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(CC) [BY-NC-SA] 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 1
fkqolar``fk
OPENCOURSEWAREINGENIERIA CIVIL
I.T. Obras Pblicas / Ing. Caminos
i=_~ _m=`~~af`lmfr
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Presentarelhormignarmadoypretensadocomomaterialestructural
Conocerlosfundamentosdetrabajodelhormignestructural
Plantearlasventajaseinconvenientesdeestetipodeestructuras
Describirlasdiferentestecnologasempleadasenhormignestructural
l_gbqfslp
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1. Aproximacinhistrica2. Mecanismodetrabajo3. Ventajaseinconvenientes4. Laaptitudhormignacero5. Tecnologasdelhormignestructural6. Clasificacindeloselementos
estructurales7. Hormigonesespeciales
`lkqbkfalp
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SigloI:LosromanosempleabanconglomerantesnaturalesMorterosdecal
1824 JosephAspdin patentaelCementoPortland,obtenidoporcalcinacinaaltatemperaturadeunacalizaarcillosayposteriormolido
1848 JosephLouisLambot seatribuyeeldescubrimientodelhormignreforzadoconacero
1855 EljardineroparisinoJosephMonier empleporprimeravezrefuerzosdeaceroenunmaceterohechodemortero.Patentajardinerasdehormignreforzadoconacero
NK=^molufj^`fk=efpqof`^
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NK=^molufj^`fk=efpqof`^
PantendeAgripaenRoma(Italia)(SigloIA.C.)
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NK=^molufj^`fk=efpqof`^
Barcadeferrocemento deJ.L.Lambot(1855,ExposicinUniversaldePars)
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1861 Coignet recogeenBetns Agglomrslasprimerasreglasdeconstruccindevigas,bvedasytubosdehormignreforzadoconacero
1875 Monier proyectaelprimerpuentedehormignarmadoenChazelet,de13,80m.deluzy4,25m.deanchura
1879 Hennebique revisteperfilesdeaceroconhormignparamejorarsuresistenciafrentealfuego
1887 Wayss yKoenen publicanelprimertratadotcnicosobrehormignarmado:DasSystemMonier
NK=^molufj^`fk=efpqof`^
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NK=^molufj^`fk=efpqof`^
PuentedehormignarmadoenChazelet,Francia(JosephMonier,1875)
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1900 SecreanlosprimerosinstitutosparaelestudiocientficodelHormignArmadoenFranciayAlemania
1902 ElingenieroalemnEmil Mrsch sientalasbasesdelmtodoclsicodeclculo deseccionesensulibroDerEisenbetonbau,seineTheorieundAnwendung
1928 Eugne Freyssinet patentaelprimersistemadepretensado delhormign
1939 PrimerainstruccindeHormignEstructuralenEspaacomoreglamentodeobligadocumplimiento
1947 PrimerreglamentodelAmericanConcreteInstitute (ACI) CdigoACI
NK=^molufj^`fk=efpqof`^
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Hormign:Materialpolifsicoformadopormezcladeridosaglomeradosmedianteunconglomerantehidrulico,elcementoPortland
Resistebienlascompresionesymallastracciones Buencomportamientofrentealaintemperie
Acero:Materialmetlicoformadoporhierroyunpequeo%decarbonoyotroselementos,fabricadoeninstalacionesespecficas
Resisteadecuadamentelastracciones Degradablesiseexponealaintemperie
OK=jb`^kfpjl=ab=qo^_^gl
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Ventajas: Buenaresistenciaacompresin Posibilidaddecreartodotipodeformas,esmoldeable Buencomportamientofrentealaintemperie Buencomportamientofrentealfuego Costerelativamentebajo Elevadosincrementosderesistenciaenrelacinconel
incrementodecosteasociado
Masivoyrgido Buencomportamientodinmico Mantenimientoprcticamentenulo
PK=sbkq^g^pLfk`lksbkfbkqbp
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Inconvenientes: Presentaunmayorpesopropioencomparacinconsu
resistencia
Precisaunmayortiempodeejecucin Imposiblededesmontar,menosverstilqueotrotipode
estructuras(metlicas)
Requiereunaejecucinmsartesanalquelaestructuradeacero(encofrados,ferrallado,hormigonado,curado...)
Controldecalidadmscomplejoymenoslocalizadoycentralizado
Mayorcosteytiempodedemolicin
PK=sbkq^g^pLfk`lksbkfbkqbp
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Porqupodemosemplearhormignyaceroconjuntamente paraconstruirestructuras? Ambospresentancaractersticasmecnicas
complementarias
Mduloselsticosnoexcesivamentediferentes(30.000MPa vs200.000MPa)
Muybuenaadherenciaentreambosmateriales Suscoeficientesdedilatacintrmicasonprcticamente
iguales ( 105 C1)
Elhormignprotegealacerodeagentesagresivosexternos pHalcalino,recubrimientoarmaduras
QK=^mqfqra=elojfdkJ^`bol
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Elhormignestructuralseagrupaentrestecnologasdiferentesporsuformaderesistirlassolicitacionesalasquesevesometido:
Hormignenmasa: Empleannicamentehormignenformamasiva pararesistirlassolicitaciones.Empleadoenmurosypresasdegravedad
Hormignarmado:Empleanarmadurasdeacerodeformapasiva pararesistirlosesfuerzosdetraccin.Muyextendidoenconstruccincivilyedificacin
Hormignpretensado:Empleanarmadurasdeacerodeformaactiva paracomprimirelhormignyevitarquetrabajeatraccin.Cadavezesmsempleado
RK=qb`klild^p=abi=elojfdk
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Clasificacingeneraldeelementosestructurales:
SK=bibjbkqlp=bpqor`qro^ibp
MODELO CRITERIOS EJEMPLOS
LINEALoUNIDIMENSIONAL
(1D)
Tensionesnormalespredominantesenunadireccin
Vigas Pilares/soportes Forjadosunidireccionales Prticos
MurosmnsulaMurosdecargaPantallasSUPERFICIALo
BIDIMENSIONAL(2D)
Tensionesnormalespredominantesendosdireccionesortogonales
Placas Lminasymembranas Losas
MACIZOoTRIDIMENSIONAL
(3D)
Tensionesnormalesexistentesenlastres
direccionesortogonales
NudosZapatasEncepadosMnsulascortas
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LaEHE08incorporalaregulacindeotrostiposdehormigones,denominadosespeciales:
HAR:Hormigonesdealtaresistencia HRF:Hormignreforzadoconfibras HAC:Hormignautocompactante HLE:Hormignligeroestructural HR: Hormigonesreciclados HNE:HormigonesNOESTRUCTURALES HL:HormigndeLimpieza
TK=elojfdlkbp=bpmb`f^ibp
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OPENCOURSEWAREINGENIERIA CIVIL
I.T. Obras Pblicas / Ing. Caminos
i=_~ _m=`~~af`lmfr
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Presentarlanormativadehormignestructuralvigente(EHE08)
Describirlaestructuraycontenidosdelamisma
Conocerelmbitodeaplicacindelamismaylasconvenciones empleadas
Estudiarlosdocumentosexigidosenelproyectodeestructurasdehormign
l_gbqfslp
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1. Entidadlegal
2. Estructuracin
3. Principalescambios
4. Campodeaplicacin
5. Definicionesyconvenciones
6. Documentosdelproyecto
`lkqbkfalp
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Desde1939existennormas queregulanelproyectoyejecucindeestructurasdehormignenEspaa
Normas precursoras delaEHE08: EHE98(Hormignarmadoypretensado) EFHE(Forjadosunidireccionalesdehormign)
LaInstruccindeHormignEstructuralvigente(EHE08)seaprobporREALDECRETO1247/2008,de18dejulio
Esunanormadeobligadocumplimientodesdeelda1dediciembrede2008
LaComisinPermanentedelHormign(CPH)eselorganismoquecoordinaestanorma
NK=bkqfa^a=ibd^i
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Constadedospartes: Parteprimera:Articuladoycomentarios Partesegunda:Anejos
Laparteprimeraseorganizaen: 9Ttulos 18Captulos 103Artculos
Lapartesegundaconstade24anejos
OK=bpqor`qro^`fk
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PrincipalescambiosrespectoalaEHE98: Incorporacindehormigonesdealtaresistencia
(hasta100N/mm)
Profundizacinenlagarantadeladurabilidaddelasestructuras,permitiendoestablecerenproyectounavidatilespecficaenfuncindeltipodeestructura
Incorporacindeaspectosmedioambientalesenelproyectoyejecucindelasestructurasdehormign
Incorporacindenuevosmateriales(hormignreciclado,autocompactante,confibras,conridoligero,etc.)
