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TECNOLOGIA DEL HORMIGON
¿Qué es el Hormigón Armado? ¿Cómo está conformado? ¿Cuáles son los materiales componentes y sus características? ¿Qué propiedades permiten al hormigón y al acero trabajar en forma conjunta? Hormigón Armado Mezcla Heterogénea para la construcción Hormigón Mezcla Homogénea Pasta cementicia Áridos o Agregados Cemento Portland Agua Fino Arenas Grueso Canto rodado Piedra partida Acero
ADN
Dureza Natural ADM Dureza Mecánica Propiedades que permiten al Hormigón y al acero trabajar conjuntamente:
- Coeficiente de dilatación térmica: Casi iguales
- Hormigón trabaja bien a la compresión y el Acero trabaja bien a la tracción
- Adherencia entre ambos materiales = lo que permite deformaciones en igual grado cuando están sometidos a solicitaciones externas
- Hormigón protege de la oxidación al acero ¿Cuáles son las etapas por las que pasa el hormigón y cuáles son sus tiempos? 1 ° ETAPA = HORMIGON FRESCO – 1 1/2 a 2 ½ hs - El hormigón se encuentra en estado pastoso, semi liquido - Debe poder ser transportado sin que se separen sus componentes - Al colocarse debe tapar todas las armaduras y llenar cada hueco por medio del VIBRADO 2 ° ETAPA = FRAGUADO – 4 a 10 hs - El hormigón pasa del estado liquido al estado solido - La duración depende de factores como la calidad del cemento y la temperatura y humedad del ambiente (Las bajas temperaturas lo retardan y las altas temperaturas lo aceleran, temperatura ideal 20°C) 3 ° ETAPA = HORMIGON ENDURECIDO – 1 °mes 95% - Comienza a adquirir resistencia mecánica, adquiriendo el primer mes el 95% de su resistencia, la demás será adquirida a lo largo de los años. - Este endurecimiento se produce absorbiendo el agua que hay en la mezcla - El agua que no se combina químicamente se evapora, dando lugar a una disminución del volumen del gel de cemento = CONTRACCION DE ENDURECIMIENTO CURADO = Proceso por el cual se mantiene hidratada la masa de Hormigón 1 ° Día = mojar durante la tarde 2 ° al 7° Día = mojar durante la mañana y por la tarde 8 ° al 15° Día = mojar por la mañana El vibrado sirve para que cada hueco del encofrado quede lleno con el Hormigón, en general se realiza por medio de vibradores que se colocan en la superficie del hormigón y mueven la pasta hasta que llena cada espacio. Vibrado del Hormigón ¿Por qué se hace? ¿Cómo funciona?
¿Cuándo podemos decir que un Hormigón Armado esta bien DOSIFICADO? Un Hormigón Armado esta bien DOSIFICADO cuando cumple los requerimientos de:
- RESISTENCIA
- DURABILIDAD
- TRABAJABILIDAD
- ECONOMIA ¿Qué es la resistencia del Hormigón? La RESISTENCIA del Hormigón depende de la relación agua-cemento (a/c), es la capacidad que tiene el Hormigón de resistir solicitaciones externas a la compresión. ¿Qué es la durabilidad del Hormigón? Es la capacidad del hormigón para resistir la acción de los agentes agresivos en el ambiente que lo rodea ¿Qué es el asentamiento del hormigón, como se mide en obra, que valores se consideran en las diferentes tipologías estructurales? El Asentamiento del Hormigón es la TRABAJABILIDAD del mismo, que indica que tipo de consistencia tiene, derivando a si es fácil manejarlo en su colocación o no, Una mezcla es manejable, cuando, en estado fresco, puede ser transportada sin que se separen sus componentes y una vez colocada llega a envolver completamente las armaduras sin dejas huecos. ENSAYO DE ASENTAMIENTO EN OBRA = CONO DE ABRAMS DEFORMACIONES DEL HORMIGON DURANTE SU VIDA La consistencia a utilizar dependerá del grado de dificultad para su colocación: - Losas = colocación sencilla/asentamientos bajos - Vigas = dificultad de colocación/asentamient o alto - Bases = asentamientos bajos ¿Cómo es el comportamiento estructural del hormigón? ¿Qué tipo de deformaciones sufre el hormigón en su vida útil, como se producen y como pueden controlarse? Hormigón = Bien a la compresión Mal a la tracción Acero = Bien a la compresión Muy bien a la tracción Juntos = Flexión
