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CONCRETO Y ACERO

¿ QUé ES EL ACERO? n de ó i ic d a de la a d i eñas n u e t q b e o p a metálic elementos en n ntos ió e c m a e e l e Al s y otro neso, sicilio y o ducir n o o r b p r a a r ca g a n erro, p s (ma i e h d ncia; e a e d d t i t l s i n a s r e e ca r n i reza y s) al m u e l d a u r o id y s re ma nca. a l e b d a l a m i r r un mate imia, cualquier a n Por meto

¿ QUé ES EL CONCRETO?

Es la mezcla const ituida por el cemento, agregado s inertes (fino y grueso) y agua en proporciones adecuadas para qu e se obtengan la resistencia prefija da.

CURVAS DE ESFUERZO DEFORMACIóN DEL CONCRETO? Es tan importante conocer las deformaciones como los esfuerzos. Tales deformaciones pueden clasificarse en cuatro tipos: deformaciones elásticas, deformaciones laterales, deformaciones plásticas, y deformaciones por contracción.

Curva típica esfuerzo-deformación para concreto de 350 kg/cm2.

CURVAS DE ESFUERZO DEFORMACIóN DEL CONCRETO? •Deformaciones elásticas: La curva esfuerzo-deformación para el concreto no es una línea recta aun a niveles normales de esfuerzo, ni son enteramente recuperables las deformaciones. Pero, eliminando las deformaciones plásticas de esta consideración, la porción inferior de la curva esfuerzo-deformación instantánea, que es relativamente recta, puede llamarse convencionalmente elástica • • • • • •Deformaciones laterales: Cuando al concreto se le comprime en una dirección, al igual que ocurre con otros materiales, éste se expande en la dirección transversal a la del esfuerzo aplicado

CURVAS DE ESFUERZO DEFORMACIóN DEL CONCRETO?

•Deformaciones plásticas: La plasticidad en el concreto es definida como deformación dependiente del tiempo que resulta de la presencia de un esfuerzo. • • •Deformaciones por contracción: La contracción del concreto es algo proporcional a la cantidad de agua empleada en la mezcla. De aquí que si se quiere la contracción mínima, la relación agua cemento y la proporción de la pasta de cemento deberá mantenerse al mínimo

CURVAS DE ESFUERZO DEFORMACIóN DEL ACERO?

Se deben tomar en cuenta los siguientes conceptos: • •Deformación Elástica: si después de la supresión de una carga, un cuerpo regresa a su tamaño y forma original. • •Zona de Fluencia: es cuando seguimos aplicando carga hasta pasar la zona de fluencia, notamos que la deformación unitaria se incrementa rápidamente, que se desvía de la línea recta, a veces un decremento de carga, aun cuando la deformación unitaria siga aumentando.

CURVAS DE ESFUERZO DEFORMACIóN DEL ACERO?

•Zona Plástica: es en la cual pequeños incrementos de cargas producen deformaciones mayores que la producida en la zona plástica. Se representa por el punto mas alto del diagrama. • •Carga de Ruptura: es cuando se aplica una carga máxima y la probeta de acero se quiebra.

CURVAS DE ESFUERZO DEFORMACIóN DEL ACERO? D

Tensión

B

E

A C

Deformación

A: Limite Elástico B: Pto de fluencia superior C: Pto de Fluencia inferior D: Pto de Carga Máxima E: Pto de Carga de Ruptura

MODULO DE ELASTICIDAD DEL ACERO

El valor que la resistencia a tracción sin sobrepasar el límite elástico del acero será de 2.100 kg/cm2 aproximadamente.

MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO El módulo varía con diversos factores, notablemente con la resistencia del concreto, la edad del mismo, las propiedades de los agregados y el cemento, y la definición del módulo de elasticidad en sí, si es el módulo tangente, inicial o secante. Aún más, el módulo puede variar con la velocidad de la aplicación de la carga y con el tipo de muestra o probeta, ya sea un cilindro o una viga. Por consiguiente, es casi imposible predecir con exactitud el valor del módulo para un concreto dado 2. Concreto (Hormigon) de Resistencia: 110 Kg/cm 130 170 210 300 380 470

215000 240000 275000 300000 340000 370000 390000 E=

MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO

MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO 2. Material Concreto (Hormigon) de Resistencia: 110 Kg/cm 130 170 210 300 380 470

390000 215000 240000 275000 300000 340000 370000 Valor E = Modulo de Elasticidad aproximado (Kg/cm2)

El módulo de elasticidad es un parámetro muy importante en el análisis de las estructuras de concreto ya que se emplea en el cálculo de la rigidez de los elementos estructurales.

