CONCRETO I

I. DESCRIPCION

Este curso desarrolla en el estudiante la habilidad para diseñar

elementos de concreto interactuando las características del concreto

y el acero de refuerzo para resistir las diferentes solicitaciones de

esfuerzos. Podrá diseñar elementos sometidos a cargas axiales,

flexión simple, pandeo y flexión, cortante y torsión, o bien cualquier

combinación de estas.

II. OBJETIVO GENERAL

Analizar el comportamiento del concreto al estar sometido a los

esfuerzos básicos de comprensión, flexión, tracción, esfuerzo

cortante, flexión compuesta, al cálculo de los esfuerzos en el material

heterogéneo como es el concreto armado y al diseño de los esfuerzos

necesarios para resistir a los esfuerzos calculados.

III. OBJETIVOS ESPECIFICOS

1. Brindar los conocimientos y principios básicos de la composición

características y propiedades del concreto.

2. Conocer las características y propiedades del acero de refuerzo en

el concreto.

3. Entender las características y propiedades del concreto armado.

4. Analizar y diseñar bajo diferentes condiciones de cargas externas,

elementos estructurales de concreto capaces de resistir esfuerzos

combinados de axiales, flexión, cortante y torsión.

5. Aprender, interpretar y aplicar correctamente las normas y

reglamentaciones pertinentes para adecuar el diseño a los mínimos

y máximos recomendables.

IV. CONTENIDO

1. PRINCIPIOS GENERALES DEL CONCRETO

Historia, códigos y reglamentos. Ventajas y desventajas del

concreto. Componentes del concreto. Proporciones. Mezclado.

Transporte. Colocaciones y curado. Propiedades del concreto.

Resistencia a la comprensión. Resistencia a la tracción.

Resistencia al esfuerzo cortante. Deformaciones en el concreto.

Relación tensión/deformación. Curva. Módulo de elasticidad.

Contracción de fragua. Deformaciones elásticas y

plásticas o permanentes. Deformaciones por temperatura.

Características del concreto. Peso. Aditivos para el concreto.

Duración: 2 semanas

2. ACERO DE REFUERZO

Tipos de acero. Reglamentos ASTM-615-81. Aceros

corrugados. Alambres y malla de alambre. Dimensiones

usuales. Características: diámetro, corrugaciones, áreas,

perímetros. Aceros pre-estirados. Deformaciones de los

aceros. Relaciones tensión-deformación: curvas. Límite

elástico. Módulo de elasticidad. Deformaciones por

temperatura. Oxidación de armaduras.

Duración: 1 semana.

3. NOCIONES PRELIMINARES DE CONCRETO ARMADO

Generalidades. Comportamiento. Conciencias. Clases de

armaduras, según los esfuerzos. Introducción al análisis y

diseño. Coeficientes de seguridad: Factor U. Cargas de rotura.

Combinaciones de cargas. Envolventes. Colocación de

armadura. Dobleces. Espaciamiento entre barras. Protección

de refuerzo. Tolerancia en la colocación. Tuberías empotradas

en concreto. Adherencia entre varillas y concreto.

Comportamiento. Esfuerzo de rotura. Longitudes de anclaje a

tracción y comprensión. Ganchos. Longitud de anclaje con

gancho. Empalmes de adherencia (traslapados): dimensiones,

características. Empalmes soldados. Tipos y ubicación de

empalmes. Barras de paquetes. Otros tipos de empalmes.

Duración: 2 semanas.

4. PIEZAS CARGADAS AXIALMENTE

Comportamiento del concreto a la compresión. Tensiones y

deformaciones. Condiciones de rótula. Piezas no afectadas a

pandeo. Dados sin armar. Dados con zunchado transversal.

Tracción pura. Condiciones para evitar rajaduras. Resistencia a

la rotura de una pieza armada. Comportamiento. Carga de

rotura.

Duración: 2 semanas.

5. PIEZAS SOMETIDAS A FLEXIÓN SIMPLE

Comportamiento del concreto armado a la flexión. Condiciones

de servicio.

Diseño a la rotura: fundamentos. Método simplificado de

Whitney. Viga rectangular simple. Reglamentaciones generales

sobre vigas. Límites de peraltes. Losas armadas en un sentido.