- CONTRACCION POR ENDURECIMIENTO (Antes de la carga)
- DEFORMACION INSTANTANEA AL APLICAR LA CARGA
- DEFORMACION DIFERIDA POR FLUENCIA LENTA (Luego de la carga)
¿Qué son? ¿Qué tipos de losas conoce? ¿Cómo son sus armaduras y deformaciones? Graficar todo. Es un elemento estructural superficial donde dos de sus dimensiones (ancho y profundidad) son mas grandes que la tercera. Tipo Armaduras Deformaciones
1. Losas Macizas con apoyos Lineales (vigas) (Luz hasta 5m) 1. Unidireccionales 2. Bidireccionales 3. Voladizo 2. Losas Macizas con apoyos puntuales (Sin vigas) (Luz hasta 8m) Apoyan directamente en las columnas 1. Losas de Placa Plana 2. Losa Plana 3. Losas Nervuradas o alivianadas (Luz hasta 10m)
LOSAS
Deformación Cilíndrica Deformación Esférica Ventajas:
- Plantas libres, mejor iluminación, versatilidad en el pasaje de cañerías
- Se gana altura (No hay vigas)
- Disminuye el volumen a acondicionar
- Facilidad en el encofrado
- Rapidez de colocación de armaduras (mallas) Desventajas:
- Alto consumo de acero
- Exige modulación
- Punzonado
- Mayor flexibilidad frente al empuje de viento (no hay vigas) Losas alivianadas = Cuando el H° se reemplaza por un material mas liviano que actúa de encofrado perdido dentro de la losa (Luz hasta 7m) Losas Nervuradas = Cuando el H° se retira dejando los huecos vacíos (Luz hasta 10m) El eje neutro “c” corte la parte maciza de la losa. (De esta manera nos aseguramos que el H° no trabaja a tracción y poder dimensionar de manera mas fácil el nervio, Viga placa) Los nervios deben estar separados a no mas de 80cm. Losas Unidireccionales = La carga se reparte en una dirección Losas bidireccionales = La carga se reparte en dos direcciones
VIGAS
¿Qué son las vigas? ¿Qué tipos conoce? ¿Cómo son sus formas de trabajo? Fundamente su respuesta con la ayuda de gráficos explicativos. ¿Cantidad, diámetro y separación mínima entre barras? Fundamente su respuesta con la ayuda de gráficos explicativos. Es un elemento estructural lineal que recibe cargas de las losas y a su vez las trasmiten a las columnas. Viga Rectangular Viga Placa Viga Invertida Viga con doble armadura Es cuando la losa esta ubicada en la zona de compresión de la viga. Por lo tanto, la losa COLABORA en la parte comprimida de la viga. La losa NO colabora en la parte comprimida de la viga. Indique porque si en una Viga placa el eje neutro cae dentro del espesor de la losa se la pueda considerar como una Viga rectangular de ancho b0 igual al ancho colaborante bw. Si el eje neutro “c” corta la losa,, significa que el hormigón no esta trabajando a tracción (ya que esta solicitación solo la absorbe el acero) da igual si en las zonas B y C hay hormigón. Por eso podemos dimensionarla de esa manera. La losa NO colabora en la parte comprimida de la viga. ¿Porque se dice que una Viga es INVERTIDA? ¿Puede ser doblemente armada? ¿Por qué? La única diferencia con las vigas normales, es la particularidad de tener la losa en su parte inferior. Actúa igual que una viga rectangular. ¿Qué se entiende por una viga doblemente armada? En ese caso: ¿Cómo se equilibra el Momento de Servicio “Mn”? Es cuando además de la armadura de tracción (As), tenemos armadura de compresión (A’s), esto sucede cuando la sección de la viga no verifica, siendo el mn > 0, La viga deberá generar el par ΔMn que sumada al par Mru , equilibre a Mn Mn = Mru + ΔMn
B C ΔMn = C’ = ΔT
COLUMNAS
Elemento estructural vertical encargado de trasmitir las cargas de u nivel a otro, y al final a las fundaciones. Además de las cargas gravitatorias, deben ser capaces de transferir las fuerzas laterales producidas por el viento, siso, etc. Por lo tanto, deben ser capaces de absorber momentos.
