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ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO ING. CIVIL |

DOCENTE: ING. LUIS CUZCO TRIGOSO

TEMA: ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO

ASIGNATURA: CONSTRUCCION I

ALUMNOS

: Gonzales Reyes Diego Alonso Escalante Meléndez Grovert Zapata León Alan

CICLO: V

TARPOTO – PERÚ 2015

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PRÓLOGO:

El presente trabajo de investigación representa un esfuerzo por los integrantes de mi grupo, en el cual se pone de manifiesto toda la investigación recopilada y analizada; con el propósito de llevar a la práctica los conceptos aprendidos. Así mismo la elaboración de la monografía estuvo basada en un plan de trabajo, el cual nos sirvió de base para distribuir las respectivas partes y al mismo tiempo contribuyó a un adecuado empleo del tiempo. Posteriormente se realizaron algunas modificaciones en el plan de trabajo, pues no se hizo posible realizar todos los puntos establecidos. Previo al presente trabajo se elaboró una estructura de algunos temas que incluía este trabajo para así poder establecer las fuentes de información de las que haríamos uso además de poner de manifiesto algunos datos importantes obtenidos a raíz de la investigación. Todo esto, además de las orientaciones recibidas por parte del docente, contribuyo y dio como resultado lo que se presenta a continuación, el cual representa un importante análisis de la investigación pues evalúa los puntos requeridos ; para que así, a partir de esta, se provea la información necesaria para conocer el significado e importancia de las propiedades.

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DEDICATORIA Dedicamos primeramente nuestro trabajo a Dios por haber puesto en nuestro camino a aquellas personas que han sido soporte y compañía durante todo el periodo de trabajo así como a nuestros padres que nos brindan su apoyo incondicional, y especialmente al docente que con este tema nos incentiva a aprender, sobre todo por esa paciencia y gran amistad que nos brinda.

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ÍNDICE: Introducción………………………………………………………………………… ….. pág. 5

CAPITULO IX ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO 9.1 TIPOS DE ACERO ……………………….. ………………………………………………….pág7y8 9.2 CIMENTACION ……………….……………………………………... …………......pág9,10 y11 9.3 COLUMNAS ……………………………………………………………...................pág12 9.4 VIGA ………...………. ……………………………………………………...pág.13y14 9.5 TIPOS DE LOSAS …………………. …………………………………………………pág15,16y 17 9.6 LA VIGUETA ………………………………………………………pág.18 9.7 EL PATIN DE CONCRETO ………….. …………………………………………………………….pág.19 9.8 LA BOVEDILLA ……………...............................................................................pág20 y 21.

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INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo daremos a conocer acerca del tema denominado ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO; en el cual durante el desarrollo del informe explicaremos acerca de varios puntos ya mencionados en el tema. La técnica constructiva del concreto armado consiste en la utilización de concreto con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. También es posible armarlo con fibras, tales como fibras plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estará sometido. El concreto armado se utiliza en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles y obras industriales. La utilización de fibras es muy común en la aplicación de concreto proyectado o shotcrete, especialmente en túneles y obras civiles en general.

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OBJETIVOS:

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Equilibrar las fuerzas a las que va a estar sometido, y resistir las solicitaciones sin colapso o mal comportamiento (excesivas deformaciones).

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Optimización del sistema, es decir, la obtención de la mejor de todas las soluciones posibles.



Crear una estructura segura y que satisfaga también un conjunto de diversos requisitos impuestos por factores tales como la función de la estructura, condiciones del lugar, aspectos económicos y estética.



Una Estructura son elementos constructivos cuya misión fundamental es la de soportar un conjunto de cargas.

CAPÍTULO IX

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9.1) TIPOS DE ACERO El acero para reforzar concreto se utiliza en distintas formas; la más común es la barra o varilla que se fabrica tanto de acero laminado en caliente, como de acero trabajado en frío. Los diámetros usuales de barras producidas en Perú varían de ¼ pulg. A 1 ½ pulg. (Algunos productores han fabricado barras corrugadas de 5/16 pulg, 5/33 pulg y 3/16 pulg.) Usan diámetros aún mayores. CLASIFICACION DEL ACERO PARA LA CONSTRUCCION DE ACERO ESTRUCTURAL Y ACERO DE REFUERZO De acuerdo a las normas técnicas de cada país o región tendrá su propia denominación y nomenclatura, pero a nivel general se clasifican en: 

Barras de acero para refuerzo del hormigón: Se utilizan principalmente como barras de acero de refuerzo en estructuras de hormigón armado. A su vez poseen su propia clasificación generalmente dada por su diámetro, por su forma, por su uso:

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Barra de acero liso



Barra de acero corrugado.



