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Concreto II
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ACERO DE REFUERZO
El acero de refuerzo, también llamado ferralla, es un importante material
para la industria de la construcción utilizado para el refuerzo de estructuras y
demás obras que requieran de este elemento, de conformidad con los diseños y
detalles mostrados en los planos y especificaciones. Por su importancia en las
edificaciones, debe estar comprobada y estudiada su calidad. Los productos de
acero de refuerzo deben cumplir con ciertas normas que exigen sea verificada
su resistencia, ductilidad, dimensiones, y límites físicos o químicos de la materia
prima utilizada en su fabricación.
El acero de refuerzo es uno de los materiales de la construcción vitales para
los edificios y obras de promociones que se erigen en la actualidad. El uso de este
acero de refuerzo se da fundamentalmente para el refuerzo de estructuras y obras
que necesitan un plus de seguridad. Normalmente las necesidades de acero de
refuerzo son especificadas en los diseño y en los planos de la construcción y sus
especificaciones.
En las edificaciones las constructoras usan las barras de refuerzo se
colocan en frío teniendo en cuenta sus detalles y dimensiones que son mostrados
en los planos. Está prohibido doblar barras que se encuentren sobre alguna
superficie dónde haya hormigón. El acero de refuerzo es necesario que
sea ubicado en el lugar exacto dónde se aparece reseñado en los planos.
Las varillas de acero reforzado suelen amarradas con alambre y en algunos casos
mediante soldadura. Para que el acero tenga suficiente distancia con las
formaletas este proceso se realiza mediante la utilización de mortero prefabricado,
tensores, silletas de acero y otros dispositivos que hayan sido aprobados por el
interventor de la obra.
ADHERENCIA
La adherencia se define como la capacidad de transmitir una fuerza
procedente del adherente a través de la unión adhesiva, teniendo en cuenta un
sistema formado por dos materiales a unir llamados adherentes y un segundo
material que sirve de nexo de unión denominado unión adhesiva. Para cuantificar
la adherencia se somete a la unión adhesiva a un esfuerzo mecánico hasta la
rotura o pérdida de cohesión de la unión adhesiva, se obtendrá así un valor de
energía que puede absorber dicha unión adhesiva.
En un elemento de concreto reforzado es necesario que exista adherencia
entre el concreto y las varillas de refuerzos, de manera que ambos materiales
estén íntimamente ligados entre si. Para un buen comportamiento de las
estructuras de hormigón armado es necesaria la adherencia satisfactoria
entre el acero de refuerzo y el hormigón. La adherencia puede ser resultado de
adhesión, fricción, acción de tope o anclaje en los extremos. En el mundo de la
construcción, la adherencia se encuentra presente en muchos de los elementos de
habitual uso. La encontramos entre las armaduras y el hormigón, entre el
revestimiento y la pintura, entre el soporte y el aplacado, etc.
La adherencia hormigón-acero es el fenómeno básico sobre el que
descansa el funcionamiento del hormigón armado como material estructural. Si no
existiese adherencia, las barras serian incapaces de tomar el menor esfuerzo de
tracción, ya que el acero deslizaría sin encontrar resistencia en toda su longitud y
no acompañaría al hormigón en sus deformaciones, con lo que, al fisurarse éste,
sobrevendría bruscamente la rotura. La adherencia cumple fundamentalmente dos
objetivos: asegurar el anclaje de las barras y transmitir las tensiones tangentes
periféricas que aparecen en la armadura principal como consecuencias de las
variaciones de su tensión longitudinal.
CARGA PERMANENTE
Las cargas son todos los pesos o reacciones que debe soportar una
edificación tanto grande como un rascacielos o puentes a desnivel como pequeña
como una casa o un pavimento. Se designa como carga permanente al conjunto
de acciones que se producen por el peso propio de los elementos estructurales y
lo no estructurales. Muros, divisorios, contra pisos, y todos aquellos elementos que
conservan una posición fija en la construcción gravitan en forma constante sobre
la estructura.
Una clara diferencia es que las cargas muertas o vivas se representan
generalmente de manera vertical hacia abajo y estas cargas accidentales se
colocan de manera que incidan horizontalmente en la estructura, como intentando
provocar volteo.
Se consideran cargas muertas a todas las cargas que soporta el edificio
provocadas por el peso de los elementos que lo componen: enumerando las vigas,
columnas, techo, paredes, losas, escaleras, zapatas, etc. y que además ayudan
en la resistencia de otras cargas como el empuje que puede provocar el suelo
sobre la misma estructura
CARGA VARIABLE
La teoría que estudia el comportamiento de los materiales sometidos a
cargas variables se conoce como teoría de fatiga. Es una carga externa movible
sobre una estructura que incluye el peso de la misma junto con el mobiliario,
equipamiento, personas, etc., que actúa verticalmente, por tanto no incluye la
carga eólica. También llamada carga viva.