- Columnas reforzadas con barras longitudinales y estribos transversales
- Columnas reforzadas con barras longitudinales y espirales continuas (Columnas zunchadas) Función de los Estribos
- Provocan efecto de zunchado del hormigón, evitando deformaciones transversales y la rotura por deslizamiento.
- Evitan el pandeo de la armadura longitudinal Deformación transversal Rotura por deslizamiento Sin estribos Estribos muy Separados ¿Qué es la esbeltez? ¿De qué depende? Es la relación entre la luz de calculo y el apoyo. Se dice que una columna es esbelta si las dimensiones de su sección transversal son pequeñas en comparación con su longitud. Lo que produce la reducción de resistencia este sujeta a compresión axial o flexo-compresión. Depende de la luz de pandeo y el radio de giro mínimo, siendo: Esbeltez λ = lu /r min Lu = Luz de pandeo R min = Radio de giro mínimo De esta formula podemos deducir que a mayor lu, mayor esbeltez, o sea, que cuanto mas alta sea la columnas, mas esbelta se considerara. ¿Por qué es necesario calcular una columna en sus dos direcciones principales? Grafique. Debe verificarse en sus dos direcciones principales porque sus lados de análisis pueden tener distintas dimensiones y también debido a que las solicitaciones finales según cada eje pueden ser diferentes.
FUNDACIONES
¿Qué relación hay entre la superficie de la base y la tensión del terreno? Fundaciones directas ¿Cómo se equilibra la carga actuante “N”? Fundaciones indirectas ¿Cómo se equilibra la carga actuante “N”? Peso de la Construcción (t) Tensión admisible del terreno (t/m²) Área de la fundación (m²)
1. Fundaciones directas: Son todas aquellas que equilibran la carga de manera superficial. Resistencia = Superficie de apoyo
- Bases aisladas
- Bases combinadas
- Zapata corrida
- Platea 2. Fundaciones Indirectas: Son todas aquellas que equilibran la carga por fricción. Resistencia = Por fricción
- Cilindros
- Pilotes
- Pilotines ¿Qué es el Punzonado? ¿Afecta a la altura “d”? ¿Por qué? El Punzonado es la tendencia que tiene el tronco a perforar la base, generando entre ambos un esfuerzo cortante diagonal comprimido y otra traccionada. La altura “d”, modifica el área de deslizamiento de la base, a mayor altura, mayor será “dk”. El terreno frente a la superficie de apoyo de una base ejerce, NATURALMENTE, de abajo hacia arriba con una carga DISTRIBUIDA, siendo mayor en el centro y menor en los bordes. Esto tiene a FLEXIONAR la base.
BASE EXCENTRICA CON VIGA CANTILEVER
- Forma de trabajo = Por superficie de apoyo
- Deformación = Flexión
- Armadura = Parrilla
- Punzonado = a 45° por presión del tronco
DATOS:
- Hormigón: H-21 | fy: 42 kN/cm²
- qu Losas = 10 kN/cm²
- Peso esp. H°A° = 25 kN/m³
- Multiplicar por 3 pisos
- Longitud de calculo = 3m
- M1 = 0 kNm | M2 = 16 kNm
DATOS:
- Hormigón: H-25 | fy: 42 kN/cm²
- qu Losas bidireccionales = 10 kN/m²
- qu Losas unidireccionales = 12 kN/m²
- Multiplicar por 3 pisos
- Peso esp. H°A° = 25 kN/m³
- Longitud de calculo = 3m
- M1 = - 14 kNm | M2 = 18 kNm
DATOS:
- Hormigón: H-25 | fy: 42 kN/cm²
- qu Losas = 9 kN/m²
- H Losas = 10 cm
- Viga peso esp. H°A° = 25 kN/m³
- Columna 20cm x 20cm
EJERCICIO N° 1
Para la VIGA señalizada en el esquema: a) Numerar los elementos estructurales b) Análisis de cargas (por camino de cargas) c) Determinación de las solicitaciones d) Diagramas de características e) Pre dimensionar la sección y determinación de As f) Verificación al corte. Determinación de estribos g) Esquema de armado 4,50m 1,20m 3 ,50m 3 ,50m
EJERCICIO N° 2
