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CONTENIDO
1. CONTINUA CONOCIMIENTOS ADICIONALES DESIMPLIFICACIONES ESTRUCTURALES Y METRADOS DE CARGAS
2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CONCRETO
3. PROPIEDADES MECNICAS DEL CONCRETO
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1. CONTINUA CONOCIMIENTOSADICIONALES DE SIMPLIFICACIONES
ESTRUCTURALES Y METRADOS DECARGAS
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COEFICIENTES DEL ACI: Este mtodo, reconocido , por la Norma , permite
calcular momentos y fuerzas cortantes para el diseo de elementos
continuos. Se puede utilizar como alternativa al anlisis estructural de
prticos para cargas de gravedad. Es aplicable a:
Vigas continuas, aligerados o losas armadas en una direccin.
Deben de haber dos o ms tramos de luces ms o menos iguales. La luz del
tramo mayor, de dos adyacentes, no debe exceder en ms del 20% de la luz
del menor (L mayor 1.2 L menor).
Elementos prismticos de seccin constante
La carga viva no debe exceder de tres veces la carga muerta.
Solo debe haber cargas uniformemente distribuidas. Las cargas muertas y
vivas uniformemente distribuidas en cada uno de los tramos tienen la misma
intensidad.
El prtico al cul pertenece la viga bajo anlisis, debe estar arriostrado
lateralmente sin momentos importantes debidos al desplazamiento lateral de
la estructura producido por la carga de gravedad
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Vigas de prticos monolticos. Loscoeficientes se multiplican x (wln)
Vigas con apoyos simples. LosCoeficientes se multiplican x (wln)
EL MTODO APROXIMADO DE LOS COEFICIENTES DEL ACI
NTE-060
(8.3.4)NTENTE-060 (8.3.4)NTE
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COEFICIENTES DEL ACI EN VIGASCONTINUAS UNIDAS MONOLTICAMENTE
A COLUMNAS
Los momentosA, dependendel grado derigidez de lascolumnas conrespecto a lasvigas
Cada coeficiente debemultiplicarse por w ln2
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Tomando como ejemplo el primer caso, los coeficientespara momentos negativos en los apoyos de los tramosEXTERNOS, debe analizarse tomando en cuenta la relacinde rigidez R en flexin entre la columna y la viga que se
encuentran en un nudo.
Si:R columna
R viga 8; entonces A=1/16
R columna
R viga 8; entonces A=1/12
Para momento deempotramiento
(No hay giro)
Para momento de semiempotramiento
(restringe parcialmenteel giro)
Ochoa Laguna J.
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R columna
R viga 8; garantiza el apoyo empotrado
Al darse el caso de que:
6 6
6 6
R columna
R viga< 8; garantiza el apoyo empotrado
Ochoa Laguna J.
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Segn la Norma E.060, Se puede utilizar el mtodo decoeficientes del ACI, para vigas con apoyos simples y vigas deprticos monolticos. Solo variaran los momentos flectores enlos apoyos extremos.
En resumen:
Momentos negativos en los apoyos extremos:. En apoyos simples: w*ln/24. En apoyos de columnas: w*ln/16. En apoyos muy rgidos: w*ln/12
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METODOS APROXIMADO DE LOS COEFICIENTESFuerzas cortantes
(Lermo C., 2016)
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LAS CARGAS VIVAS SIEMPREESTARAN VARIANDO EN CANTIDAD YUBICACION EN LOS DIFERENTESPAOS QUE COMPRENDE UNA LOSAORIGINANDO EN MUCHOS CASOSCONDICIONES DESFAVORABLESPARA EL DISEO.
EL DISEADOR DEBE TENER ENCUENTA ESTE HECHOCONSIDERANDO DIFERENTESCONDICIONES DE UBICACIN DELAS SOBRECARGAS OPARA PODERENCONTRAR LOS MONENTOSFLECTORES NEGATIVOS YPOSITIVOS MAS DESFAVORABLES.
CONSIDERACION DE LA ALTERNANCIA DE CARGAS VIVAS EN LASLOSAS
(Lermo C., 2016)
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LA ALTERNANCIA DE CARGAS VIVAS CONSIDERA LOS MOMENTOS POSITIVOS YNEGATIVOS MAXIMOS PARA LAS SITUACIONES MAS DESFAVORABLES. CUANDO SEUSA EL METODO DE COEFICIENTES DEL ACI, LA ALTERNANCIA YA ESTA INCLUIDA. SINO SE PUEDE USAR EL METODO DEL ACI, EL DISEADOR ESTA OBLIGADO ACONSIDERAR EN SU ANALISIS LAALTERNANCIA DE CARGAS.