Engeneral,adaptacinalavanceenelestadodelconocimiento
PK=mofk`fm^ibp=`^j_flp
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LaEHE08seaplica:[Art.2] Alasestructurasyelementosdehormignestructural:
hormignenmasa,armadoopretensado
ExpresamenteseexcluyendelcampodeaplicacindeestaInstruccin: Lasestructurasrealizadasconhormigonesespecialesno
contempladosenlosanejos Lasestructurasquehayandeestarexpuestasnormalmente
atemperaturassuperioresa70oC Loselementosestructuralesmixtosdehormignyacero
estructuraluotrotipodematerial Laspresas
QK=`^jml=ab=^mif`^`fk
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Anejo1 LasunidadesadoptadasenlapresenteInstruccincorrespondenalasdelSistemaInternacionaldeUnidadesdeMedidas (S.I.)
Lasunidadesprcticas empleadasporlaInstruccinson: Fuerzas:kN Momentos:mkN Fuerzasporunidaddelongitud/superficie:kN/m,kN/m Resistenciasytensiones:MPa N/mm
Enestesentido,sedebentenerencuentalasequivalenciasentreunidades:
1MPa =1N/mm10kp/cm=100T/m Enelapartado1 deesteanejo tambinseincluyela
notacinmsfrecuentementeutilizadaenestaInstruccin
RK=abcfkf` flkbp=v=` lksbk f`lkbp
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Supuestospreviosatenerencuenta: Elproyecto,construccinycontroldeestructurassern
llevadosacaboportcnicosyoperarioscualificados
Lasestructurassedestinarnalusoparaelquehayansidoconstruidasysernadecuadamenteconservadas
ElAutordelProyectoylaDireccindeObra estnobligadosaconocerytenerencuentalasprescripcionesdelapresenteInstruccin
Enusodesusatribuciones,bajosuresponsabilidad ypreviajustificacindequenosereducenlosnivelesdeprestaciones,puedenempleardiferentessistemasdeclculo,disposicionesconstructivas,etc.
SK=al`rjbkqlp=ab=molvb`ql
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Todoproyecto dehormignestructuraldebeincluir:Memoria
enlaquesedescribaelobjetodelasobras,antecedentesysituacinpreviaalasmismas,lasnecesidadesasatisfacerylajustificacindelasolucinadoptada,detallndoselosfactoresatenerencuenta
Planostantodeconjuntocomo dedetallenecesariosparaquelaobraquedeperfectamentedefinida,ascomolosquedelimitenlaocupacindeterrenosyserviciosafectadosporsuejecucin
PliegodePrescripcionesTcnicasParticularesdondeseharladescripcindelasobrasyseregularsuejecucin,lascaractersticastcnicasdelosmaterialesempleados,elcontroldecalidadyposiblesverificacionesypruebasdecargadelaestructura
Plandeusoymantenimientodelaestructura
SK=al`rjbkqlp=ab=molvb`ql
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Adems,elproyectodebecontenertambin: Unestudiogeotcnicodelosterrenossobrelosquelaobraseva
aejecutar,exceptosiesincompatibleconlanaturalezadelaobra
Unpresupuesto,integradoonoporvariosparciales,conexpresindelospreciosunitariosydelosdescompuestos,medicionesylosdetallesprecisosparasuvaloracin
Proyectodecimbrasoelementosauxiliares,ensucaso Unprogramadedesarrollodelostrabajosoplandeobrade
carcterindicativoconprevisindeltiempoycoste
Lasreferenciasdetodotipoenquesefundamentarelreplanteodelaobra
Otradocumentacinprevistaennormasdecarcterreglamentario(CTE,IAP,NCSE,NCSP,)
SK=al`rjbkqlp=ab=molvb`ql
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l`jmlkbkqbp==abi==elojfdk
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Presentarloscomponentesbsicosdelhormignempleadoenestructuras
Definirlasprincipalesespecificaciones recogidasporlaInstruccinEHEparacadaunodeloscomponentesdelhormign
Presentarlosprincipalesaditivosyadicionesutilizadosenhormignestructural
Describirlosprincipalesensayos empleadosparacaracterizarsuscomponentes
l_gbqfslp
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1. Introduccin2. Cementos3. Agua4. ridos5. Aditivosyadiciones6. Dosificacin7. Ensayoscaractersticos
`lkqbkfalp
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El hormign es un material ptreo artificial queresulta de la mezcla de: unconglomerantehidrulico,elcemento[Art.26] agua [Art.27] ridos[Art.28] eventualmente,aditivos[Art.29]y adiciones[Art.30]
El cemento se hidrata en contacto con el agua,inicindose complejas reacciones qumicas quederivan en el fraguado y endurecimiento de lamezcla, obtenindose al final del proceso unmaterial con consistencia ptrea
NK=fkqolar``fk
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ReguladosporlaInstruccindeRecepcindeCementos(RC08)
Clasificacingeneral: Cementoscomunes(CEM) Cementosresistentesasulfatos(SR)
y/oalaguadelmar(MR) Cementosdemuybajocalorde
hidratacin(VLH) Cementosblancos(BL) Cementosdealbailera(MC) Cementosparausosespeciales(ESP) Cementodealuminatodecalciooaluminoso (CAC)
OK=`bjbkqlp
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Designacindeloscementoscomunes: Sigla: CEM,SR,MR,VLH,BL,ESP,CAC Tipo: I,II,III,IV,V Subtipo,siexiste:A,B,C Adiciones alcemento(paratipoII):
S=Escoriasiderrgicadealtohorno D=Humodeslice P,Q=Puzolanasnaturales/calcinadas V,W=Cenizasvolantessilceas/calcreas L,LL=Fller calizo T=Esquistoscalcinados
Resistencianominala28dasenN/mm: 32,5/42,5/52,5 Resistenciainicial:Alta(R),Normal(N)oBaja(L)
OK=`bjbkqlp
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Enhormignestructuralseempleannicamentecementoscomunes: [Tabla26]
OK=`bjbkqlp
Tipodehormign Tipodecemento
HormignenmasaCementoscomunes(CEM),exceptolostiposCEMII/AQ,CEMII/BQ,CEMII/AW,CEMII/BW,CEMII/AT,CEMII/BTyCEMIII/CCementosparausosespeciales(ESPVI1)
HormignarmadoCementoscomunes(CEM),exceptolostiposCEMII/AQ,CEMII/BQ,CEMII/AW,CEMII/BW,CEMII/AT,CEMII/BT,CEM III/CyCEMV/B