Barra de acero helicoidal se utiliza para la fortificación y el reforzar rocas, taludes y suelos a manera de perno de fijación.

- Malla de acero electro soldada o mallazo - Perfiles de Acero estructural laminado en caliente - Ángulos de acero estructural en L - Perfiles de acero estructural tubular: a su vez pueden ser en forma rectangular, cuadrada y redonda. - Perfiles de acero Liviano Galvanizado: Estos a su vez se clasifican según su uso, para techos, para tabiques, etc.

COLOCACION DE ACERO DE REFUERZO

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Las barras de refuerzo se doblarán en frío de acuerdo con los detalles y dimensiones mostrados en los planos. No podrán doblarse en la obra barras que estén parcialmente embebidas en el concreto, salvo cuando así se indique en los planos o lo autorice el Interventor. Todo el acero de refuerzo se colocará en la posición exacta mostrada en los planos y deberá asegurarse firmemente, en forma aprobada por el Interventor, para impedir su desplazamiento durante la colocación del concreto. Para el amarre de las varillas se utilizará alambre y en casos especiales soldadura. La distancia del acero a las formaletas se mantendrá por medio de bloques de mortero prefabricados, tensores, silletas de acero u otros dispositivos aprobados por el Interventor. En ningún caso se permitirá el uso de piedras o bloques de madera para mantener el refuerzo en su lugar. La separación mínima recomendable para varillas redondas debe ser de una (1) vez el diámetro de las mismas, pero no menor de 25 mm. ni de 1-1/3 veces el tamaño máximo del agregado. Las varillas de refuerzo, antes de su colocación en la obra e inmediatamente antes de la colocación del concreto, serán revisadas cuidadosamente y estarán libres en lo posible de óxido, tierra, escamas, aceites, pinturas, grasas y de cualquier otra sustancia extraña que pueda disminuir su adherencia con el concreto. No se permitirá el uso de ningún elemento metálico o de cualquier otro material que aflore de las superficies del concreto acabado, distinto a lo indicado expresamente en los planos o en las especificaciones adicionales que ellos contengan.

Recubrimiento para el refuerzo El recubrimiento mínimo para los refuerzos será el indicado en los planos, y donde no se especifique, será como sigue: - Cuando el concreto se coloque directamente sobre el terreno, en contacto con el suelo: 8 cm. - En superficies formaleteadas que han de quedar en contacto con el suelo y en sus superficies que han de quedar expuestas a la intemperie o permanentemente sumergidas: 5 cm.

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9.2) CIMENTACION Es la parte estructural del edificio (subestructura), encargada de transmitir las cargas de ésta al terreno. Se clasifican en: -Cimentaciones superficiales -Cimentaciones profundas -Cimentaciones especiales CIMENTACION SUPERFICIAL Los elementos verticales de la superestructura se prolongan hasta el terreno de la cimentación Zapatas corridas Zapatas aisladas Losas de cimentación Cajón de cimentación

ZAPATAS AISLADAS Soporta la carga de la columna y la forma en que trabaja es individual, puede originar asentamientos diferenciales Se utiliza en suelos de baja compresibilidad y alta resistencia. Pueden ser cuadradas o rectangulares La relación L/B no exceda de 1.5 L (longitud) y B (ancho) En la que descansa o recae un solo pilar

ZAPATA CORRIDA Forma una losa continua de concreto armado, recibe las cargas de los muros o de una series de columnas Pueden tener sección rectangular, escalonada o estrechada cónicamente Sus dimensión es relación con la carga que ha de soportar, resistencia a la compresión del material y presión admisible sobre el terreno. Es un elemento resistente uniendo las columnas por medio de contra trabes Su uso es cuando sea menor del 50% del área de la construcción.