CONCRETO SIMPLE
El concreto se elabora con arena y grava (agregado grueso) que
constituyen entre el 70 y 75 por ciento del volumen y una pasta cementante
endurecida formada por cemento hidráulico con agua, que con los vacíos forman
el resto. Usualmente, se agregan aditivos para facilitar su trabajabilidad o afectar
las condiciones de su fraguado
CONCRETO SIMPLE
Se utiliza para construir muchos tipos de estructuras, como autopistas,
calles, puentes, túneles, presas, grandes edificios, pistas de aterrizaje, sistemas
de riego y canalización, rompeolas, embarcaderos y muelles, aceras, silos o
bodegas, factorías, casas e incluso barcos. En la albañilería el concreto es
utilizado también en forma de tabiques o bloques. Se le da este nombre al
concreto simple + acero de refuerzo; básicamente cuando tenemos un elemento
estructural que trabajará a compresión y a tracción (tensión). Ningún esfuerzo de
tensión será soportado por el concreto, es por ello que se debe incluir un área de
acero que nos asuma esta solicitación, dicho valor se traducirá en el número de
varillas y su diámetro, así como su disposición.
La principal característica estructural del hormigón es que resiste muy bien
los esfuerzos de compresión, pero no tiene buen comportamiento frente a otros
tipos de esfuerzos. por este motivo es habitual usarlo asociado a
ciertas armaduras de acero, recibiendo en este caso la denominación de hormigón
armado, o concreto pre-reforzado en algunos lugares; comportándose el conjunto
muy favorablemente ante las diversas solicitaciones.
CONCRETO ARMADO
Consiste en la utilización de hormigón reforzado con barras o mallas
de acero, llamadas armaduras. También se puede armar 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 o shotcrete, especialmente en túneles y obras
civiles en general.
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 es de amplio uso
en la construcción siendo utilizado 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 o shotcrete, especialmente en túneles y obras
civiles en general.
La utilización de acero cumple la misión de transmitir los esfuerzos de
tracción y cortante a los que esta sometida la estructura. El hormigón tiene gran
resistencia a la compresión pero su resistencia a tracción es pequeña. El uso de
hormigón armado es relativamente reciente.
CORROSIÓN DEL ACERO DE REFUERZO
El acero en el concreto reforzado aporta las propiedades de resistencia a la
tensión tan necesarias en el concreto estructural, lo que evita el daño en estas
estructuras, sujetas a cualquier nivel de esfuerzo que se genere por acciones de
posible ocurrencia. Sin embargo, cuando el acero de refuerzo se corroe, este
óxido provoca la pérdida de adherencia entre el acero de refuerzo y el concreto,
produciéndose la exfoliación y la de laminación, hecho que podría afectar la
estabilidad de la estructura, al reducirse el área del acero en su sección
transversal y consecuentemente su capacidad resistente. Esta situación es
especialmente importante en cables de alto límite elástico de elementos
presforzados.
Las causas más frecuentes por las que se produce la corrosión del acero de
refuerzo son: la carbonatación del concreto, el ataque de cloruros y de sulfatos, y
la acción de medio ambientes agresivos. Implica graves riesgos cuando se trata
de acero estructural, es decir, cuando estamos hablando de varilla que forma parte
de una estructura de concreto. El estado natural del hierro generalmente es un
óxido llamado hematita, este mineral sufre un proceso de refinación para liberar al
hierro del oxígeno aplicando una gran cantidad de energía en forma de calor
Cuando las varillas de acero están embebidas en el concreto éstas se
encuentran protegidas de la corrosión gracias al recubrimiento de concreto que
forma una barrera contra la acción del agua y el oxígeno presentes en el medio.
Este recubrimiento es eficaz en función de su espesor y de la calidad del concreto.
Por otro lado, el acero está salvaguardado de la corrosión por el ambiente
altamente alcalino, generado por los productos de la mezcla agua/cemento que
además forman una capa de óxido sobre la superficie de las varillas
manteniéndolas pasivadas por largo tiempo.
CORROSION DEL CONCRETO
El concreto reforzado con varillas de acero es uno de los materiales de
construcción más ampliamente usados, sin embargo las estructuras que los
emplean tienen el inconveniente de ser susceptibles a la corrosión. El problema
del deterioro de las estructuras de concreto debido a procesos de corrosión es
serio y de implicaciones económicas mayores. La habilidad para evaluar la
corrosión de las varillas de refuerzo en estructuras y poder estimar la vida en
servicio remanente es tema de estudios en el ámbito mundial. No obstante los
grandes avances tecnológicos mundiales, el problema de la corrosión sigue sin ser
entendido completamente, debido principalmente a la complejidad del proceso.
Para tratar de establecer las bases que rigen el fenómeno de la corrosión, se
presentan temas elementales que permitirán al lector comprender las bases del
fenómeno.
La Corrosión de Armaduras en el Hormigón Armado es uno de los daños
más frecuentes y que ocasionan mayores deterioros en las estructuras de
Hormigón Armado. Se manifiesta mediante el desprendimiento del hormigón de
una forma puntual o longitudinal, dejando las armaduras próximas a la superficie
sin protección, por lo que con el tiempo quedan recubiertas por una película de
óxido que se manifiesta mediante la aparición de manchas en la zona afectada. Si
bien existen varias causas que pueden dar lugar a la destrucción de la
capa pasivante del acero, en la práctica los factores que promueven la corrosión
electroquímica de las armaduras en el interior del hormigón son mayoritariamente
la carbonatación y la presencia de cloruros, o ambos factores en conjunto,
ayudados por el fisuramiento o la porosidad del hormigón que permite el paso
hasta las armaduras de oxígeno, humedad y de diversos agresores del medio.
