CONCEPTOS GENERALES

CONCRETO REFORZADO

Contenido

Introducción. 3

1. 1 CONCRETO REFORZADO 4

Propiedades mecánicas de los agregados. 4

Propiedades Mecánicas del Acero 6

1.2 CRITERIOS DE DISEÑO. 16

El dimensionamiento de elementos de concreto reforzado. 16

Diseño por estados Límite. 17

Reglamento del Distrito Federal. 18

Reglamento del American Concrete lnstitute (ACI 3 18-02). 23

Reglamento de construcciones para el municipio de Campeche. 25

1.3 ANÁLISIS DE CARGAS POR GRAVEDAD. 31

Conclusión 36

Referencias. 37

Índice de Figuras Y Tablas.

Figura 1. Diagrama de esfuerzo-deformación. 8

Figura 2. Curva ideal esfuerzo-deformación. 9

Figura 3. Curvas esfuerzo-deformación de aceros laminados en caliente para barras de refuerzo. 11

Figura 4. Curvas esfuerzo-deformación de aceros trabajados en frio para barras de refuerzo. 11

Figura 5. Grafica esfuerzo-deformación de un acero de alta resistencia, sin límite de fluencia definido, de fabricación nacional. 13

Figura 6. Curvas comparativas para acero y concreto. 14

Figura 7. Distribución de frecuencias de las cargas. 20

Figura 8. Distribución de frecuencias de las resistencias. 23

Figura 9. Distribución de carga a trabes. 32

Figura 10. Distribución de carga a muros de carga y de rigidez. 33

Figura 11. Distribución de carga a columnas. 34

Figura 12. Diagrama de dimensiones de trabes. 35

Figura 13. Diagrama de dimensiones de muros. 35

Tabla 1. Diámetros, pesos, áreas y perímetros de barras. 12

Introducción.

En este trabajo se ha recopilado textos de algunas fuentes de información para tener conocimiento sobre el concreto reforzado ya que es un material fundamental con el cual ingenieros, arquitectos, constructores y trabajadores vinculados con el sector de la construcción, diseñan y elaboran las obras concebidas para el desarrollo de nuestras ciudades y su infraestructura. El concreto es definido como la mezcla de un material aglutinante que es el cemento portland, constituido por materiales dosificados y mezclados para fin de tener resistencia y durabilidad a las estructuras y capaces de soportar grandes esfuerzos de compresión con la ayuda de los aceros de refuerzo. Al construir elementos estructurales con concreto reforzado se toman en cuentas los criterios que las normas o reglamentos de construcciones vigentes que tienen por objeto regular todas las obras de construcción.

UNIDAD I: CONCEPTOS GENERALES

1. 1 CONCRETO REFORZADO

El concreto es un material pétreo, artificial, obtenido de la mezcla, en proporciones determinadas, de cemento, agregados y agua. El cemento y el agua forman una pasta que rodea a los agregados, constituyendo un material heterogéneo. Algunas veces se añaden ciertas sustancias, llamadas aditivos o adicionantes, que mejoran o modifican algunas propiedades del concreto.

El cemento portland es la mezcla de materiales calcáreos y arcillosos u otros materiales que contienen sílice, alúmina u óxidos de hierro, procesados a altas temperaturas y mezclados con yeso. Este material tiene la propiedad de fraguar y endurecer en presencia del agua, presentándose un proceso de reacción química que se conoce como hidratación.

El agua debe ser limpia y exenta de ácidos, álcalis o sustancias orgánicas en descomposición. Cuando existen dudas acerca de la conveniencia de utilizar un tipo de agua determinado, conviene preparar probetas de morteros con el agua cuestionada y con agua de aptitud reconocida y comparar las correspondientes resistencias a la compresión. Si la resistencia del concreto preparado con el agua de dudosa calidad no es inferior al 30 % de la resistencia de la probeta testigo, el agua puede utilizarse sin mayor inconveniente.

Propiedades mecánicas de los agregados.

Dureza: propiedad que depende de la constitución mineralógica, la estructura y la procedencia del agregado. La dureza generalmente se determina indirectamente, por medio de un ensayo denominado desgaste en la máquina de los ángeles.

Resistencia: el agregado grueso, en mayor medida que el fino, va a resultar relacionado con el comportamiento de las resistencias del concreto, por su aporte en tamaños de grano dentro de la masa de la mezcla, de tal manera, la resistencia de los agregados cobra importancia y se debe buscar que este nunca falle antes que la pasta de cemento endurezca.