Cumple con el
equilibrio defuerzas
No cumple con elequilibrio de
fuerzas
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ALGUNOS EJEMPLOS DE METRADO DE CARGAS
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Se evaluara la transmisin de cargas
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V. P. 25x55
V. P. 25x55
V.P.25x55
V.P.25x55
V.Amarre
V. CH. 25x20
V. CH. 25x20
V.CH.25x20
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Hv
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V. P. 25x55
V. P. 25x55
V.P.25x55
V.P.25x55
V.Amarre
V. CH. 25x20
V. CH. 25x20
V.CH.25x20
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Hv
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CARGA(kg/m.)
Cargas muertas
Peso propio de la viga0.40x0.60x2400
=576
Peso del aligerado: 5x 300 = 1500
Peso del piso terminado: 5.4x 100 = 540
CARGA VIVA:
Peso de la sobrecarga: 5.4 x 350 = 1890
TOTAL 4506 kg/m
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Para la planta
tpica mostrada enla figura se pidemetrar las cargasque actan en laviga 1
N DE PISOS 3
Altura del piso 3 m.
Peso delaligerado(e=0.20 m)
300 kg/m2
Peso del pisoterminado 100 kg/m2
Peso unitariodel concreto
2400 kg/m3
S/C aulas 350 kg/m2
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(Lermo C., 2016)
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CARGA
(kg/m.)
CARGA MUERTA:
Peso propio de la viga 0.40x0.60x2400 =576
Peso del aligerado: 2.5x 300 = 750
Peso del piso terminado: 2.9x 100 = 290
CARGA VIVA:
Peso de la sobrecarga: 2.9 x 350 = 1015
TOTAL 2631 kg /m
CARGA MUERTA:
Peso propio de la viga 0.40x0.60x2400 =576
Peso del aligerado: 0.80x 300 = 240
Peso del piso terminado: 1.2x 100 = 120
CARGA VIVA:
Peso de la sobrecarga: 1.2 x 350 = 420
TOTAL 1356 kg/m
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Cargas muertas
Peso propio de la viga 0.40 x 0.60 x 2400 = 576
Peso del aligerado: 0.80 x 300 = 240
Peso del piso terminado: 1.20 x 100 = 120CARGA VIVA:
Peso de la sobrecarga: 1.20 x 350 = 420
TOTAL 1356 kg/m
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CARGA PUNTUAL = total de carga en la viga mandil * influencia de laviga mandil
=1356 kg/m x 2.9 m = 3932.4 kg
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Cargas muertas
Peso propio de la viga 0.40 x 0.60 x 2400 = 576
Peso del aligerado: 0.80 x 300 = 240
Peso del piso terminado: 1.20 x 100 = 120
CARGA VIVA:
Peso de la sobrecarga: 1.20 x 350 = 420
TOTAL 1356 kg/m
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METRADO DE COLUMNAS CON EL MTODO ISOSTTICO
S f
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Se asume en formaaproximada que concurrenvigas isostticas en cadadireccin. El peso que llega alas columnas son la suma de
las reaciones que llegan a ellaen las 02 direcciones.Esto es aproximado, no es tanreal.
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METRADO DE COLUMNAS CON ELMTODO HIPERESTTICO
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Lo queRealmente
es
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En realidad paraMetrar se debensumar las fuerzascortantes que segeneran con losmomentosflectores.Pero se usa el
mtodo isostticopor ser mas rpidoy su aproximacinen un rango del14%
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1.2 cm.012
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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DELCONCRETO
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Adaptabilidad para conseguirdiversas formas arquitectnicas.
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Posibilidad de conseguir rigidez ante cargas degravedad y laterales!
La rigidez, es lacapacidad quetiene unaestructura paraoponerse a la
deformacinante la accin deuna fuerza osistema defuerzas.
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Posibilidad de conseguir resistencia!
