Técnicas De Reconstrucción Y Rehabilitación En Edificios De Concreto Armado

ÍNDICE

pág.

Dedicatoria II

Agradecimiento III

Introducción VII

CAPÍTULO 1

ANALISIS Y DISEÑO POR FLEXIÓN

1.1.- Hipótesis para determinar la resistencia nominal por flexión. 1-2

1.1.1.- Método de factores de carga.

1.1.2.- Refuerzo en vigas.

1.2.- Viga simplemente reforzada. 3-4

1.2.1.- Cuantía de acero en tracción.

1.2.2.- Condición de la falla balanceada.

1.3.- Análisis de secciones de viga con falla dúctil. 5-6

1.3.1.- Diseño por flexión.

1.3.2.- Análisis de secciones sobre reforzadas.

CAPÍTULO 2

ANALISIS Y DISEÑO EN OBRAS DE CONCRETO ARMADO

2.1 El diseño estructural

2.2 El diseño por estado limite.

2.2.1.- Los factores de carga.

2.2.2.- Los factores de reducción de capacidad.

2.3 Consideraciones sobre el comportamiento para cargas de servicio.

V

CAPÍTULO 3

PLAN ESTRUCTURAL

3.1 Ductibilidad de los miembros estructurales.

3.1.1.- Coeficiente estructural.

3.1.2.- Forma

3.2 Rigidez y deformación.

3.2.1.- Trascendencia del equilibrio de la rigidez lateral.

3.2.2.- Grandes edificios con excentricidad.

3.3 Cimentación

3.3.1.- Cimentación aislada.

3.3.2.- Cimentación corrida.

Conclusiones

Referencias bibliográficas

Anexos

VI

INTRODUCCIÓN

La técnica constructiva del concreto armado consiste en la utilización de hormigón reforzado 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 hormigón 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 hormigón proyectado, especialmente en túneles y obras civiles en general.

El hormigón en masa es un material moldeable y con buenas propiedades mecánicas y de durabilidad, y aunque resiste tensiones y esfuerzos de compresión apreciables tiene una resistencia a la tracción muy reducida. Por eso se usa combinado con acero, que cumple la misión de cubren las tensiones de tracción que aparecen en la estructura.

Proceso creativo mediante la cual se le da forma a un sistema estructural para que cumpla una función determinada con un grado de seguridad razonable y que en condiciones normales de servicio tenga un comportamiento adecuado. Es importante considerar ciertas restricciones que surgen de la interacción con otros aspectos del proyecto global; las limitaciones globales en cuanto al costo y tiempo de ejecución así como de satisfacer determinadas exigencias estéticas.

La presente monografía se estructura en tres capítulos: en el primer capítulo tomamos los análisis y diseño del concreto mediante la fuerza de flexión; en el segundo capítulo abordamos los análisis y diseños en obras de concreto armado y en el tercer capítulo analizamos el plan estructural en el concreto armado.

VII

En conclusión tratamos que con este trabajo sea posible mostrar los análisis, propiedades y prevención sobre uno de los temas más importantes en la ingeniería civil como es el concreto armado.

VIIII

CAPÍTULO 01

ANÁLISIS Y DISEÑO POR FLEXIÓN

1.1 HIPÓTESIS PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA NOMINAL A FLEXIÓN

La resistencia nominal de una sección transversal, cualquiera sea su geometría y la cantidad de armadura que contiene, se calcula aplicando las condiciones de equilibrio y compatibilidad de las deformaciones de manera similar a la usada para desarrollar la resistencia nominal al momento para la sección rectangular que sólo tiene armadura de tracción.

Se debe verificar que las deflexiones bajo cargas de servicio estén dentro de los límites aceptables. El control del agrietamiento también es muy importante para fines de apariencia y durabilidad.

Es importante asegurar en el caso de cargas extremas que una estructura se comporte en forma dúctil. Esto significa asegurar que la estructura no falle en forma frágil sin advertencia, sino que sea capaz de sufrir grandes deformaciones bajo cargas cercanas a la máxima. El comportamiento deseable para estructuras sometidas a cargas sísmicas solo se puede obtener si la estructura tiene suficiente ductilidad para absorber y disipar energía mediante deformaciones inelásticas. Para asegurar el comportamiento dúctil, los diseñadores deben dar especial atención a los detalles tales como cuantía de refuerzo longitudinal, anclaje de refuerzo y confinamiento del concreto comprimido, evitando así los tipos frágiles de falla.

Morales (2006) nos dice:

“Es importante conocer el porcentaje de la resistencia que puede soportar una pieza de concreto en compresión sin fallar […]. Se puede decir con cierto grado de seguridad que el concreto puede tomar […] cargas hasta el 60% de su capacidad. Cargas mayores del 70-80% aplicadas de modo permanente, acaban siempre por provocar la falla del espécimen” (párr. 7).

1

El concreto tiene una resistencia a la tracción muy pequeña y que se agrita aproximadamente cunado este alcanza un 10% de su resistencia f’c, por lo que se omite en los cálculos de análisis y diseño y se asume que el acero toma toda la fuerza total en tracción. Al contrario, la relación esfuerzo-deformación del concreto se considera lineal solo el 50% de su resistencia. Así, prevalece la hipótesis de Bernoulli en la que las secciones planas antes de la flexión remanecen planas y perpendiculares al eje neutro después de la flexión. Ya que, el método de factores de carga y resistencia, para el diseño nos interesa conocer cómo se encuentra la sección en el estado de falla. Pero también hay otra la distribución real de los esfuerzos en la sección tiene una forma parabólica; Whitney propuso que esta forma real sea asumido como un bloque rectangular cuyas características se muestran en la figura (Morales, 2006, p.12).

Entiendo por resistencia nominal de un elemento o sección transversal solicitado a flexión que se basa en equilibrio y contabilidad que se representa mediante al geometría donde presenta la cantidad de armadura que contiene al momento de secciones rectangulares y con alas.

2

1.2 VIGA SIMPLEMENTE REFORZADA

En ciertos casos, como en el diseño frente al sismo, añadir elementos imprudentemente puede conducir al debilitamiento de la estructura. Por ejemplo, aumentar la rigidez de un pilar corto anexionando elementos estructurales conduce irremediablemente a una estructura más vulnerable.

Para el forjado, el refuerzo de la sección de acero inicial se efectúa mediante añadido de platabandas y perfiles metálicos que se fijan a la viga original mediante soldadura, pernos de anclaje o métodos de encolado. Los refuerzos normalmente se localizan bajo el ala inferior, o eventualmente sobre el alma de los perfiles existentes.

En general, se compensa la falta de rigidez de las vigas añadiendo platabandas sobre las alas que permiten incrementar al máximo la inercia de la nueva sección. La debilidad frente al esfuerzo cortante se corrige añadiendo refuerzos al alma en las zonas de esfuerzos cortantes importantes, como los apoyos. Al añadir elementos metálicos hay que tener en cuenta la compatibilidad metalúrgica entre los materiales, especialmente si se desea soldar. Estas técnicas de consolidación de forjados metálicos por anexión de platabandas metálicas también se usan para el refuerzo definitivo de estructuras metálicas.

Morales (2006) nos complementa lo anterior diciéndonos:

“[…] El procedimiento general para encontrar la resistencia de la sección consiste en obtener […] un estado de deformaciones tal que la sección este en equilibrio de fuerzas horizontales […]. Cuando la forma de la zona de compresión no se presta a una determinación sencilla de sus características […] conviene dividirla en franjas pequeñas paralelas al eje neutro” (párr. 1 y 2).

3

La profundidad del bloque equivalente

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