Hormignpretensado CementoscomunesCEMI,CEMII/AD,CEMII/AV,CEMII/APyCEMII/AM(V,P)
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Nodebecontenercomponentesdainosqueafectenalaspropiedadesdelhormignoalaproteccinfrentealacorrosin
Limitaciones delaEHE: Aguasnocidas(pHsuperiora5) Bajocontenidoensulfatos (SO42) Bajocontenidoenincloruro(Cl)
Puedenemplearseaguassancionadasporlaexperienciacomoadecuadasparaamasado,ascomolasprocedentesdellavadodecubasdehormignencentral
Slopuedenemplearseaguassalinasodemarparahormigonessinarmaduras
PK=^dr^
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LaEHEdistinguedostiposderido:[Art.28] ridogruesoograva ridofinooarena (fraccin
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Aditivos:[Art.29] Productosincorporadosalhormignenpequeaproporcin
(5%enpesodelcemento) Seaaden antesdelamasado,duranteelmismoy/o
posteriormenteeneltranscursodeunamasadosuplementario Modificanalgunadesuspropiedadeshabituales,desus
caractersticas,odesucomportamiento,enestadofrescoy/oendurecido
Adiciones:[Art.30] Sonmaterialesinorgnicos,puzolnicos oconhidraulicidad
latente Seaadenalhormignfinamentedivididosconelfindemejorar
algunadesuspropiedades oconferirlecaractersticasespeciales
RK=^afqfslp=v=^af`flkbp
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Tiposdeaditivos: [Tabla29.2]
RK=^afqfslp=v=^af`flkbp
Tipodeaditivo Funcinprincipal
Reductoresdeagua(plastificantes)
Disminuirelcontenidodeaguadeunhormignparaunamismatrabajabilidad oaumentarlatrabajabilidad sinmodificarelcontenidodeagua
Reductoresdeaguadealtaactividad(superplastificantes)
Disminuirsignificativamenteelcontenidodeaguadeunhormignsinmodificarlatrabajabilidad oaumentarsignificativamentelatrabajabilidad sinmodificarelcontenidodeagua
Modificadoresdefraguado:Aceleradoresyretardadores Modificareltiempodefraguadodeunhormign
Inclusores deaire(aireantes)Producirenelhormignunvolumencontroladodefinasburbujasdeaire,uniformementerepartidas,paramejorarsucomportamientofrentealasheladas
Multifuncionales Modificarmsdeunadelasfuncionesprincipalesdefinidasconanterioridad
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TiposdeadicionesalhormignpermitidasporlaEHE: Cenizasvolantes (
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Loscomponentesdelhormignsedosificanenpeso,salvoelagua,quesedosificaenvolumen
Paraasegurarunadeterminadaresistenciadeproyectoenelhormignsedebelimitar: Lamxima relacinagua/cemento(A/C) Elcontenidomnimoencemento,expresadoenkg/m
Otrosfactoresqueintervienenenlaresistenciadelhormign: Larelacingrava/arena: Resistencia Docilidad Eltamaomximodelrido: Resistencia Docilidad Elcontenidoenaireocluido: Resistencia Docilidad Lafinura delaarena: Resistencia Docilidad
SK=alpfcf`^`fk
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Cementos: Inicioyfindefraguado(agujadeVicat) Expansinoestabilidaddevolumen(agujasdeLeChatelier) Finurademolido(superficieespecficaBlaine) Resistenciamecnicaacompresin
ridos: Equivalentedearena(EA) EnsayodedesgastedeLosngeles(DLA) Ensayodefriabilidaddelaarena(FA) Ensayosdeformadelosridos Absorcindeaguadelosridos
TK=bkp^vlp=`^o^`qbopqf`lp
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molmfba^ abp==abi==elojfdk
OPENCOURSEWAREINGENIERIA CIVIL
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i=_~ _m=`~~af`lmfr
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Conocerlaspropiedadesdelhormignenestadofresco
Describirlasprincipalespropiedadesdelhormignendurecido
Definirlaresistenciamecnicadelhormignylosensayos empleadosparaobtenerla
Tipificar adecuadamentelosdiferenteshormigonesestructurales
Estudiarelcomportamientoreolgico delhormignysusprincipalesparmetros
l_gbqfslp
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1. Elhormignfresco2. Elhormignendurecido3. Resistenciamecnica4. Tipificacin5. Datosparaelproyecto6. Reologa
`lkqbkfalp
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ConsistenciaFacilidadquepresentaelhormignfrescoparadeformarse.Dependefundamentalmentedelaguadeamasado
DocilidadAptituddelhormignfrescoparaserpuestoenobraencondicionesnormales.Relacionadaconlaconsistencia
HomogeneidadDistribucinregulardelosdiferentescomponentesdelhormignensuseno.Requiereunbuenamasado,uncuidadosotransporteyadecuadovertidoparaevitarsegregacin odecantacin delrido
PesoespecficoSeempleacomoindicadordelauniformidaddelamezcla,juntoconlaconsistencia.Revelacambiosencontenidosdeagua,cementooenlagranulometradelosridos
NK=bi=elojfdk=cobp`l
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Medidadelaconsistencia delhormign:[Art.31.5] ConodeAbrams (apiedeobra) Mesadesacudidas(eninstalacionesfijas) Consistmetro Vebe (enhormigonesmuysecos)
NK=bi=elojfdk=cobp`l
3
0
c
m
s
Tipodeconsistencia
Asiento(cm)
Seca(S)Plstica(P)Blanda(B)Fluida(F)Lquida(L)
0 23 56 9
10 1516 20
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OK=bi=eljfdk=bkarob`fal Densidad[Art.10.2]
Dependefundamentalmentedeltipoderido,delmtododecompactacinydelaireocluido.Seadoptaunvalorestndarde25kN/menhormignarmadoyde23kN/msiesenmasa
CompacidadValorligadoaladensidad.Dependesobretododelaenergadecompactacinaplicada.Mejoraladurabilidadde laestructura
PermeabilidadDefinelafacilidaddepenetracindelagua,porpresinoporcapilaridad. MuyligadaalarelacinA/C
ResistenciaaldesgasteCaractersticaexigibleenhormigonesempleadosenzonasdeelevadafriccinmecnica(carreteras,solerasindustriales, etc.)