Losas aligeradas armadas en un sentido. Viga rectangulares con

hacer en comprensión. Reglamentaciones. Vigas T.

Reglamentaciones. Diseño de vigas T, considerando la

comprensión en el alma. Control de rajaduras. Control de

deflexiones. Deflexiones instantáneas y con el tiempo.

Voladizos. Anclaje de los mismos. Recomendaciones para

disminución del peso propio. Diseño.

Duración: 2 semanas.

6. ANCLAJES DE LAS ARMADURAS

Anclajes del refuerzo principal. Adherencia a la flexión.

Reglamentaciones.

Duración: 1 semana.

7. PIEZAS SOMETIDAS AL PANDEO Y FLEXIÓN COMPUESTA

Comportamiento del concreto a la flexión compuesta.

Dimensiones mínimas. Diseño: columnas rectangulares. Falla

por comprensión. Fallas por tracción. Columnas balanceadas.

Diagrama de iteracción. Columnas con abrazaderas.

Resistencia. Reglamentaciones. Columnas circulares.

Columnas cuadradas con armaduras circulares. Diagramas de

Whitney, del S.P.-7 y del S.P.-17A del A.C.I. Columnas con

refuerzo en espiral. Comportamiento. Resistencia. Diseño del

zunchado. Reglamentaciones. Dimensionamiento preliminar.

Piezas afectadas a pandeo. Columnas. Alturas libres “lu”.

Altura de pandeo “Klu”. Factor de corrección de momentos.

Flexión compuesta en dos direcciones. Diagramas de iteracción.

Métodos simplificados. Flexión compuesta en elementos de

sección irregular. Recomendaciones generales. Cálculo de

cargas en columnas. Reducciones de cargas vivas. Transmisión

de esfuerzos a través de los pisos.

Duración: 3 semanas.

8. PIEZAS SOMETIDAS A ESFUERZO CORTANTE Y TORSIÓN

Comportamiento del concreto armado al esfuerzo cortante.

Tensión promedio. Esfuerzos de rotura. Tipos de esfuerzos.

Refuerzo de barras dobladas en varios grupos.

Reglamentaciones. Refuerzos de estribos. Comportamiento del

concreto a la torsión. Tensiones permisibles. Cálculo de los

esfuerzos. Disposiones de la armadura. Refuerzo transversal y

longitudinal. Tensiones combinadas de esfuerzo cortante y

torsión. Tensiones permisibles. Cálculo de los refuerzos.

Esfuerzo cortante en

lozas macizas y aligeradas. Esfuerzo cortante en elementos

sometidos a flexión compuesta. Anclajes de refuerzo al esfuerzo

cortante. Corte fricción. Reglamentaciones.

Duración: 2 semanas.

V. METODOLOGIA

La metodología que se sigue es la de lección expositiva, con trabajo

individual y grupal, tanto dentro como fuera del aula.

VI. EVALUACION

Exámenes parciales y un final escritos, pruebas cortas y un examen

de ampliación escrito.

VII. REQUISITOS

Materiales de Construcción y Estructuras I.

VIII. BIBLIOGRAFIA

NILSON, A.H. Y WINTER, G

Design of Code Concrete Structures, 11 a Edición, Grupo

Editorial Mc Graw-Hill, México, 1997, 904 p.

AMERICAN CONCRETE INSTITUTE

Reglamento de las construcciones de concreto reforzado.

Barcelona, Anaya. 1978

COLEGIO FEDERADO DE INGENIEROS Y ARQUITECTOS DE

COSTA RICA

Código Sísmico de Costa Rica. San José, Colegio Federado de

Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica. 1992.

PARK, R. Y PAULAY, T.

Estructuras de concreto reforzado. Barcelona. Limusa. 1987.

WINTER, G. Y NILSON, A.H.

Estructuras de hormigón. México, Reverté. 1986.

IX. RESIDENCIA DE ESTUDIOS

La residencia de estudios de este curso es de tres unidades

académicas (sesenta horas de estudio en forma de lecciones

magistrales, seminarios y prácticas), que equivalen a 4.5 créditos de

CONESUP.