COLUMNA
La columna es una pieza arquitectónica de forma vertical, que si bien puede
tener fines decorativos, por lo general sirve para sostener el peso de la estructura.
En el campo de las estructuras de un edificio, La columna es el elemento
estructural vertical empleado para sostener la carga de la edificación. Es utilizado
ampliamente en arquitectura por la libertad que proporciona para distribuir
espacios al tiempo que cumple con la función de soportar el peso de la
construcción; es un elemento fundamental en el esquema de una estructura y la
adecuada selección de su tamaño, forma, espaciamiento y composición influyen
de manera directa en su capacidad de carga. Para la columna se indica las
características que la definen así como el comportamiento para definir los
aspectos a tomar en cuenta en el diseño de las columnas de madera, acero y
concreto armado.
Una columna ideal es un elemento homogéneo, de sección recta constante,
inicialmente perpendicular al eje, y sometido a compresión, sin embargo, las
columnas suelen tener siempre pequeñas imperfecciones de material y de
fabricación, así como una inevitable excentricidad accidental en la aplicación de la
carga. La curvatura inicial de la columna, junto con la posición de la carga, dan
lugar a una excentricidad indeterminada, con respecto al centro de gravedad, en
una sección cualquiera. El estado de carga en esta sección es similar al de un
poste corto cargado excéntricamente, y el esfuerzo resultante está producido por
la superposición del esfuerzo directo de compresión y el esfuerzo de flexión.
COLUMNA CORTA
Podemos llamar Columna Corta a aquella que por su tamaño relativo a las
demás del sistema al que pertenece o relativo a su diseño, en el cual fue diseñada
con una longitud, pero ya construida trabajara como más corta, por lo cual tendrá
mayor rigidez relativa que la que fue diseñada, podrá demandar mayores fuerzas,
pero sin poder responder satisfactoriamente, por no haber sido diseñadas para
esas demandas La columna corta, por ser la más rígida (ofrece mayor restricción
al desplazamiento), en proporción con la columna larga.
CURADO
Tratamiento que se da al hormigón, mortero, etc. después de su colocación
a fin de mantener húmedas sus superficies, lo cual impide la rápida evaporación
del agua de amasado. Esta tarea suaviza la retracción del material y evita
su agrietamiento por desecación brusca. El trabajo del curado del hormigón es
sencillo de realizar y con un buen curado del hormigón podrá esperarse un buen
comportamiento físico y mecánico. El curado comienza inmediatamente después
del vaciado (colado) y el acabado, de manera que el concreto pueda desarrollar la
resistencia y la durabilidad deseada.
Sin un adecuado suministro de humedad, los materiales cementantes en el
concreto, no pueden reaccionar para formar un producto de calidad. El secado
puede eliminar el agua necesaria para esta reacción química denominada
hidratación y por lo cual el concreto no alcanzará sus propiedades potenciales. La
temperatura es un factor importante en un curado apropiado, basándose en la
velocidad de hidratación y por lo tanto, el desarrollo de resistencias es mayor a
más altas temperaturas. Generalmente, la temperatura del concreto debe ser
mantenida por encima de los 50°F (10°C) para un ritmo adecuado de desarrollo de
resistencias. Además debe mantenerse una temperatura uniforme a través de la
sección del concreto, mientras está ganando resistencia, para evitar las grietas por
choque térmico.
Para el concreto expuesto, la humedad relativa y las condiciones del viento
son también importantes; ellas contribuyen al ritmo de pérdida de humedad en el
concreto y pueden dar como resultado agrietamiento, una pobre calidad y
durabilidad superficial. Las medidas de protección para el control de la
evaporación de humedad de las superficies del concreto antes de que fragüe, son
esenciales para evitar la fisuración por retracción plástica.
DEFORMACION
La deformación es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido
a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo o
la ocurrencia de dilatación térmica. La deformación se debe al esfuerzo, al cambio
térmico, al cambio de humedad o a otras causas. En conjunción con el esfuerzo
directo, la deformación se supone como un cambio lineal y se mide en unidades
de longitud. En los ensayos de torsión se acostumbra medir la deformación cómo
un ángulo de torsión entre dos secciones especificadas. Cuando la deformación se
define como el cambio por unidad de longitud en una dimensión lineal de un
cuerpo, el cual va acompañado por un cambio de esfuerzo, se denomina
deformación unitaria debida a un esfuerzo. Es una razón o numero no
dimensional, y es, por lo tanto, la misma sin importar las unidades expresadas
DUCTIBILIDAD
La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las
aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una
fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse, permitiendo
obtener alambres o hilos de dicho material. A los materiales que presentan esta
propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales no dúctiles se califican
como frágiles. Aunque los materiales dúctiles también pueden llegar a romperse
bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura sólo sucede tras producirse grandes
deformaciones. En otros términos, un material es dúctil cuando la relación entre el
alargamiento longitudinal producido por una tracción y la disminución de
la sección transversal es muy elevada.
La ductilidad es la propiedad de los metales para formar alambres o hilos de
diferentes grosores. Los metales se caracterizan por su elevada ductilidad, la que
se explica porque los átomos de los metales se disponen de manera tal que es
posible que se deslicen unos sobre otros y por eso se pueden estirar sin
romperse. La ductilidad es la propiedad que tiene un material de deformarse
visiblemente (plásticamente) antes de llegar a la ruptura. Es decir, que el material
puede ser estirado considerablemente antes de romperse.
