensores))

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Ventajas:

Mayor resistencia unitaria

Miembros más esbeltos

Menor Peso Global

Fundaciones más pequeñas

Amplia gama de secciones disponibles

en el mercado

Rapidez de montaje (menor costo por

financiamiento – rapidez de entrega)

Puede llegar a tener menor precio total

Desventajas:

Mayor peso por m3 - mayor costo por m3

Sensible a la corrosión (costo de

revestimiento y protección)

Alto nivel de detalles en proyecto

Mano de obra especializada

Perfiles en tamaños estándar (problemas

con el transporte y los porcentajes de

desperdicio)

Requiere mayor planificación de obra.

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EXPOSICION - INFORME- UNIDAD I – 20 PTOS (10%)

INTRODUCCION ASPECTOS A EVALUAR

INDICE

CONTENIDO

CONCLUSIONES

GLOSARIO

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS O ELECTRONICAS

CONTENIDO:

1. Concreto pretensado y postensado: principios básicos de las vigas

pretensadas y postensadas.

2. Métodos de pretensado.

3. Colocación de ductos en viga postensado.

4. Uso de vigas postensadas en pórticos y vigas en la construcción.

5. Mecanismo resistente en el concreto preesforzado.

CREATIVIDAD Original en la presentación de trabajos

FLUIDES Muestra claridad y Precisión en la exposición de ideas

PULCRITUD Presenta los trabajos en forma limpia y ordenada

SIGNIFICATIVIDAD Demuestra interés en la actividad a desarrollar.

ARTICULACION- COHERENTE Establece conexión secuencial entre ideas, hechos y

acciones.