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LOSA DE CIMENTACION Es una zapata combinada que puede cubrir el área entera bajo una estructura que soporta varias columnas y muros Se usan en suelos que tienen poca capacidad de carga y comprensibilidad media y alta Cuando cubren más del 50 % del área de la construcción soportar todo el edificio sobre una losa de concreto armado De espesor constante, con refuerzos, Nervada y/o Aligerada, en forma de cajón CAJONES DE CIMENTACION Se usan para cargas altas y en terrenos de alta compresibilidad Elementos de concreto reforzado, de sección transversal cilíndrica, rectangular, elipsoidal o similar Pared de concreto reforzado (que constituye el cuerpo principal del elemento) Elementos estructurales de concreto armado que se construyen sobre el terreno se introducen en el terreno por su propio peso al ser excavado el suelo ubicado en su interior.

9.3) COLUMNAS Es el elemento estructural vertical empleado para sostener la carga de la edificación Utilizado por la libertad que proporciona para distribuir espacios al tiempo que cumple con la función de soportar el peso de la construcción La formas, armados y las especificaciones de las columnas estarán en razón directa del tipo de esfuerzos que están expuesta COLUMNA DE TABIQUE Se construye a base de este material, la dimensión de la columna se logran acomodando el tabique en diferentes formas. El mortero se usa para asentarlos (cal, arena), (cemento, arena); debiendo quedar alternado o cuatrapiado.

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COLUMNA DE PIEDRA La piedra debe ser fácil de labrar y en trozos regulares que faciliten su colocación. Se utiliza mortero, las juntas deberán ser cuatrapiadas COLUMNA DE ACERO Pueden ser sencillas, fabricadas directamente con perfiles estructurales, empleados como elemento único, o perfiles compuestos. Puede ser hueca, cuándo se rellena de concreto. El empleo depende del diseño estructural y constructivo

COLUMNA DE CONCRETO Son estructuras producto de una combinación o mezcla de materiales con características diferentes como el concreto y el acero de refuerzo. Se dividen en dos: *Columna de Concreto Armado *Columna de Concreto Reforzado

COLUMNA DE CONCRETO ARMADO Es la combinación del concreto y el acero como material compuesto. En estos casos, el acero se coloca en la parte inferior porque es la zona de tracción (donde se rompería). -Elemento reforzados con barras longitudinales −Elementos reforzados con barras longitudinales y estribos −Elementos reforzados con tubos de acero estructural, con o sin barras longitudinales, además de diferentes tipos de refuerzo transversal

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COLUMNA DE CONCRETO REFORZADO La carga actúa a una distancia del eje longitudinal del miembro estructural Es una combinación de concreto simple y con refuerzo. Resistencia en compresión, durabilidad, resistencia al fuego y moldeabilidad del concreto, alta resistencia en tensión y ductilidad del acero.

COLUMNA CORTA Efecto esbeltez y es un factor importante, ya que la forma de fallar depende de la esbeltez, para la columna poco esbelta la falla es por aplastamiento COLUMNA LARGA Son los elementos más esbeltos y la falla es por pandeo. COLUMNA INTERMEDIA Es donde la falla es por una combinación de aplastamiento y pandeo.

9.4) VIGAS En ingeniería y arquitectura 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. El esfuerzo de flexión provoca tensiones de tracción y compresión, Estructuralmente el comportamiento de una viga se estudia mediante un modelo de prisma mecánico.

Las cargas que actúan en una estructura, ya sean cargas vivas, de gravedad o de otros tipos, tales como cargas horizontales de viento o las debidas a

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contracción y temperatura, generan flexión y deformación de los elementos estructurales que la constituyen. La flexión del elemento viga es el resultado de la deformación causada por los esfuerzos de flexión debida a la carga externa. Conforme se aumenta la carga, la viga soporta deformación adicional, propiciando el desarrollo de las grietas por flexión a lo largo del claro de la viga.

Las vigas o trabes de concreto armado se utilizan para apoyar lozas de techos sujetos a muros o entre muros y columnas. Son elementos de sección variable y pueden elaborarse con diferentes materiales. Para evitar grietas y fallas en el funcionamiento de las vigas es necesario realizar un buen diseño del armado de acero ya que este proporcionara mayor rigidez resistencia y seguridad al elemento.

9.5) TIPOS DE

LOSAS

LOSAS

MACIZAS

Este tipo de losa consta de una sección de concreto reforzado en dos direcciones. Dependiendo de cómo este apoyada, una losa maciza deberá tener mayor cantidad de refuerzo en un sentido que en el otro.