ENTREPISO
Entrepiso es el elemento que separa horizontalmente los diferentes niveles
de una edificación, y constituye a la vez el techo de uno de ellos y el piso del otro.
El entrepiso surge por la necesidad de aprovechar el espacio en sentido vertical, lo
que hace crecer el área utilizable en diferentes niveles. También existen casos
que por los accidentes del terreno, se hace necesario usar diferentes niveles a
partir de la construcción de entrepisos. La construcción de losas de entrepisos
tiene diversas soluciones constructivas y estructurales cuyas aplicaciones
dependen de las características del diseño, de las cargas y sobrecargas, y del uso
o destino de la obra. En general, se entiende que las losas deben soportar las
cargas permanentes y las sobrecargas, transmitiendo dichos esfuerzos a las vigas
y columnas.
Adicionalmente, las losas pueden actuar como un diafragma rígido que
aporte arriostramiento horizontal a las estructuras ante la acción de fuerzas
horizontales En tal caso, uno de los aspectos que se debe asegurar es la correcta
y eficiente conexión entre la losa y las vigas que aseguren la transmisión de los
esfuerzos y eviten el roce o el desplazamiento entre ellos.
La construcción de un entrepiso es una forma de ganar espacio, reducir la
altura de una construcción, y ambientar una habitación reciclada para que se
ajuste mejor a la forma moderna de vida. Un entrepiso puede conferirle un toque
de originalidad y atractivo a un ambiente, permitiendo articular de un modo más
interesante el espacio y darle una funcionalidad mayor. En el reciclado de casas,
el empleo de entrepisos es muy común, pues las viejas casa suelen construcción.
ESTRIBO
Son los apoyos extremos de los tramos o arcos principales. En general son
los apoyos extremos de la obra, pero también, a ambos lados de los estribos
principales, puede ampliarse la obra con viaductos secundarios compuestos por
arcos o tramos de menor luz que el puente o viaducto principal, también se define
como pieza o elemento de una estructura que recibe y sostiene el empuje de otros
elementos constructivos como la bóveda y el arco, contrarrestando la forma de su
empuje. Por extensión y construcción el estribo también puede ser un machón
cuyo empleo es el fortalecimiento de una pared o muro. En la práctica se pueden
utilizar diferentes tipos de estribos, incluyendo:
• Estribo Corto − Los estribos cortos están ubicados en o cerca de la parte
superior de los rellenos utilizados como acceso al puente; la profundidad del muro
de retención encima del asiento del puente es suficiente para acomodar la
profundidad de la estructura y los apoyos que descansan sobre el asiento.
• Estribo de Profundidad Parcial − Los estribos de profundidad parcial están
ubicados aproximadamente a la mitad de la profundidad de la pendiente frontal del
terraplén de acceso. Su muro de retención encima del asiento y muros de ala de
mayores dimensiones pueden retener material de relleno.
• Estribo de Profundidad Total − Los estribos de profundidad total están ubicados
aproximadamente en el frente de la base del terraplén de acceso, restringiendo la
abertura debajo de la estructura.
• Estribo Integral − Los estribos integrales están rígidamente unidos a la
superestructura y son soportados por zapatas o fundaciones profundas capaces
de permitir los movimientos horizontales necesarios.
ESTRUCTURA
Llamamos estructura a un conjunto de elementos capaces de aguantar
pesos y cargas sin romperse y sin a penas deformarse. Se llama así a aquella
armazón de hierro, madera u hormigón que soporta una edificación sobre sí. Sin
dudas este sentido de la palabra estructura es el más popular y extendido a la
hora de usar este término Lo básico, antes de colocarle a un edificio de
departamentos que se está construyendo todos los detalles accesorios como ser
de revestimientos, grifería y aberturas, será fundamental emplazar una estructura
que le de consistencia y rigidez a la construcción, que será la responsable de la
perdurabilidad que tendrá el edificio y que por supuesto también determinará su
valor.
A la hora de diseñar una estructura esta debe de cumplir tres propiedades
principales: ser resistente, rígida y estable. Resistente para que soporte sin
romperse el efecto de las fuerzas a las que se encuentra sometida, rígida para
que lo haga sin deformarse y estable para que se mantenga en equilibrio sin
volcarse ni caerse.
FATIGA
La fatiga de materiales se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los
materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con
cargas estáticas. Aunque es un fenómeno que, sin definición formal, era
reconocido desde la antigüedad, este comportamiento no fue de interés real hasta
la Revolución Industrial, cuando, a mediados del siglo XIX comenzaron a producir
las fuerzas necesarias para provocar la rotura con cargas dinámicas son muy
inferiores a las necesarias en el caso estático; y a desarrollar métodos de cálculo
para el diseño de piezas confiables. Este no es el caso de materiales de aparición
reciente, para los que es necesaria la fabricación y el ensayo de prototipos.
FLECHAS
Se denomina Flecha al efecto provocado en una viga, forjado, cubierta o
cualquier otro elemento constructivo horizontal que se vea afectado por una fuerza
vertical en algún punto interior del mismo. Es la máxima distancia entre la fibra
neutradel estado en reposo y solicitado (bajo carga).