Rgida pero sin Resistenciaa las fuerzas cortanteslaterales de sismo
Flexible peroresistente
resistente
No resistente
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Posibilidad deconseguir
ductilidad! 28/03/2016MSc. Ing. Natividad Snchez Arvalo
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Factibilidad para lograr diafragmas rgidos horizontales.
H
H/
3
H/
3
H/
3
Techo rgido
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Capacidad resistente a los esfuerzos de: flexin,compresin, traccin, corte ,torsin. (Algunasadaptaciones del REM PUCP)
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Durabilidad.
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Resistencia al fuego.
Una estructura deconcreto armadonormal, tiene una
resistencia al fuegoentre 1 a 3 horas.Una estructura deacero no es
resistente al fuego
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POSIBILIDAD DE CONSEGUIR VINCULOS MONOLITICOS
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VINCULO MONOLITICO VINCULO NO MONOLITICO
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POSIBILIDAD DE CONSEGUIR VINCULOS MONOLITICOS
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Estn asociadas alpeso de loselementos que serequieren en lasedificaciones por sugran altura; Porejemplo, si se tienenluces grandes ovolados grandes, las
vigas o losas resultande dimensionesgrandes.
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Asimismo, elementosarquitectnicos (noestructurales) comocornisas, tabiques, o
muebles pueden sercargas gravitatoriasimportantes yadems, aumentanla fuerza ssmica porsu gran masa.
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Tambin, su adaptabilidad al logro de formas diversas ha
trado como consecuencia configuraciones arquitectnicasmuy modernas e impactantes, pero con deficientecomportamiento ssmico.
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PROPIEDADES MECNICAS DEL
CONCRETO
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El concreto esta constituido por
una mezcla de: cemento, agregado
fino, agregado grueso, agua. En
algunas ocasiones ser necesario
agregarle: aire y aditivos.
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El cemento una vez hidratado genera la
adhesin qumica entre los componentes.
Los aditivos son usados como acelerantes de
fragua, plastificantes del concreto, y entre
otros como incorporadores de aire para
concretos que van ha estar sometidos a
proceso de hielo y deshielo.
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El concreto
es muy
bueno para
resistir
esfuerzosde
compresin,
mas no los
de traccin.
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Estos parmetros son obtenidos atravs del ensayo de un cilindroestndar de 6 (15 cm) de dimetro y
12 (30 cm)de altura.
La resistencia del concreto f`c, esla obtenida a los 28 das
Los controles de calidad sepueden hacer en menores tiempos .fc 7 = 0.67 fc 28
28
'' )(
85.04
)( ctc f
t
tf
Factores que afectan la
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Factores que afectan la
resistencia fc
A) RESISTENCIA DE LOS AGREGADOS Y LARESISTENCIA DE LA PASTA DE CEMENTO quecontribuye en el grado de unin pasta decemento agregado . Es decir la probetaensayada puede romperse a travs de lapiedra o en la interface agregado-pasta.
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B) La relacin agua cemento w/c):
Para w/c bajo { reduce porosidad; incrementaresistencia}Para w/c alto { aumenta porosidad; reduceresistencia}w/c 0.25, parala completahidratacin delcemento.
C) EL AIRE INCORPORADO l l t d
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C) EL AIRE INCORPORADO en la mezcla a travs deaditivos tiende a reducir la resistencia encompresin. Tambin el aire que queda atrapado
por mala compactacin tiende a reducir laresistencia.
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D) Tipo de cemento:
Generalmente afecta la velocidad con la que se logra fc. Porejemplo, el cemento tipo III es de rpido endurecimiento.
A la edad de un da losconcretos fabricadoscon cemento tipo IIIexhiben fcaproximadamente dosveces mayor que losfabricados concemento tipo I y a lossiete das unaresistencia entre 1.2 a
1.5 veces mayor. Loscementos Tipo II, tipoIV y tipo V desarrollanresistencia en tiemposmas lentos que el tipoI.
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TIPO I: De uso general.TIPO II: De uso general, especficamentecuando se desea moderadaresistencia a los sulfatos o moderado calorde hidratacin.TIPO III: Cuando se requiere altaresistencia inicial.TIPO IV: Cuando se desea bajo calor dehidratacin.TIPO V: Para emplearse cuando se desea
alta resistencia a los sulfatos.
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e) La gradacin y textura de los
agregados:
La gradacin porosidad.La textura Adherencia del agregado + pasta de cemento .