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Noexisteunamedidauniversaldelaresistencia Dependedemltiplesfactores: Clasedesolicitacin(compresin,traccin,flexin
pura/simple)
Tipodecargasaplicadas(esttica,dinmica,cclica) Formadelasprobetas(cilndricas,cbicas,
prismticas)
Edad depuestaencarga(3,7,14,28,90das) Velocidaddeaplicacindelacarga(instantnea,
diferida,cuasiesttica)
PK=obpfpqbk`f^=jb`kf`^
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Noexisteunamedidauniversaldelaresistencia Dependedemltiplesfactores: Clasedesolicitacin(compresin,traccin,flexin
pura/simple)
Tipodecargasaplicadas(esttica,dinmica,cclica) Formadelasprobetas(cilndricas,cbicas,
prismticas)
Edad depuestaencarga(3,7,14,28,90das) Velocidaddeaplicacindelacarga(instantnea,
diferida,cuasiesttica)
PK=obpfpqbk`f^=jb`kf`^
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Resistenciaacompresinuniaxial: Probetacbicadearistaa Probetaprismtica dearistaa yaltura4a 5a Probetacilndrica dedimetroa yaltura2a
Condicionesnormalizadasdeensayo: Probetacilndrica normalizadade15x30cm Edadderoturadelhormigna 28das Velocidaddeaplicacindelacarga:0.5MPa/s Temperaturade20C HumedadrelativaH.R.95%
PK=obpfpqbk`f^=jb`kf`^
a
a
4a
a
2a
a
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Equivalencia entrevaloresdeRCSparadiferentesedadesdelasprobetas:
Hormigonesdeendurecimientorpido:[Art.31.3] RelacinA/C0,6 Cementos42,5R,52,5Ny52,5R RelacinA/C0,5 Cementos32,5Ry42,5N Conacelerante defraguado
PK=obpfpqbk`f^=jb`kf`^
Tabla 30.4.c.Resistenciaatraccinsobreprobetasdelmismotipo(EHE98)
Edaddelhormign (das) 3 7 28 90 360
Hormigonesdeendurecimientonormal 0,40 0,65 1,00 1,20 1,35
Hormigonesdeendurecimientorpido* 0,55 0,75 1,00 1,15 1,20
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Resistenciaatraccinsimple: Valormuyreducido respectoaladecompresin
(delordendel10%) fct,m =0,30fck2/3[Art.39.1] Estadsticamentemuydisperso Nosueleconsiderarseenelclculo(seconsidera
nuloaefectosprcticos) PuedeserexigidaenelPliegodePrescripciones
Tcnicas Sedeterminaempleandoensayosindirectos
principalmente
PK=obpfpqbk`f^=jb`kf`^
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Ensayosdetraccin normalizados: Ensayodetraccindirecta: Muycomplejoderealizar Valorreal delaresistencia(fct)
Traccinindirectaoensayobrasileo: Probetacilndricaapoyadasobre
dosgeneratricesopuestas fci =2P/DL
Ensayodeflexotraccin: Probetaprismticaaflexin fct,fl =3P/a2
PK=obpfpqbk`f^=jb`kf`^
Resina
Probeta15x30
Probeta15x30
Probeta10x10x40
3a
a
a
D
L
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Designacin deunhormignestructural:[Art.39.2]T R/C/TM/A
T eseltipo dehormign: HM Hormignenmasa HA Hormignarmado HP Hormignpretensado
R eslaresistenciaacompresindelhormignenN/mm Serieempleada:20(HM),25,30,35,40,45,50,55(HAR),,100
C eslainicialdelaconsistenciadelhormign:[Art.31.5] Seca,Plstica,Blanda,Fluida,Lquida
TMeseltamaomximodelridoenmm[Art.28.3] A esladesignacindelambiente[Art.8.2.1]
QK=qfmfcf`^`fk
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Resistenciacaractersticadeproyecto(fck)Valorderesistenciaacompresindelhormigntomadocomobasedelosclculos[Art.39.1]
Diagramatensindeformacindeclculo:[Art.39.5] DiagramaParbolarectngulo(msexacto) DiagramaRectangular(simplificado) Otrosdiagramas(parablicos,birrectilneos,trapeciales)
RK=a^qlp=m^o^=bi=molvb`ql
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Mdulodedeformacinlongitudinal(E): [Art.39.6] Mdulosecante alaedadde28das(Ecm):
Pendientedelarectasecantedelacurvatensindeformacinpor0,40fcm.Seutilizaparacargasdeaplicacincuasiesttica
Ecm =8500(fcm)1/3
Mduloinicialalaedadde28das(Ec):Tangenteenorigenalacurva.Empleadoparacargasinstantneasorpidamentevariables
Ec =E Ecm =10000(fcm)1/3 ,sifck 50MPa
Resistenciamediaacompresinalos28das(fcm):fcm =fck +8[N/mm]
RK=a^qlp=m^o^=bi=molvb`ql
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Elvalordeambosmdulosdebecorregirseenfuncindeltipoderidoempleadoconelcoeficiente [T39.6]
RK=a^qlp=m^o^=bi=molvb`ql
RIDO VALORDE
CUARCITA 1,0
ARENISCA 0,7
CALIZANORMAL 0,9
DENSA 1,2
OFITA,BASALTO,YOTRASROCASVOLCNICAS
(1)
POROSO 0,9
NORMAL 1,2
GRANITOYOTRASROCASPLUTNICAS(2) 1,1
DIABASAS 1,3
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Constanteselsticas:[Art.39.6,39.9y39.10] Mduloselsticosdelhormign:
Ecm(t) = [fcm(t)/fcm]0,3 EcmEc(t) =E Ecm(t)
CoeficientedePoisson: =0,20bajocargasdeserviciooutilizacin
Coeficientededilatacintrmica: =105 oC 1
RK=a^qlp=m^o^=bi=molvb`ql
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Retraccin[Art.39.7]Acortamiento quesufreunapiezadehormigndurantesuprocesodefraguadoyendurecimiento
Aumentaconeltiempo Poseecarctertridimensional Dependedelahumedad ylasuperficieexpuesta Esirreversible
SK=oblild^
t
t