FLUENCIA
La fluencia o cedencia es la deformación irrecuperable de la probeta, a
partir de la cual sólo se recuperará la parte de su deformación correspondiente a
la deformación elástica, quedando una deformación irreversible. Este fenómeno se
sitúa justo encima del límite elástico, y se produce un alargamiento muy rápido sin
que varíe la tensión aplicada. Mediante el ensayo de tracción se mide esta
deformación característica que no todos los materiales experimentan.
El fenómeno de fluencia se da cuando las impurezas o los elementos de
aleación bloquean las dislocaciones de la red cristalina impidiendo su
deslizamiento, proceso mediante el cual el material se deforma plásticamente.
Alcanzado el límite de fluencia se llegan a liberar las dislocaciones,
produciéndose una brusca deformación. La deformación en este caso también se
distribuye uniformemente a lo largo de la probeta, pero concentrándose en las
zonas en las que se ha logrado liberar las dislocaciones (bandas de Lüders). No
todos los materiales presentan este fenómeno, en cuyo caso la transición entre la
deformación elástica y plástica del material no se aprecia de forma clara.
FACTOR DE MAYORACION
Es también llamado coeficiente de seguridad, es el cociente entre el
valor calculado de la capacidad máxima de un sistema y el valor del requerimiento
esperado real a que se verá sometido. Por este motivo es un número mayor que
uno, que indica la capacidad en exceso que tiene el sistema por sobre sus
requerimientos.
En este sentido, en ingeniería, arquitectura y otras ciencias aplicadas, es
común, y en algunos casos imprescindible, que los cálculos de dimensionado de
elementos o componentes de maquinaria, estructuras constructivas, instalaciones
o dispositivos en general, incluyan un coeficiente de seguridad que garantice que
bajo desviaciones aleatorias de los requerimientos previstos, exista un margen
extra de prestaciones por encima de las mínimas estrictamente necesarias.
Los valores usados como factores de seguridad, por lo general, provienen
de la experiencia empírica o práctica, por lo cual están tabulados y contemplados
en las normas o la literatura, o bien se aplican según la experiencia personal del
diseñador. En general, para el mismo tipo de elemento dependerán del tipo de uso
o servicio que se le piense dar y de la posibilidad de riesgo derivada para usuarios
y terceras personas. Por ejemplo, para una máquina de uso continuo se usará un
factor de seguridad mayor que para una de uso esporádico.
FRAGUADO
El fraguado es el proceso de endurecimiento y pérdida de plasticidad
del hormigón (o mortero de cemento), producido por la desecación y
recristalización de los hidróxidos metálicos procedentes de la reacción química del
agua de amasado— con los óxidos metálicos presentes en el clínker que compone
el cemento. También se denomina fraguado al proceso de endurecimiento de la
pasta de yeso o del mortero de cal.
En el proceso general de endurecimiento del hormigón se presenta un
estado de fraguado inicial en que la mezcla pierde su plasticidad. Se denomina
fraguado final al estado en el cual la consistencia ha alcanzado un valor muy
apreciable. El tiempo comprendido entre estos dos estados se llama tiempo de
fraguado de la mezcla que se estima en unas diez horas, aunque varía
dependiendo de la humedad relativa, temperatura ambiente, etc. Se pueden
añadir aditivos retardantes o acelerantes del fraguado que permiten su mejor
manejo en obra.
FUNDACIONES SUPERFICIALES
Zapatas
Losas
ZAPATAS
Las zapatas son los tipos mas utilizados de perforaciones y se utilizan cuando el
terreno tiene en su superficie una resistencia media o alta con respecto a las
cargas de la estructura.
ZAPATAS AISLADAS.
Son de carácter puntual, generalmente están constituidas por dados de hormigón de planta cuadrada. Las fundaciones de zapata en general constituyen los tipos más usados tanto por su economía como por su sencillez de construcción.
ZAPATAS ATIRANTADAS.
Son de carácter puntual y trabajan de forma independiente, pero se encuentran unidas por una cadena apoyada al terreno la cual se diseña para evitar el movimiento horizontal relativo entre zapatas aisladas o para unir una zapata aislada a una función corrida.
ZAPATAS Y VIGAS DE FUNDACIÓN.
La viga de fundación es un elemento estructural que permite tomar las cargas de muro y transmitirlas a zapatas aisladas. Puede haber varias razones para querer diseñar zapatas con vigas de fundación.
ZAPATAS CORRIDAS.
Cuando se trate de pilares alineados muy próximos a muros, o de equilibrar cargas excéntricas sobre las zapatas contiguas, se considera directamente el empleo de una zapata continua o zapata corrida.
LOSAS
Las losas se emplean en terrenos menos resistentes o menos homogéneos o bajo
estructuras menos resistentes. Con ellas se aumenta la superficie de contacto y se
reducen los asentamientos diferenciales.
LOSAS DE ESPESOR CONSTANTE.
Tiene la ventaja de su gran sencillez de ejecución. Si las cargas y las luces no son
importantes el ahorro de encofrados puede compensar el mayor volumen de
hormigón necesario.
LOSAS CON CAPITELES.
Se utilizan para aumentar el espesor bajo los pilares y mejorar la resistencia a
flexión y cortante. Los capiteles pueden ser superiores o inferiores teniendo estos
últimos la ventaja de realizarse sobre la excavación y dejar plana la superficie del
sótano.