Para la COLUMNA señalizada en el esquema: a) Numerar los elementos estructurales b) Análisis de cargas (por camino de cargas) c) Determinación de las solicitaciones d) Pre dimensionar la sección y determinación de As e) Determinación de estribos f) Esquema de armado
EJERCICIO N° 3
Para la COLUMNA señalizada en el esquema: a) Numerar los elementos estructurales b) Análisis de cargas (por camino de cargas) c) Determinación de las solicitaciones d) Pre dimensionar la sección y determinación de As e) Determinación de estribos f) Esquema de armado 3 ,50m 3 ,50m 3m 3m viga viga viga 7 ,50m 1,50m 3,20m 3,20m viga viga
DATOS:
- Hormigón: H-21 | fy: 42 kN/cm²
- qu Losas = 10 kN/cm²
- Peso esp. H°A° = 25 kN/m³
- Multiplicar por 3 pisos
- Longitud de calculo = 3m
- M1 = 0 kNm | M2 = 16 kNm
DATOS:
- Hormigón: H-21 | fy: 42 kN/cm²
- qu Losas = 9 kN/m²
- H Losas = 10 cm
- Viga peso esp. H°A° = 25 kN/m³
- Muro mampostería 0,15m x 2,20 m
- Peso especifico muro 1,6 t/m³
- Columna 20cm x 20cm
DATOS:
- Hormigón: H-21 | fy: 42 kN/cm²
- qu Losas = 9 kN/m²
- H Losas = 10 cm
- Viga peso esp. H°A° = 25 kN/m³
- Muro mampostería 0,15m x 2,20 m
- Peso especifico muro 1,6 t/m³
- Columna 20cm x 20cm
EJERCICIO N° 7
Para la VIGA señalizada en el esquema: a) Numerar los elementos estructurales b) Análisis de cargas (por camino de cargas) c) Determinación de las solicitaciones d) Verificación a flexión y determinación de As e) Verificación al corte. Determinación de estribos f) Esquema de armado
EJERCICIO N° 8
Para la VIGA señalizada en el esquema: a) Numerar los elementos estructurales b) Análisis de cargas (por camino de cargas) c) Determinación de las solicitaciones d) Verificación a flexión y determinación de As e) Verificación al corte. Determinación de estribos f) Esquema de armado
EJERCICIO N° 9
Para la COLUMNA señalizada en el esquema: a) Numerar los elementos estructurales b) Análisis de cargas (por camino de cargas) c) Determinación de las solicitaciones d) Pre dimensionar la sección y determinación de As e) Determinación de estribos f) Esquema de armado 7 ,50m 1,50m 3,20m 3,20m viga viga 4 m (^) 1m 2m 3,50m 2m 1m 4,20m 4,50m
DATOS:
- Hormigón: H-25 | fy: 42 kN/cm²
- Col = 25cm x 40cm
- Pu = 1198 kN
- adm t = 0,02 kN/cm²
DATOS:
- Hormigón: H-25 | fy: 42 kN/cm²
- Col = 25cm x 40cm
- Pu = 1198 kN
- adm t = 0,02 kN/cm²
DATOS:
- Hormigón: H-25 | fy: 42 kN/cm²
- qu Losas = 10 kN/m²
- H Losas = 12 cm
- Viga peso esp. H°A° = 25 kN/m³
- Viga 15cm x 35cm
- Muro mamp. 0,15m x 2,20m
- Peso esp. Muro 15 kN/m³
EJERCICIO N° 10
Para las LOSAS : a) Numerar los elementos estructurales b) Análisis de cargas (por camino de cargas) c) Determinación de las solicitaciones d) Diagramas de características e) Pre dimensionar la sección y determinación de As Para la VIGA : a) Numerar los elementos estructurales b) Análisis de cargas (por camino de cargas) c) Determinación de las solicitaciones d) Diagramas de características e) Pre dimensionar la sección y determinación de As 4 m
EJERCICIO N° 11
Para la COLUMNA señalizada en el esquema, calcular la BASE : a) Numerar los elementos estructurales b) Análisis de cargas (por camino de cargas) c) Determinación de las solicitaciones d) Pre dimensionar la sección y determinación de As e) Verificación al Punzonado f) Esquema de armado
EJERCICIO N° 12
Para la COLUMNA señalizada en el esquema, calcular la BASE : a) Numerar los elementos estructurales b) Análisis de cargas (por camino de cargas) c) Determinación de las solicitaciones d) Pre dimensionar la sección y determinación de As e) Verificación al Punzonado f) Esquema de armado 3 ,50m 3 ,50m 3m 3m viga viga viga 7 ,50m 1,50m 3,20m 3,20m viga viga 3 ,50m 4 m