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Fluencia[Art.39.8]Deformacindiferidaeneltiempoproducidacomoconsecuenciadeunacargaaplicadaymantenidaeneltiempo
SK=oblild^
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i^p=^oj^aro^p=m^ pfs^p
OPENCOURSEWAREINGENIERIA CIVIL
I.T. Obras Pblicas / Ing. Caminos
i=_~ _m=`~~af`lmfr
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Distinguirydesignarlosproductos delaceroexistentesparahormigones
Conocerlasprincipalespropiedadesdelosaceros empleadosenlaconfeccindeestructurasdehormign
Ilustrarloscriterios empleadosenlanormativavigenteparalosacerosenhormignestructural
Reconocerlosensayos paradeterminarlasdiferentescaractersticasdelacero
l_gbqfslp
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1. Tipificacindearmaduras2. Caractersticasgeomtricas3. Propiedadesmecnicas4. Adherenciadearmaduras5. Mallaselectrosoldadas6. Armadurasbsicaselectrosoldadas7. Elaboracinymontaje
`lkqbkfalp
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LaEHE distinguelossiguientestiposdearmaduras: Armaduraspasivas: Empleadasenelhormign
armado.Resistenpasivamentelascargas.[Art.32]
Tipologa: Barrascorrugadasrectasorollosdeacero[Art.32.2] Mallaselectrosoldadas [Art.33.1.1] Armadurasbsicaselectrosoldadas encelosa[Art.33.1.2]
Armadurasactivas: Empleadasenelhormignpretensado.Resistenactivamentelascargas[Art.34]
NK=qfmfcf`^`fk=ab=^oj^aro^p
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NK=qfmfcf`^`fk=ab=^oj^aro^p
Barrascorrugadas
Mallaselectrosoldadas
Armadurasbsicaselectrosoldadas encelosa
Rollosdeacerocorrugado
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Productosdeaceroparaarmaduraspasivas ycriteriosdeempleo: Barrasdeacerocorrugadorectasyenrollos:
Armaduraslongitudinales Armadurastransversales Mallaselectrosoldadas Armadurabsicaelectrosoldada encelosa
Alambresdeacerocorrugadoografilado: Mallaselectrosoldadas Armadurasbsicaselectrosoldadas encelosa
Alambreslisosdeacerosoldable: Armadurabsicaencelosa(sloenelementosdeconexin)
NK=qfmfcf`^`fk=ab=^oj^aro^p
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Barrascorrugadas
Alambreslisosycorrugados
NK=qfmfcf`^`fk=ab=^oj^aro^p Designacindeaceros empleadosenarmaduras
pasivas:
B400SD
B500Tdonde: B =Aceroparahormign(Bton) fy =LmiteelsticogarantizadoenN/mm2 (MPa) S =Barrasdeaceroconcaractersticasdesoldabilidad T =Alambresdeacerotrefilado D =Aceroconcaractersticasdegranductilidad
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Identificacindelasbarrascorrugadas:
NK=qfmfcf`^`fk=ab=^oj^aro^p
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OK=` ^o^`qbopqf` ^p=dbljqof` ^p Trminosdeseccinenelacero:[Art.32.1] Seccinnominal(A)
Superficiecorrespondientealdimetronominal
Seccinmediaequivalente(Aeq)Cocienteentrelamasapormetrolinealysumasaespecfica(s =7,85g/cm3 =0,077N/cm3)
Dimetroequivalente(eq)Elcorrespondienteauncilindroderevolucindemasaespecfica7,85g/cm3 ydeigualmasapormetrolinealquelabarraencuestin
2
4A
2
3
( / ) ( / ) 95,5( )
7.85 10 0.077 100eqmasa kg m peso N mA mm A
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OK=` ^o^`qbopqf` ^p=dbljqof` ^p Serie dedimetrosnominalesenbarrascorrugadas:
SERIEDimetronominal
(mm)
Masanominalm
(kg/m)
SeccinnominalA
(mm2)An1+An2
F
I
N
A
6 0.222 28.3
8 0.395 50.3
10 0.617 78.5 78.5
M
E
D
I
A
12 0.888 113 129
14 1.21 154
16 1.58 201 192
20 2.47 314 314
G
R
U
E
S
A
25 3.85 491 515
32 6.31 804 805
40 9.86 1260 1295
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OK=` ^o^`qbopqf` ^p=dbljqof` ^p Geometra delascorrugas:
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OK=` ^o^`qbopqf` ^p=dbljqof` ^p Inclinacinymarcasdelecturaencorrugas:
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Diagramatensindeformacin Lmiteelstico(fy) Cargaunitariamximaderotura(fs) Alargamientobajocargamxima(mx) Alargamientoremanenteenrotura(u,5) Relacinfs /fy Ensayodedobladodesdoblado Resistenciaalafatiga(cargascclicas)
PK=molmfba^abp=jb`kf`^p
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Diagramarealtensindeformacindelacero:[Fig.34.2]
PK=molmfba^abp=jb`kf`^p
fy
fs
mx
Escalndecedenciaoderelajacin
fy
=0,2% mx
fs
tg =E
Acerodedurezanatural(S/SD)conescalndecedencia
Aceroestiradoenfro(T)sinescalndecedencia
uu
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Comparacindelcomportamientodeambascurvas:
PK=molmfba^abp=jb`kf`^p
Acerosinescalndecedencia(estiradoenfro)
Aceroconescalndecedencia(durezanatural)
fy
fs
mx
Escalndecedencia
=0,2% mx
fs
tg =E
u u
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Lmiteelstico(fy)Correspondealmximovalordelatensinsoportadaporelmaterialenrgimenelsticolineal,sinqueseproduzcandeformacionesplsticas.SeexpresaenN/mm2 (MPa)
Segneltipodeacero,sehalladelasiguienteforma: Lmiteelsticoaparente:Observabledeformadirecta
enacerosconescalndecedencia oderelajamiento.