LOSAS NERVADAS.
Con nervios principales bajos los pilares y otros segundarios los nervios pueden
ser superiores o inferiores, en el caso de nervios superiores el encofrado es mas
complicado, y suele ser necesario el empleo de un relleno de aglomerado ligero y
un solado independiente para dejar plana la superficie superior.
LOSAS FLOTANTES
Cuando es necesario construir estructuras muy sensibles a asentamientos en
terrenos pobres puede recurrirse a fundaciones de loza flotante. La fundación
debe hacerse de dimensiones tales que el peso del volumen de tierra removida
sea similar a la carga producto del peso de la estructura.
FUNDACIONES PROFUNDAS
Pilotes prefabricados.
Pilotes in situ.
PILOTES
Pieza larga a modo de estaca, de madera, hierro y hormigón armado, que se hinca
en el terreno, bien para soportar una carga, transmitiéndola a capas inferiores más
resistentes, bien para comprimir y aumentar la compacidad de las capas de tierra
subyacentes.
PILOTAJES.
Un pilotaje es una cimentación constituida por una zapata que se apoya sobre
un grupo de pilote que se introducen profundamente en el terreno para
transmitir su carga al mismo. Los pilotajes se emplean cuando el terreno
resistente esta a profundidades de los 5 o 6 mtrs
PILOTES PREFABRICADOS.
Estos se hincan en el terreno mediante maquinas del tipo martillo. Son
relativamente caros ya que deben ir fuertemente armados para resistir los
esfuerzos que se producen en su transporte, izado e hinca.
PILOTES MOLDEADO IN SITU
Estos se realizan en perforaciones practicadas previamente mediante sondas
de tipo rotativo. Generalmente son de mayor diámetro que los prefabricados y
resisten mayores cargas.
ENCEPADOS.
Los encepados constituyen piezas prismáticas de hormigón armado que
trasmiten y reparten la carga de los soportes o muros a los grupos de pilotes.
Como en la actualidad se emplea generalmente pilotes de diámetro grande por
razones económicas él número de pilotes por cada encepado no suele ser muy
elevado.
JUNTA
La función de las juntas consiste en mantener las tensiones que se
desarrollan en la estructura de un pavimento dentro de los valores admisibles del
concreto o disipar tensiones debidas a agrietamientos inducidos debajo de las
mismas juntas.
De acuerdo a su ubicación respecto de la dirección principal o eje del
pavimento, se denominan como longitudinales y transversales. Según la
función que cumplen se les denomina de contracción, articulación, construcción,
expansión y aislamiento. Según la forma, se les denomina rectas, machimbradas y
acanaladas.
Son muy importantes en la duración de la estructura, siendo una de las
pautas para calificar la bondad de un pavimento. En consecuencia la conservación
y oportuna reparación de las fallas en las juntas son decisivas para la vida de
servicio de un pavimento. Por su ancho, por la función que cumplen y para lograr
un rodamiento suave, deben ser rellenadas con materiales apropiados, utilizando
técnicas constructivas especificadas.
LONGITUD DE DESARROLLO
Es la longitud que se requiere embeber a una varilla de acero dentro del
hormigón, para alcanzar los esfuerzos especificados en el diseño .Factores que
Influyen en la Longitud de Desarrollo: Los siguientes factores principales afectan
directamente a la longitud de desarrollo de las varillas de acero en el hormigón
armado:
Esfuerzo de Fluencia: Mientras mayor sea el esfuerzo de fluencia, se requerirá
proporcionalmente una mayor longitud de desarrollo.
Sección Transversal: Cuanto mayor sea la sección transversal de la varilla,
desarrollará una mayor fuerza, y se necesitará proporcionalmente una mayor
longitud de desarrollo.
Perímetro de la Varilla: Mientras mayor sea el perímetro de la varilla, existirá una
mayor superficie de hormigón en la que se desarrolle adherencia, por lo que
se requerirá proporcionalidad inversa con la longitud de desarrollo.
Resistencia del Hormigón: Cuanto mayor sea la resistencia a tracción
del hormigón se podrán desarrollar esfuerzos más altos de adherencia, por lo que
existirá proporcionalidad inversa con la longitud de desarrollo
LOSA MACIZA
Se deberá encofrar toda la superficie de la losa teniendo en cuenta que se
debe dar la respectiva contra-flecha en la parte central de la losa. Colocar tablas
de 1” lado a lado en sentido transversal al encofrado de las vigas, las que estarán
apoyadas sobre soleras de 2” x 2”. Las soleras estarán colocadas cada 80 cm
apoyadas sobre vigas de soporte de 2” x 4” previamente apuntalados con bolillos,
los cuales estarán apoyados sobre cuñas de madera que servirán para nivelar el
encofrado.
LOSA NERVADA
El encofrado para este tipo de losas será el mismo que para las losas
macizas, con la diferencia de que sobre el tablero del encofrado de la losa se
deben clavar complementos, tales como cerámica o plastoformo, dejando los
nervios libres de acuerdo al ancho especificado en planos.