Si la losa dispone de muros de apoyo en los cuatro lados su dirección principal será la del sentido más corto, si es cuadrada cualquiera de los dos sentidos es igual. Si la losa dispone de muros en solo dos lados (deben ser opuestos), la dirección principal será en la dirección perpendicular a la dirección de los apoyos.

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El refuerzo o acero que se le debe colocar a la losa debe seleccionarse de acuerdo con la siguiente tabla. El refuerzo indicado puede utilizarse únicamente para condiciones y cargas típicas de viviendas. *Luces mayores resultan poco económicas, por lo tanto es mejor construir la losa aligerada. *El refuerzo secundario se coloca para evitar que el concreto se agriete debido a los efectos de la temperatura.

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Preparación: Se deben alistar los materiales, consultar las especificaciones (forma, espesor, etc.) y nivelar el piso desde donde se van a tomar las medidas. Apuntalado: Se colocan los largueros paralelos en los muros, apoyados sobre puntales cada 60 cm. Se procede a nivelar los largueros y cuñar los puntales. Formaleta: Se colocan las tablas apoyadas entre los largueros formando una superficie lo más ajustada que se pueda para que no se escape el concreto por entre los espacios Armar el refuerzo: Se debe colocar el refuerzo calculado sobre la formaleta, apoyado de tal forma que al vaciar el concreto, el refuerzo quede totalmente rodeado por éste. El recubrimiento mínimo de concreto sobre el acero debe ser de 4 cm. Vaciado del concreto: Se debe hacer con cuidado para evitar que la formaleta se pueda caer.

LOSAS PLANAS Son aquéllas que transmiten las cargas directamente a las columnas, sin la ayuda de vigas. Pueden ser macizas, o aligeradas por algún medio (bloques de material ligero, alvéolos formados por moldes removibles, etc.). Según la magnitud de la carga por transmitir, la losa puede apoyar directamente sobre las columnas o a través de ábacos, capiteles o una combinación de ambos. En

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ningún caso se admitirá que las columnas de orilla sobresalgan del borde de la losa.

- Estas losas mantenerse sobre las

pueden directamente columnas

- Estas losas en su forma tradicional no poseen resistencia suficiente para irrumpir dentro del rango inelástico de comportamiento de los materiales - Estas no son ajustadas para zonas de alto riesgo sísmico. Ahora bien si se desea mejorar la resistencia de las losas al Punzonamiento y la integración de estas losas planas con las columnas se recomienda la utilización de los capiteles y ábacos.

Una característica estructural importante de los apoyos de estas losas es que su rigidez a flexión es mucho mayor que la rigidez a flexión de la propia losa. Las losas apoyadas perimetralmente forman parte, comúnmente de sistemas estructurales integrados por columnas, vigas y losas. El comportamiento de CONSTRUCCION I

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éstas no puede estudiarse rigurosamente en forma aislada sino que debe analizarse todo el sistema, ya que las características de cada elemento influyen en el comportamiento de los otros. Las principales desventajas, es el enorme Punzonamiento o cortante que se produce en el apoyo entre columna y losa (que se puede disminuir con el uso de capiteles), y la relativa independencia de las columnas, que al no formar un marco rígido se pandean y/o flexionan a diferentes ritmos cada una.

El Punzonamiento es un esfuerzo producido por tracciones en una pieza debidas a los esfuerzos tangenciales originados por una carga localizada en una superficie pequeña de un elemento bidireccional de hormigón, alrededor de su soporte. Este esfuerzo de Punzonamiento produce un efecto puntual sobre su plano de apoyo. Debe tenerse en cuenta que este efecto puede aparecer en los forjados reticulares y en losas macizas. La rotura aparece de improviso, bruscamente y sin aviso produciendo consecuencias muchas veces fatales en los habitantes del lugar. La superficie crítica de Punzonamiento es la superficie de rotura, que abarca el perímetro donde apoya la losa. LOSAS PLANAS CON VIGAS EMBEBIDAS Estos tipos de losas son muy resistentes frente a los sismos ya que estas están incorporadas con vigas banda o embebidas para mejorar su comportamiento frente a los terremotos, estas pueden ser útiles para edificios de hasta 4 plantas, con luces y cargas pequeñas y medianas.