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f) Las condiciones de humedad y
temperatura durante el curado:
Duracin del curado. Perodos prolongados decurado aumentan significativamente la resistencia.
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G) Edad del concreto:
Con cemento Tipo I
la resistencia a los 7das es de 65 a 70%del fc; a los 14 dases del 86% del fc; a
los 28 das es el 100 %del fc.
28
'' )(
85.04
)( ctc f
t
tf
Donde:t=edad del concreto en das
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La resistencia del concreto en la estructura real, es menor quela resistencia fc obtenida en el laboratorio por las siguientesrazones:
Las diferencias en la colocacin y en la compactacin.Las diferencias en las condiciones de curado.
La segregacin del agua del concreto colocado en unaestructura real, lo cual origina que la parte superior seamenos resistente que la parte inferior.Las diferencias de forma y tamao entre los elementos deuna estructura y la probeta de un laboratorio. La probetaes cilndrica de 6 x 12 mientras que el elemento realpuede tener cualquier forma y tamao.
En una probeta la solicitacin es prcticamente decompresin uniforme, mientras que en las estructuras
reales, los esfuerzos generados de compresin son originadospor flexin o flexo compresin.
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'*2 cffr
Es del 8% al 15% de la resistencia a lacompresin. Sirve para medir laresistencia al cortante.
De este valor depende la fuerza cortanteresistente.
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El modulo de elasticidad de un material es un
parmetro que mide la variacin de esfuerzo enrelacin a la deformacin en el rango elstico.Es una medida de la rigidez o resistencia a ladeformacin de dicho material. El modulo de
elasticidad es la pendiente del diagramaesfuerzo Normal de T o C - deformacin en laregin elstica. Matemticamente se expresa:
unitariandeformacicompresinotraccindenormalesfuerzoE
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El modulo de elasticidad tiene valores
relativamente grandes para materiales muy rgidos.Ejemplo:
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CONCRETO
26
ACERO
kg/cm102.0E
kg/cm102.2E
'15000 cfEc
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El modulo de Poisson es la relacin entre la
deformacin lateral y la deformacin axial en unelemento donde acta una fuerza normal a laseccin del elemento sometido a T o C . Ver figuraMatemticamente se expresa como:
axialndeformacilateralndeformaci
30.0
15.0
ACERO
CONCRETO
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CAMBIOS
VOLUMETRICOSDEL CONCRETO
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CAUSAS
1. DEFORMACIONPLASTICA O
CREEP
2. RETRACCION(CONTRACCIONDE FRAGUA)
3. CAMBIOSDETEMPERATURA
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Los factores que afectan son: Nivel de esfuerzo al que est sometido el concreto. Ladeformacin es proporcional al esfuerzo.
Duracin de la carga Resistencia y edad a la cual se aplica la carga Condiciones ambientales. A mayor humedad del medio
ambiente menor deformacin plstica Velocidad de carga Cantidad y distribucin del refuerzo Tipo y contenido de cemento Relacin agua/cemento
Tipo y gradacin del agregado
EL creep se presenta nicamente cuando el concretoesta sometido a esfuerzos de compresin o de traccin .
El creep es una deformacin que se produce en elconcreto en etapa inelstica bajo esfuerzospermanentes, ocurre adicionalmente a lasdeformaciones elsticas y se manifiesta como unaumento continuo de deformaciones.
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Reducir el contenido de agua de lamezcla
Usar agregados no poroso Curar bien el concreto
Usar juntas de contraccin y
construccin en la estructura Proveer de refuerzo adicional por
temperatura
12.00
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83/87
6.00
3.00
12.00
3.00
12.00
3.85
8.13
8.15
3.87
6.96
04
6.00
12.00
12.00
3.00
3.00
Juntas de
construccin
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El concreto se expande y se contrae con latemperatura.
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A mayor contenido de carbono,la dureza, la resistencia a latraccin y el lmite elsticoaumentan. Disminuyen laductilidad y la tenacidad.
ACERO
Carbono.Manganeso.
Silicio.Cromo.NquelVanadio.
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Varillas corrugadas y alambres Mallas electro soldadas
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Es=2039,000kg/cm2. Su comportamiento a
la traccin y a la compresin es similar.
Curvaesfuerzo -deformaciny mdulo deelasticidad
del acero.(Harmsen)