Lmiteelsticoconvencional:Enacerossinzonadecedencia,sedefinecomolatensinqueproduceunadeformacinremanentedel0,2%
PK=molmfba^abp=jb`kf`^p
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Cargaunitariaderotura(fs)Cargaunitariamximaatraccinquesoportalabarraensuseccinnominalantesderomper.SeexpresaenN/mm2
Relacinfs/fyMargendeseguridadentreellmiteelsticodelaceroysurotura.Cuantomsaltoseasuvalor,mayorductilidadtieneelacero
Alargamientoderotura(u,5)Alargamientoenrotura,expresadoen%,queexperimentaelaceroantesderomper.Semidedespusdelaroturasobrelabasede5
PK=molmfba^abp=jb`kf`^p
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Determinacindelalargamientoderoturaatraccin:
PK=molmfba^abp=jb`kf`^p
1 0,50
100uL LL
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Cuadrodecaractersticasmecnicasmnimasgarantizadas:[Tabla32.2.a]
PK=molmfba^abp=jb`kf`^p
CARACTERSTICAS BARRASCORRUGADASTipodeacero B400S B500S B400SD B500SD
Normadeproducto UNE10080 UNE10080 UNE10080 UNE10080
Lmiteelsticofy (N/mm2) 400 500 400 500
Cargaunitariaderoturafs (N/mm2)
440 550 480 575
Relacinfs/fy 1,05 1,051,201,35
1,151,35
Relacinfy real/fy nominal 1,20 1,25
Alargamientoenroturau,5(%) 14 12 20 16
Alargamientobajocargamximaroturamx (%)
5,0(b)7,5(r)
5,0(b)7,5(r)
7,5(b)10,0(r)
7,5(b)10,0(r)
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DuctilidadCapacidaddelacerodealcanzargrandesdeformacionessinllegaralafractura
Armadurasconcaractersticasespecialesdeductilidad(Clase SD)
Unaceroesmsdctilcuantomayorseaelreaencerradaporlazonaplsticaensudiagramatensindeformacin
Laductilidadposibilitaquelaestructuraabsorbaenergadeformndose,sinllegaraagotarse.Mejoraelcomportamientodelaestructura,avisa antesdefallar
Losacerosdctilespresentanunmejorcomportamientoafatiga frenteacargascclicas
Propiedadimportanteenzonasssmicas
PK=molmfba^abp=jb`kf`^p
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PK=molmfba^abp=jb`kf`^p
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 22
PK=molmfba^abp=jb`kf`^p
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 23
EnsayodedobladodesdobladoBuscacomprobarlaplasticidaddelacerosuficienteparaprevenirroturasfrgilesdurantesumanipulacinytransporte
Seefectaatemperaturaambientesobreunmandrildedimetroenfuncindeltipodeaceroyeldimetrodelabarraensayada[Tabla32.2.b]
Procesodeensayo: Dobladodelabarraa90 Envejecimientoartificialmediante
calentamientoa100Cdurante1h. Enfriamientoalairecalmado Desdoblamientomnimode20 Satisfactoriosinohaygrietaso
fisurasapreciablesasimplevista
PK=molmfba^abp=jb`kf`^p
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EnsayodefatigaSesometealacerotipoSD aunacargaoscilantedeterminada(),determinandoelnmerodecicloshastarotura.Elmaterialseconsideraresistenteafatigaparaesesisuperalos2106 deciclos
PK=molmfba^abp=jb`kf`^p
t
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LmitedefatigaoenduranciaMximovalordelacarrera oamplituddetensiones()quepuederepetirseinfinitasveces(2106)sinquesealcancelaroturadelmaterial[Tabla32.2.d]
PK=molmfba^abp=jb`kf`^p
n ciclos
Endurancia ()
1106 2106
= 150 N/mm2mx = 0,6fy
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AdherenciaPropiedadfundamentalparaelfuncionamientodelconjuntoestructuralhormignacero
Funciones: Aseguraelanclajedelasbarrasdeacero Controlalafisuracin delhormign
QK=^aebobk`f^=ab=^oj^aro^p
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Mecanismos deadherencia: Adhesin:Interaccinfsicoqumicaenlainterfazacero
cemento.Fuerzascapilaresymoleculares.Instantneo Rozamiento:Penetracindecementoenlas
irregularidadesdelacero.Interaccinmecnica. Acuamiento:Resistenciaaldeslizamientoporlaformade
losresaltosocorrugasdelacero.Eselmsimportante
QK=^aebobk`f^=ab=^oj^aro^p
xdeslizamiento
adherencia
barralisa
barracorrugada
adhesin
rozamiento
acuamiento
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Ensayosdeadherenciaenarmaduraspasivas: Beamtest oensayodelaviga
NormalizadoenEspaa(UNEEN10080).Dispositivomuycomplejo;enEspaalorealizaINTEMAC
Pullout test(POT)oensayodearrancamientoNoestnormalizadoenEspaa,aunquesenotrospases(EEUU).Mssencilloyeconmicoqueelanterior
QK=^aebobk`f^=ab=^oj^aro^p
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Procedimientodeensayo:[UNEEN10080] Sedeterminanlosvaloresdetensinenlabarraque
correspondenadeslizamientosde0.01,0.1y1mm
Latensinmediadeadherenciabm serlamediadelostresvaloresanteriores:
Sedeterminalatensinderoturaporadherenciabu alaqueseproduceelfalloporadherencia(deslizamientode3mm.falloporrotura,loqueantesocurra)
QK=^aebobk`f^=ab=^oj^aro^p
0.01 0.1 13bm
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 30
Verificacindeadherencia:Labarraseconsiderardealtaadherenciayaptaparasuempleo sisuperalosvaloresrecogidosenestatabla: [Art.32.2]
QK=^aebobk`f^=ab=^oj^aro^p
Dimetronominal(mm)
Tensinmediadeadherenciabm (N/mm2)
Tensinltimadeadherenciabu (N/mm2)
< 8 > 6.88 > 11.22
8 7,84 0.12 > 12.74 0.19
>32 > 4.00 > 6.66
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Empleadasenelementossuperficiales:forjados,muros,losas,zapatas,depsitos,etc.
Ventajas: Fcilyrpidapuestaenobra Eliminacindeposibleserroresdecolocacin Buenanclajealexistirarmaduratransversal
Seriededimetros nominales empleados(mm):44,555,56 6,577,58 8,599,510 10,51111,512 1416
Acerosempleados:B400/500T,B400S(D)yB500S(D) Retculasestndar:15x15,20x20,15x30,20x30cm Tipos:simples,mallasdobles yconzonasdeahorro
RK=j^ii^p=bib`qolplia^a^p
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Ejemplos deutilizacindemallaselectrosoldadas:
RK=j^ii^p=bib`qolplia^a^p
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 33
ResistenciaalarrancamientodenudossoldadosDebeserigualosuperioral25%delacargadellmiteelsticonominal delalambreobarrademayordimetrodelasqueconcurrenenelnudo(UNEEN10080)
RK=j^ii^p=bib`qolplia^a^p
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 34
Empleadasenpiezasprefabricadassemirresistentes:viguetas,prelosas,etc.
Elementos quelacomponen: Elementoslongitudinales:barrasoalambrescorrugados Elementosdeconexin(celosa):alambreslisosocorrugados
Tipos decelosas: Envolviendoalasarmaduras(a) Soldadalateralmentealasarmaduras(b)
SK=^oj^aro^p=_pf`^p
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FerrallaConjuntodelosprocesosdetransformacindelacerocorrugado,suministradoenbarrasorollos,segnelcaso,quetienenporfinalidadlaelaboracindearmaduraspasivasyque,porlotanto,incluyenlasoperacionesdecorte,doblado,soldadura,etc.
ArmadoProcesoporelqueseproporcionaladisposicingeomtricadefinitivaalaferralla,apartirdearmaduraselaboradasodemallaselectrosoldadas.Elproductoresultantesellamaferralla armada
MontajeProcesodecolocacin delaferralla armadaenelencofrado,conformandolaarmadurapasiva,paraloquedeberprestarseespecialatencinaladisposicindeseparadoresycumplimientoderecubrimientosdelproyecto
TK=bi^_lo^`fk=v=jlkq^gb
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Esquemadelproceso:
TK=bi^_lo^`fk=v=jlkq^gb
ACEROCORRUGADO
FERRALLA
FERRALLAARMADA
ARMADURAPASIVA
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pbdrofa^a=bpqor`qro^i
OPENCOURSEWAREINGENIERIA CIVIL
I.T. Obras Pblicas / Ing. Caminos
i=_~ _m=`~~af`lmfr
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Plantearlasbasesdeclculosobrelaseguridadenhormignestructural
Analizarloscriterios seguidosporlanormativaparagarantizarlaseguridad
IntroducirelconceptodeEstadosLmiteenelmarcodelaseguridadestructural
Definircualitativaycuantitativamenteelconceptodecoeficienteparcialdeseguridadde materialesyacciones
l_gbqfslp
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 3
1. Seguridadestructural
2. Criteriosdeseguridad
3. Nivelesdediseo
4. Basesdeclculo
5. EstadosLmite
6. Coeficientesparcialesdeseguridad
`lkqbkfalp
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Quleexigimos aunaestructura?[Art.5] Estabilidad
Quenosedesmorone porinestabilidadtotaloparcial
ResistenciaQueresistalassolicitacionesalasqueestarexpuestadurantesuvidatil
DurabilidadQuesucapacidadresistentenovareostensiblementeeneltiempo
AptitudalservicioQuenotengamovimientosqueafectenasuusooacomponentesnoestructuralesvinculadosaella
Enresumen,queproporcionesuficiente gradodeconfianza asusposiblesusuarios
NK=pbdrofa^a=bpqor`qro^i
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Cmoconcebimos unaestructura?