MIEMBRO ESTRUCTURAL
Cada una de las piezas que forman parte de una estructura, posee un
carácter unitario y se muestra de la misma manera bajo la acción de una carga
aplicada. También llamado elemento estructural, pieza estructural. Vinculadas en
que puede ser dividida una estructura a efectos de su diseño. El diseño y
comprobación de estos elementos se hace de acuerdo con los principios de
la ingeniería estructural y la resistencia de materiales.
EL MÓDULO DE ELASTICIDAD
Definido por la ecuación E = esfuerzo /deformación es una medida de la
rigidez, o sea la resistencia del hormigón a la deformación. El hormigón no es un
material verdaderamente elástico, pero el hormigón que ha endurecido por
completo y se ha cargado en forma moderada tiene una curva de esfuerzo
de compresión- deformación que, en esencia, es una recta dentro del rango de
los esfuerzos usuales de trabajo.
EL MÓDULO DE ROTURA
Es la resistencia a la rotura determinada en un ensayo de torsión o flexión.
El ensayo de flexión se basa en el esfuerzo máximo en la rotura de la fibra, y el
ensayo de torsión se basa en el esfuerzo cortante máximo en la fibra extrema de
un miembro circular en la falla. Por lo general, el módulo de rotura se refiere a un
ensayo de flexión de tres puntos en materiales frágiles como la cerámica o el
hormigón. Conocer cómo determinar y calcular el módulo de rotura para un
material específico es importante, ya que proporciona una visión sobre la fuerza
máxima que una sustancia puede soportar antes de romperse.
PEDESTAL
Se denomina pedestal al soporte prismático destinado a sostener otro
soporte mayor, conformando la parte inferior de una columna. Generalmente, se
compone de tres partes: zócalo, dado o neto y cornisa. Cuando el pedestal es
corrido, y sustenta una serie de columnas, se llama estilóbato; la parte superior de
este se denomina estereóbato, y puede estar adornado con molduras. Se da
también el nombre de pedestal a todo soporte en forma de columna corta y ancha
que sostiene una estatua u objeto análogo. Por su parte, se llama pedículo cuando
la base funciona como pie, o pequeña columna, en que se apoya un objeto mayor
que ella; por ejemplo, una pila bautismal o un púlpito
RESALTE EN BARRAS DE ACERO
El acero corrugado o varilla corrugada es una clase de acero
laminado diseñado especialmente para construir elementos estructurales
de hormigón armado. Se trata de barras de acero que presentan resaltos
o corrugas que mejoran la adherencia con el hormigón, y poseen una
gran ductilidad, la cual permite que las barras se puedan cortar y doblar con mayor
facilidad. Se llama armadura a un conjunto de barras de acero corrugado que
forman un conjunto funcionalmente homogéneo, es decir, que trabajan
conjuntamente para resistir cierto tipo de esfuerzo en combinación con el
hormigón. Las armaduras también pueden cumplir una función de montaje o
constructiva, y también se utilizan para evitar la fisuración del hormigón.
Para referirse al conjunto, no necesariamente formando armadura, se utiliza
el término ferralla. La resistencia al punto cedente o el esfuerzo de cedencia es el
esfuerzo que produce en un material, una deformación específica, permanente y
limitadora. El punto de cedencia es una propiedad que tienen los aceros blandos
no endurecidos y algunas otras aleaciones. Al igual que el esfuerzo de cedencia,
es también una indicación del límite de la acción elástica. El punto de cedencia es
un esfuerzo en el que se produce primero un aumento notable de deformación, sin
que haya un aumento de esfuerzo. En efecto, por lo general, hay dos puntos de
cedencia: uno superior y el otro inferior.
RESISTENCIA A TRACCION POR FLEXION
La resistencia a la tracción es la cantidad máxima de estrés que una
sustancia puede soportar cuando se tira de ella antes de que comience a
deformarse permanentemente. Las pruebas directas de tracción se pueden
ejecutar en sustancias maleables, como el acero o cuerda. La naturaleza del
hormigón hace que sea difícil de ejecutar pruebas directas de tracción. La única
prueba más importante indirecta a la tracción es la de la resistencia a la flexión.
Estas pruebas se ejecutan mediante la determinación de la cantidad de carga que
una viga de hormigón no reforzado o losa puede soportar antes de que empiece a
doblarse. Las pruebas se ejecutan en variaciones, con peso aplicado en diferentes
puntos a lo largo de la losa. En algunas pruebas se sostiene el hormigón en cada
extremo y se aplica la carga en el centro. En otras se apoya el hormigón en el
centro y se aplica la carga en los extremos.
RESISTENCIA CEDENTE
La resistencia al punto cedente o el esfuerzo de cedencia es el esfuerzo
que produce en un material, una deformación específica, permanente y limitadora.
El punto de cedencia es una propiedad que tienen los aceros blandos no
endurecidos y algunas otras aleaciones. Al igual que el esfuerzo de cedencia, es
también una indicación del límite de la acción elástica. El punto de cedencia es un
esfuerzo en el que se produce primero un aumento notable de deformación, sin
que haya un aumento de esfuerzo. En efecto, por lo general, hay dos puntos de
cedencia: uno superior y el otro inferior, El punto superior de cedencia es el que se
usará en este experimento, como el punto de cedencia.