Tenacidad: la tenacidad o resistencia a la falla por impacto es una propiedad que depende de la roca de origen.

Adherencia: es la alteración que existe en la zona de contacto agregado-pasta, la cual es producida por fuerzas de origen físico-químico.

El peso volumétrico del concreto es elevado en comparación con el de otros materiales de construcción, y como los elementos estructurales de concreto son generalmente voluminosos, el peso es una característica que debe tomarse en cuenta. Su valor oscila entre 1.9 y 2.5 ton/m3 dependiendo principalmente de los agregados pétreos que se empleen. Algunas de las otras características del concreto se ven influidas por su peso volumétrico, como se verá más adelante. Por esta razón, algunos reglamentos de construcción establecen disposiciones que dependen del peso volumétrico. El Reglamento de Construcciones del Distrito Federal, por ejemplo, define dos clases de concreto: clase 1, que tiene un peso volumétrico en estado fresco superior a 2.2 ton/m3, y clase 2, cuyo peso volumétrico está comprendido entre 1.9 y 2.2 ton/m3.

El concreto simple, sin refuerzo, es resistente a la compresión, pero es débil en tensión, lo que limita su aplicabilidad como material estructural. Para resistir tensiones se emplea refuerzo de acero, generalmente en forma de barras, colocado en las zonas donde se prevé que se desarrollarán tensiones bajo las acciones de servicio. El acero restringe el desarrollo de las grietas originadas por la poca resistencia a la tensión del concreto.

El uso del refuerzo no está limitado a la finalidad anterior. También se emplea en zonas de compresión para aumentar la resistencia del elemento reforzado, para reducir las deformaciones debidas a cargas de larga duración y para proporcionar confinamiento lateral al concreto, lo que indirectamente aumenta su resistencia a la compresión.

La combinación de concreto simple con refuerzo constituye lo que se llama concreto reforzado.

El concreto presforzado es una modalidad del concreto reforzado, en la que se crea un estado de refuerzos de compresión en el concreto antes de la aplicación de las acciones. De este modo, los esfuerzos de tensión producidos por las acciones quedan contrarrestados o reducidos. La manera más común de presforzar consiste en tensar el acero de refuerzo y anclarlo en los extremos del elemento.

Las estructuras de concreto reforzado tienen ciertas características, derivadas de los procedimientos usados en su construcción, que las distinguen de las estructuras de otros materiales.

El concreto se fabrica en estado plástico, lo que obliga a utilizar moldes que lo sostengan mientras adquiere resistencia suficiente para que la estructura sea autosoportante.

Otra característica importante es la facilidad con que puede lograrse la continuidad en la estructura, con todas las ventajas que esto supone. Mientras que en estructuras metálicas el logro de continuidad en las conexiones entre los elementos implica serios problemas en el diseño y en la ejecución, en las de concreto reforzados el monolitismo es consecuencia natural de las características de construcción.

Existen dos procedimientos principales para construir estructuras de concreto. Cuando los elementos estructurales se forman en su posición definitiva, se dice que la estructura ha sido colada in situ o colada en el lugar.

Si se fabrican en un lugar distinto al de su posición definitiva en la estructura, el procedimiento recibe el nombre de prefabricación.

El primer procedimiento obliga a una secuencia determinada de operaciones, ya que para iniciar cada etapa es necesario esperar a que se haya concluido la anterior. Por ejemplo, no puede procederse a la construcción de un nivel en un edificio hasta que el nivel inferior haya adquirido la resistencia adecuada. Además, es necesario a menudo construir obras falsas muy elaboradas y transportar el concreto fresco del lugar de fabricación a su posición definitiva, operaciones que influyen decisivamente en el costo.

Con el segundo procedimiento se economiza tanto en la obra falsa como en el transporte del concreto fresco, y se pueden realizar simultáneamente varias etapas de construcción. Por otra parte, este procedimiento presenta el inconveniente del costo adicional de montaje y transporte de los elementos prefabricados y, además, el problema de desarrollar conexiones efectivas entre los elementos.

Otra característica peculiar de las estructuras de concreto reforzado es el agrietamiento, que debe tenerse en cuenta al estudiar su comportamiento bajo condiciones de servicio.

Propiedades Mecánicas del Acero

Las propiedades mecánicas y el comportamiento típico del acero, y de cualquier otro material estructural, quedan claramente especificadas en los diagramas esfuerzo-deformación. En general los diagramas se construyen mediante pruebas de tracción y se acepta para todos los efectos prácticos que el comportamiento a compresión en elementos poco esbeltos es similar a éste.

La

...