NK=pbdrofa^a=bpqor`qro^i
DEFINICINDELESQUEMAESTRUCTURAL
HIPTESISDECARGA
CLCULODEACCIONESSOBRELAESTRUCTURA
CLCULODEESFUERZOS
DIMENSIONAMIENTOYCOMPROBACINDESECCIONES
FINDELPROCESO
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 6
OK=`ofqboflp=ab=pbdrofa^a Paragarantizarlasexigenciasanteriores,existen
diversosmtodos paraabordarelclculodeestructuras:
Porlaconsideracindelosdatosdepartida:
Porlaformadeevaluarlassolicitaciones delaestructura:
MTODOSDETERMINISTASMTODOSDETERMINISTASMTODOSDETERMINISTAS
MTODOSPROBABILISTASMTODOSPROBABILISTASMTODOSPROBABILISTAS
MTODOSDECLCULOENROTURA
MTODOSDECLCULOENROTURA
MTODOSDECLCULOENROTURA
CLCULOTRADICIONAL
MTODODELOSESTADOSLMITE(EHE,CTE,EC2)
MTODOSCLSICOS(odetensionesadmisibles)
MTODOSCLSICOS(odetensionesadmisibles)
MTODOSCLSICOS(odetensionesadmisibles)
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OK=`ofqboflp=ab=pbdrofa^a Limitaciones delmtodoclsico:
Elcoeficientedeequivalencianentrelosmdulosdeelasticidaddehormignyaceroesdifcildeprecisar
Nosepuedeevaluaradecuadamenteelefectodelcomportamientoreolgico delhormignsobrelaestructura
Lastensionesdeclculoobtenidasenlosacerossonmuybajascomparadasconsuresistencia
Nosetieneencuentaladisminucinderigidecesqueocasionalafisuracin delhormign
Eldiagramatensindeformacindelhormignnoesperfectamenteelsticolineal,comosuponeelmtodo
Noconsideracasosdevariacindesolicitacionesnoproporcionalesalascargas (pandeo,mnsulascortas)
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OK=`ofqboflp=ab=pbdrofa^a Principalesconsecuencias derivadasdeestas
limitaciones:
Mayordesaprovechamientodelacapacidadresistentedelosmateriales,yaquenoconsiderasucapacidaddereadaptacinplstica
Daideadelcomportamientodelaestructuraenservicio,perononosinformadecuntamscargapuederecibirhastasurotura,esdecir,sumargendeseguridad
Esdecir,conelmtodoclsicodeterministaseconstruiranestructurasmscarasymsinciertasencuantoasuseguridad
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Alproyectarunaestructura,existenfactoresaleatoriosqueprovocanincertidumbre en: Estimacindecargasmximasactuantessobrela
estructura Estimacindelaresistenciamecnicarealdelos
materiales Procesodeidealizacin estructuralyclculo Caractersticasgeomtricasrealesdelaestructura Accionesnoprevistasoinexactasenproyecto Variacineneltiempodelaspropiedadesmecnicas
ydelasaccionessobrelaestructura
PK=kfsbibp=ab=afpbl
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Nivelesdediseoestructural: Nivel2:Lasaccionesserepresentanporsusfunciones
estadsticas dedistribucin
Nivel1: RealizasimplificacionesrespectodelNivel2 Englobalosefectos delasdiferentescausasdeerror
focalizndolasendosfactores: Resistenciadelosmateriales(R) Valoresdelasacciones(S)
Sustituyelafuncindedistribucindeestosparmetrosporlosvalorescaractersticos
Ponderaestosvaloresporunoscoeficientesparcialesdeseguridad quetienenencuentalosfactoresaleatorios
PK=kfsbibp=ab=afpbl
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Seguridadestructural=Probabilidadglobaldefallodelaestructura=NDICEDEFIABILIDAD(50)
LaEHE ycasitodosloscdigostcnicos(CTE,EC2,ACI)sebasanenelNIVEL1 dediseo
PK=kfsbibp=ab=afpbl
5% 5%
frecuenciadeaparicin
parmetro
Resietenciacaractersticadelmaterial
(Rk)
Valorcaractersticodelaaccin
(Sk)
Valormedio
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Alcombinar lasprobabilidadesparcialesdematerialesyacciones,obtenemosunaprobabilidaddefalloglobalmuchomsreducida: 106 (0,00000001%)paraEstadosLmiteltimos 104 (0,000001%)paraEstadosLmitedeServicio
PK=kfsbibp=ab=afpbl
parmetroSk
ACCIONES
RESISTENCIAS
Rk
PROBABILIDADGLOBAL
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AccinCualquiercausacapazdeproduciromodificarestadostensionales enunaestructura
SituacinCondicionesenlasquesepuedeencontrarunaestructuraalolargodesuvidatil
CombinacinConjuntoosumadeaccionesquesepuedendarsimultneamenteenunasituacindeterminada,ponderandosuvalordependiendodesuimportancia
QK=_^pbp=ab=`i`ril
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Tiposdesituacionesdeproyecto:[Art.7] Persistentes
Correspondenacondicionesdeusonormaldelaestructura Aos
TransitoriasSeproducendurantelaconstruccinoreparacindelaestructura(sinuso)Meses
AccidentalesCorrespondenacondicionesenlasquelaestructurasevesometidaacondicionesexcepcionales(ej:impacto,sismo)Minutos
QK=_^pbp=ab=`i`ril
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Definicin:[Art.8.1.1]Situacionestalesque,alserrebasadas,hacenquelaestructura nocumplaalgunadelasfuncionesparalasquehasidoproyectada
Clasificacin: EstadosLmiteltimos
Englobaaquellosquepuedenprovocarelfallodelaestructura.Serelacionandirectamenteconlaseguridadqueofrecelaestructurafrentealcolapsototaloparcial
EstadosLmitedeServicio(odeutilizacin)Correspondenalamximacapacidaddeserviciodelaestructura.Serelacionanconlafuncionalidad,estticaydurabilidad delaestructura
EstadoLmitedeDurabilidadCorrespondealproducidoporlasaccionesfsicasyqumicasquepuedendegradarlaintegridaddelaestructurahastalmitesinaceptables
RK=bpq^alp=ijfqb
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EstadosLmiteltimos (ELU):[Art.8.1.2] Equilibrio
Prdidadeestabilidadestticadelatotalidadopartedelaestructura
AgotamientoFalloenlaresistenciadeunaovariassecciones,porroturaoplastificacin,bajodeterminadassolicitaciones(flexin,cortante,torsin...)