RESISTENCIA ESPECIAL DEL CONCRETO A COMPRESION
La velocidad de ganancia de resistencia mecánica del concreto depende de
numerosas variables y resultan muy diferentes entre unos y otros concretos. De
esas variables, la más importante puede ser la composición química del cemento,
la misma finura, la relación agua cemento, que cuanto más baja sea favorece la
velocidad, la calidad intrínseca de los agregados, las condiciones de temperatura
ambiente y la eficiencia de curado. Esto hace que los índices de crecimiento de la
resistencia no pueden ser usados en forma segura o precisa con carácter general
para cualquier concreto.
LA PROTECCIÓN POR RECUBRIMIENTO
Consiste en crear una capa superficial o barrera que aísle el metal del
entorno. En principio es el método más evidente, cubrimos el material por una
capa de otra sustancia que no se oxida y que impide que el material sensible entre
en contacto con el oxígeno y la humedad.
REFUERZO DE CONFINAMIENTO
El confinamiento del hormigón se logra mediante el uso de acero de
refuerzo transversal que, por lo general, tiene forma de hélices o aros de acero,
espaciados una cierta distancia. El efecto de confinamiento de este refuerzo
sobre el hormigón, se activa para valores de esfuerzos que se aproximan a la
resistencia uniaxial, por lo tanto, las deformaciones transversales se hacen muy
elevadas debido al agrietamiento interno progresivo y, el hormigón, se apoya
contra el refuerzo transversal, ejerciendo este último, una reacción de
confinamiento sobre el hormigón.
RETRACTO DE FRAGUADO
El fraguado es el proceso de endurecimiento y pérdida de plasticidad
del hormigón (o mortero de cemento), producido por la desecación y
recristalización de los hidróxidos metálicos procedentes de la reacción química del
agua de amasado con los óxidos metálicos presentes en el clínker que compone
el cemento. También se denomina fraguado al proceso de endurecimiento de la
pasta de yeso o del mortero de cal.
En el proceso general de endurecimiento del hormigón se presenta un
estado de fraguado inicial en que la mezcla pierde su plasticidad. Se denomina
fraguado final al estado en el cual la consistencia ha alcanzado un valor muy
apreciable. El tiempo comprendido entre estos dos estados se llama tiempo de
fraguado de la mezcla que se estima en unas diez horas, aunque varía
dependiendo de la humedad relativa, temperatura ambiente, etc. Se pueden
añadir aditivos retardantes o acelerantes del fraguado que permiten su mejor
manejo en obra.
VIGA
. Una viga es una serie de miembros estructurales que se extienden desde el
borde hasta el perímetro, diseñada para soportar la cubierta del techo o el tipo de
carga, asociados con los elementos que componen el techo de un edificio.
VIGA DE CARGA
Es la que se encarga de sostener el peso de la losa y transmitirlas a las
columnas a su vez a las fundaciones y estas al terreno. Usualmente en la viga de
carga se coloca el acero de refuerzo en la parte inferior de la sección transversal,
ya que los esfuerzos axiales debido al peso que sostiene, tienden a flexionar la
viga en la parte inferior. Elaboración de tres espacios en los que se representan
las distintas fases de la construcción de una viga de carga.
VIGA DE AMARRE
Es un elemento de construcción utilizado para evitar que dos elementos
estructurales de otros estén separados. La viga de amarre inferior es una columna
de cemento u hormigón, y tiene como función principal la de amarrar los muros de
ladrillos de manera que trabajen solidariamente frente a las cargas laterales que
pueden ser vientos o terremotos. Otra función de la viga de amarre inferior es
servir de intermediario para la unión de la estructura del techo a las paredes. La
viga de amarre, como su nombre lo indica, amarra las paredes de la casa y las
hace más resistentes a los huracanes y terremotos. La viga de amarre tiene como
función principal la de amarrar los muros de bloques de manera que trabajen
solidariamente frente a las cargas laterales que pueden ser vientos o terremotos.
VIGAS RIOSTRAS
Son piezas o elementos estructurales generalmente de hormigón armado o
de cualquier elemento que pueda resistir tracciones, que unen dos o más
cimientos o zapatas, La finalidad de las vigas riostras es absorber las posibles
acciones horizontales que pueden recibir los cimientos bien de la estructura bien
del propio terreno, evitando de esta forma el desplazamiento horizontal relativo de
uno respecto a otro.
LA TEORÍA ELÁSTICA
Es ideal para calcular los esfuerzos y deformaciones que se presentan en
una estructura de concreto bajo las cargas de servicio. Sin embargo esta teoría es
incapaz de predecir la resistencia última de la estructura con el fin de determinar la
intensidad de las cargas que provocan la ruptura y así poder asignar coeficientes
de seguridad, ya que la hipótesis de proporcionalidad, entre esfuerzos y
deformaciones es completamente errónea en la vecindad de la falla de la
estructura.
TEORÍA PLÁSTICA
El diseño según la teoría plástica se conoce como diseño a la rotura, debido
a que la característica más obvia de este diseño es que se plantea que el
hormigón se encuentra en estado plástico en el punto de rotura. Debido a esto el
concreto no trabaja a tensión y es el acero el que recibe en todos los casos toda la
tensión. Esta teoría pauta la deformación unitaria máxima a la rotura del hormigón
como 0.003, con una curva de esfuerzo irregular la cual se traduce a un bloque de
esfuerzo rectangular con un área equivalente.