MODULO DE POISSON

Cuando una barra esta sometida a una carga de tracción simple se produce en ella un aumento de longitud en la dirección de la carga, así como una disminución de las dimensiones laterales perpendiculares a esta. La relación entre la deformación en la dirección lateral y la de la dirección axial se define como relación de Poisson. La representaremos por la letra griega µ. Para la mayoría de los metales esta entre 0.25 y 0.35. Es la relación entre la tensión normal al esfuerzo que se aplica y la tensión paralela a dicho esfuerzo. Es la relación entre la deformación transversal y la longitudinal.

RELACIóN MODULAR

EFECTO DE LA EDAD EN EL CONCRETO

L E S E é U ¿Q ? O D A U G FRA

Es el proceso de hidratación de los distintos componentes de un aglomerante hidráulico por el cual este adquiere mayor consistencia que se pone en evidencia en los ensayos tipificados.

EFECTO DE LA EDAD EN EL CONCRETO

L E S E é U ¿Q I M I C E R U D N E ? O T N E

Es el proceso de aumento de la resistencia mecánica posterior al periodo de fraguado.

EFECTO DE LA EDAD EN EL CONCRETO Los efectos indeseables que el agua de mezclado de calidad inadecuada puede producir en el concreto, son a corto, mediano y largo plazo. Los efectos a corto plazo normalmente se relacionan con el tiempo de fraguado y las resistencias iniciales, los de mediano plazo con las resistencias posteriores y su endurecimiento (a 28 días o más) y los de largo plazo pueden consistir en el ataque de sulfatos, la reacción álcali-agregado y la corrosión del acero de refuerzo.

EFECTO DE LA EDAD EN EL CONCRETO El concreto se vuelve mas resistente con el tiempo, siempre y cuando exista humedad disponible y se tenga una temperatura favorable. Por tanto, la resistencia a cualquier edad particular no es tanto función de la relación agua - cemento como lo es del grado de hidratación que alcance el cemento. El concreto después de largo tiempo es capas de resistir grandes esfuerzos de compresión. El concreto ha alcanzado su máxima resistencia a los 28 días.

EFECTO DE LA EDAD EN EL CONCRETO En condiciones normales el concreto portland normal comienza a fraguar entre 30 y 45 minutos después de que ha quedado en reposo en los moldes y termina el fraguado trascurridas sobre 10 ó 12 horas. Después comienza el endurecimiento que lleva un ritmo rápido en los primeros días hasta llegar al primer mes, para después aumentar más lentamente hasta llegar al año donde prácticamente se estabiliza. En el cuadro siguiente se observa la evolución de la resistencia a compresión de un concreto tomando como unidad la resistencia a 28 días, siendo cifras orientativas Edad Resistencia del hormigón adecompresión en días 0,40 3 a compresión 7 0,65 28 Hormigón 1,00 90 Portland1,35 1,20 360 Evolución la Resistencia de un normal

TEORIAS DE DISEÑO DEL CONCRETO ARMADO Existen dos teorías para el diseño de estructuras de concreto reforzado: “La teoría elástica” llamada también “Diseño por esfuerzos de trabajo” y “La teoría plástica” ó “Diseño a la ruptura”.

LA TEORíA ELáSTICA es ideal para calcular los esfuerzos y deformaciones que se presentan en una estructura de concreto bajo las cargas de servicio.

LA TEORíA PLáSTICA es un método para calcular y diseñar secciones de concreto reforzado fundado en las experiencias y teorías correspondientes al estado de ruptura de las teorías consideradas.

DIFERENCIAS DE AMBAS TEORIAS LA TEORíA ELáSTICA

LA TEORíA PLáSTICA

En la proximidad del fenómeno de ruptura, obtenemos valores muy aproximados a los los esfuerzos no son proporcionales a las reales obtenidos en elfactores laboratorio . La carga muertaunitarias, en una estructura, se asignan diferentes de seguridad a deformaciones generalmente es unahasta cantidad invariable cargas tomando en cuenta sus esto llevaría errores de un 50% al y ambas En el cálculo del concreto reforzado se hace bien definida, en cambio la carga viva puede principales. calcular los momentos resistentes últimos de características necesario la aplicación del diseño plástico, variar masdefectuosa allá del control previsible. Fracción (FD) es igual a un 20% Fracción defectuosa igual a un los 10% una sección porque bajo cargas de(FD) granesintensidad, esfuerzos no son proporcionales a las deformaciones.