LOSAS ALIGERADAS

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En este tipo de losa parte del concreto se reemplaza por otros materiales como cajones de madera, guadua y principalmente cuando se trata de viviendas de uno y dos pisos se reemplaza por ladrillos o bloques. De esta forma se disminuye el peso de la losa y se pueden cubrir mayores luces de manera más económica. En este sistema, la losa tiene cuatro componentes: una torta inferior que se coloca sobre las tablas de la formaleta; los bloques o elementos aligerantes; la torta o plaqueta superior con refuerzo nominal y las viguetas en concreto reforzado. La torta inferior es un mortero con dosificación de 1:3 de 2 cm de espesor que permite cubrir el aligeramiento y el refuerzo principal de la losa o elementos aligerantes. Los bloques o elementos aligerantes se colocan de tal manera que formen las cavidades de las viguetas con separaciones entre sí, entre 50 y 70 cm (promedio de 60 cm).

Las viguetas contienen el refuerzo principal. El ancho medio de viguetas es de 8 cm. Su altura se calcula según la luz (espacio a cubrir). El refuerzo superior e inferior se distribuye como se muestra. Todo el refuerzo a utilizar debe ser corrugado con fy = 420 Mpa = 4200 kg/cm ² excepto las barras para los estribos No. 2 que tienen fy = 240 Mpa = 2400 kg/cm².

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9.6) LA VIGUETA Es el componente principal del sistema prefabricado de losas aligeradas Concreto, ya que es el elemento estructural responsable de la resistencia de la losa. LA VIGUETA RESISTENCIA

DE

ACERO

DE

ALTA

Es el componente principal de las viguetas prefabricadas, la armadura está hecha de varillas de acero corrugado, 2 inferiores y 1 superior unidos por otro hilo trefilado en frío. Este acero tiene una resistencia a la rotura de 5,600 kg/cm2 y un límite de fluencia de 5,000 kg/cm2. Los 4 hilos de acero pasan por una máquina totalmente automatizada que les aplica una soldadura eléctrica especial que termina por unirlas en la configuración que se muestra en el detalle.

9.7) PATIN DE CONCRETO

Sus funciones principales son: 1) contener y mantener todo el acero positivo requerido en buenas condiciones y en la posición adecuada hasta su ensamble en la obra. 2) servir de soporte para la bovedilla con lo cual se elimina el uso del encofrado de contacto. La alta resistencia del concreto en el patín (280 Kg/cm2), y el que se encuentre curado con al menos 7 días de anticipación permite desencofrar en menos tiempo y con ello un avance más rápido de la obra.

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9.8) LA BOVEDILLA Es el elemento aligerante de la losa y puede ser de varios materiales, los mismos que difieren en las prestaciones que brindan a la construcción. Tienen una forma especial que permiten, al apoyarse sobre el patín de concreto, eliminar totalmente la necesidad del encofrado de contacto:

BOVEDILLA DE POLIESTIRENO Reduce significativamente el peso de la losa, lo que permite a su vez reducir el requerimiento de fierro en los elementos verticales. El trabajo en obra con este elemento requiere, sobretodo inicialmente una fuerte supervisión para que se cumplan las normas de seguridad mínimas que indican que los elementos de albañilería en general no deben usarse como zona de tránsito.

CONCLUSIONES: CONSTRUCCION I

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El deterioro por corrosión de las estructuras de concreto armado es de gran magnitud debido a su impacto económico, por lo cual es importante conocer las causas de su origen y desarrollo para controlarlo a fin de prolongar la vida útil de las obras civiles. La influencia del medio ambiente en el deterioro del concreto es fundamental, siendo característica para medios marino, urbano y rural. Es por esta razón que el concreto debe ser diseñado con los requerimientos específicos de servicio para cada estructura de acuerdo al sitio en que sea construida El diseño estructural se realiza a partir de un adecuado balance entre las funciones propias que un material puede cumplir, a partir de sus características naturales específicas, sus capacidades mecánicas y el menor costo que puede conseguirse. El diseño estructural debe siempre de obtener un rendimiento balanceado entre la parte rígida y plástica de los elementos, ya que en muchas ocasiones, un exceso en alguno de estos dos aspectos pueden conducir al fallo de la estructura.

BIBLIOGRAFIAS:

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Pauley, T... Priestley, M.J.N. Seismic design of reinforced concrete and masonry buildings. John Wiley and Sons Inc. 1992

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Nilson, Arthur. Diseño de estructuras de concreto. 12ª edición. Santafé de Bogotá, McGraw-Hill Interamericana, 1999

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