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• Jossie Rios Colque

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1 CONCRETO ARMADO I

EL PROYECTO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO En todo proyecto estructural de Concreto Armado es posible desarrollar las siguientes actividades: 1.- La Concepción Estructural.- Corresponde a determinar: a) La configuración: En esta actividad se define la forma, tamaño y que componentes estructurales y no estructurales se va utilizar en el sistema estructural como son: sistema a base de pórticos, sistemas duales pórticos con muros de concreto, etc. Esta actividad corresponde a proporcionar al sistema estructural de una buena respuesta sísmica. b) La estructuración: Corresponde a determinar la posición y sentido de los elementos estructurales en el sistema estructural. 2.- Predimensionamiento.- Corresponde a determinar las dimensiones previas de los elementos según como lo estipulen los reglamentos, generalmente para evitar grandes deflexiones y proporcionar rigidez para obtener una buena repuesta sísmica. 3.- Análisis de Cargas (Metrado de cargas).- Corresponde a evaluar las cargas que actúan sobre la estructura, se tienen los siguientes tipos de cargas: a) Cargas estáticas: (De gravedad) i) Cargas muertas: Son cargas que no cambia de valor una vez colocadas y corresponden: * A los pesos propios de los elementos estructurales (P.P) * A los pesos permanentes: Corresponde a los pesos de los pisos terminados, acabados, muros no estructurales (tabiquería repartida), coberturas, etc. ii) Cargas vivas o sobrecargas: Su valor depende del servicio que presta la edificación y están especificados en los reglamentos de estructuras, estas corresponden a los pesos de los elementos móviles, incluyendo el peso de los ocupantes. Así tenemos: * Para casa habitación: S/C 200 kg/m2 * Para oficinas: S/C 250 kg/m2 * Para centros educativos: S/C 300 kg/m2 b) Cargas dinámicas.- Son las que varían con el tiempo, también se les llama cargas accidentales y entre estas tenemos: i) Fuerza del viento ii) Fuerza de sismo iii) Fuerzas que inducen máquinas que producen vibración. 4.- Análisis Estructural.a) En esta actividad se determinan las acciones internas producidas por las diferentes cargas, las cuales son: i) Fuerza axial (N) ii) Fuerza cortante (V) iii) Momento Flector (M) iv) Momento de torsión (T) para el caso del análisis de estructuras espaciales (tridimensionales)

2 CONCRETO ARMADO I b) Estas acciones internas se presentan en los elementos sometidos a cargas estáticas y a cargas dinámicas. c) Esta etapa es llamada análisis estructural elástico, porque se utilizan las propiedades elásticas de los materiales. d) Si las estructuras espaciales se transforman en sistemas estructurales planos para facilitar su solución se le llama análisis estructural elástico plano. 5.- Diseño en Concreto Armado.- Corresponde al proceso de determinar las áreas necesarias de acero que se necesitan para reforzar los elementos estructurales en las zonas donde se producen tracciones. Estas áreas se deben traducir en varillas de acero estructural de refuerzo. 6.- Detallado.- Corresponde a determinar la disposición de los refuerzos en los diferentes elementos estructurales, según los criterios y normas establecidas y estas se visualizan en una gráfica llamada “plano de estructuras”.

BASES DEL DISEÑO EN CONCRETO ARMADO Se consideran dos formas de diseñar el refuerzo de acero en los elementos estructurales de concreto armado: a) Diseño por cargas de servicio (Método elástico).- Los elementos se diseñan dentro del rango elástico de los materiales, concreto y acero estructural para lo cual se consideran los índices elásticos del concreto y del acero, valores estos que no son precisos. b) Diseño a la resistencia última (Diseño a la rotura).i) Se considera un diseño más real. ii) Para cargas cercanas a la falla el concreto y el acero estarán actuando en el intervalo inelástico o plástico. iii) Las cargas aplicadas se mayoran, las cuales serán mucho más grande que las cargas reales, por considerar la incertidumbre del valor de las cargas. NOTA.- Los reglamentos actuales del diseño en concreto armado están basados en el diseño a la resistencia última o diseño a la rotura. Las que a su vez han sido obtenidas del reglamento ACI (American Concrete Institute) que es una agrupación profesional que publica cada periodo de años la modificación de las normas de concreto armado.

3 CONCRETO ARMADO I

TEORIA DE LA FLEXION EN VIGAS 1.- Modelado: se va a considerar una viga simplemente apoyada con cargas puntuales simétricas las cuales generan solo momentos flexionantes en el centro de la viga.

Nota: i) Se va a considerar refuerzo de acero en la zona traccionada de la viga. ii) Entre los elementos estructurales sometidos a flexión se tienen: las vigas, las losas en una dirección, las escaleras, etc.

2.- Hipótesis (Teoría de la flexión elástica) a) Las secciones planas antes, durante y después de aplicar las cargas permanecen planas. b) La distribución de deformaciones unitarias y esfuerzos en una sección transversal es lineal y directamente proporcional a la distancia del eje neutro, y los esfuerzos están relacionados con las deformaciones (ley de Hooke). c) La resistencia en tracción del concreto es tan baja que no se considera en los diseños. d) Existe adherencia entre el concreto y el acero, por consiguiente, la deformación del acero es igual a la del concreto que la rodea (para las varillas corrugadas la adherencia es completa). e) La deformación máxima a la compresión del concreto que ha de utilizarse es de Ec=0.003(deformación útil) Nota: Se acepta que varíe entre: 0.003 0.1 f’c, en ese momento aparecen las fisuras en el concreto. b) El concreto no resiste las tracciones, el acero de refuerzo comienza a absorber las tracciones.

* Se asume que en la compresión trabaja el concreto y en la zona de tracción trabaja el acero de refuerzo.

* As, Área de refuerzo *fs, esfuerzo en el acero de fs