InestabilidadopandeoInestabilidadfrentealascargasdeunelementoodetodalaestructura
AdherenciaFallodelauninentrelasarmadurasyelhormignquelasenvuelve
FatigaFalloporacumulacindedeformacionesbajocargascclicas
AnclajeFallodeunanclajeenhormignpretensado
RK=bpq^alp=ijfqb
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EstadosLmitedeServicio(ELS):[Art.8.1.3] Deformaciones
Rebasamientodeciertovalordedeformacin(flecha,giro)quepuedeafectaraelementosnoestructuralesvinculados,alaaparienciadelaestructuraoalasaccionesaplicadassobreella
VibracionesProducidoalsuperarciertoumbraldefrecuenciaoamplitudenvibraciones,yquepuederesultarmolestoodaaralapropiaestructuray/oaelementosvinculadosalamisma
FisuracinSealcanzacuandolaaberturamximadelasfisurasproducidasrebasaunvalorlmitequepuedeafectaraladurabilidaddelaestructura
RK=bpq^alp=ijfqb
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Engeneral,comprobaremos que: EnELU,lacapacidadderespuestadelaestructura
(Rd)debesersuperioralvalordeclculodelefectodelasacciones(Sd):
Rd Sd EnELS,elvalorlmiteadmisibleparaelestado
lmiteacomprobar(Cd)debesersuperioralvalordeclculoobtenidoporelefectolaaccin(Ed)
Cd Ed
RK=bpq^alp=ijfqb
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Tienenencuentalasincertidumbres queintroducenenelclculolosfactoresaleatoriosdeproyecto
Afectanalosdosparmetros declculo: Resistenciadelosmateriales(m)
Coeficienteparcialdeminoracin deresistencia
Valordelasacciones(f)Coeficienteparcialdemayoracin deacciones
Suvalordebesertalqueelriesgodefalloestructuralseatolerable:106 (0,0001%)enELUy104 (0,01%)enELS
AplicandolosCPSseobtienenlosvaloresdeclculo
SK=`lbcf`fbkqbp=ab=pbdrofa^a
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Resistenciadeclculo delosmateriales: [Art.15.3]
Hormign ;Acero
SK=`lbcf`fbkqbp=ab=pbdrofa^a
ckcd
c
ff yk
yds
ff
ESTADOLIMITE SITUACINDEPROYECTO
HORMIGNc
ACEROs
ULTIMO
PersistenteoTransitoria
Casogeneral 1,5 1,15Casosespeciales 1,4/1,35 1,10
AccidentaloSsmica 1,3 1,0
SERVICIO PersistenteoTransitoria 1,0 1,0
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Ladeterminacintericadeestoscoeficientesparcialesdebeseruncompromiso entre:
CostedeconstruccinyconservacinAumentaalcrecerelcoeficientedeseguridad
CostedeldaospotencialesparaesenivelderiesgoDisminuyealaumentarelcoeficientedeseguridad
SK=`lbcf`fbkqbp=ab=pbdrofa^a
c
o
s
t
e
Costeestructura
Costedaos
Costetotal
bajo alto ptimo
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^``flkbp
OPENCOURSEWAREINGENIERIA CIVIL
I.T. Obras Pblicas / Ing. Caminos
i=_~ _m=`~~af`lmfr
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DistinguirlosdistintostiposdeaccionesdefinidosenlaEHE
Definiryrelacionarlosconceptosdevalorescaractersticos,representativosydeclculodeunaaccin
Plantearlasdiferentescombinacionesdeacciones propuestasenlaEHE
Conocerlanormativaexistenteparahallarlosvaloresdelasaccionesmscomunes
l_gbqfslp
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1. Tiposdeacciones
2. Valordelasacciones
3. Combinacindeacciones
4. Hiptesisdecarga
5. Normativadereferencia
`lkqbkfalp
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Lasacciones puedeclasificarsepor:[Art.9] Sunaturaleza: Accionesdirectas Accionesindirectas
Suvariacineneltiempo: Accionespermanentes(G) Accionespermanentesdevalornoconstante(G*) Accionesvariables(Q) Accionesaccidentales(A)
Suvariacinenelespacio: Accionesfijas Accioneslibres
NK=qfmlp=ab=^``flkbp
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NK=qfmlp=ab=^``flkbpCRITERIO TIPODEACCIN DEFINICIN EJEMPLOS
NaturalezaDirectas Se aplican directamente sobre laestructura
Pesopropio,vientosobrecargasdeuso
IndirectasDeformaciones o aceleracionesque inducen esfuerzos en laestructura
Temperatura,asientos,sismo,reolgicas
Variacineneltiempo
Permanentes(G) Actan en todo momento,constantes en magnitudPesopropio,cargasmuertas,equipamiento
PVNC(G*) Actan en todo momento, pero sumagnitud no es constanteAccionesreolgicas,accindelpretensado
Variables(Q) Pueden actuar o no sobre laestructura en cada momentoSobrecargasdeuso,accionesclimticas
Accidentales(A) Su posibilidad de actuacin espequea pero de gran importanciaSismo,explosiones,impactos
Variacinenelespacio
Fijas Se aplican siempre en la mismaposicinPesopropioycargasmuertas
Libres Su posicin es variable en laestructura Sobrecargasdeuso
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Porelefecto quetienenlasaccionessobrelaestructura,puedenser: Favorables(F)
Sisuactuacinresultapositivaparaseguridaddelaestructura
Desfavorables(D)Sisuactuacinresultanegativaparalaseguridaddelaestructura
Unamismaaccinpuedesertantofavorable odesfavorable,segnelcontexto enelqueseencuentre[Ejemplo:Pesopropiodelaestructuraconsideradoenlaflexindeunavigaoenlaestabilidaddeunmuro]
NK=qfmlp=ab=^``flkbp
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OK=s^ilo=ab=i^p=^``flkbp Valorcaracterstico(Fk)[Art.10]
Essuprincipalvalorrepresentativo.Puedevenirdeterminadopor:
Unvalormedio(accionespermanentes)ounvalornominal(accionesaccidentalesyvariablessindistribucinconocida)
Unvalorconunaprobabilidaddel5%desersobrepasadodurantelavidatildelaestructura
5%
frecuenciadeaparicin
valordelaaccin
Valorcaractersticodelaaccin
(Sk)
Valormedio
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OK=s^ilo=ab=i^p=^``flkbp Valoresrepresentativos[Art.11]
Sonaquellosqueadoptaunaaccinencombinacinconotrasqueseproducendeformasimultnea Paralasaccionespermanentesyaccidentales,coincideconel
valorcaracterstico(Fk) Paralasaccionesvariables(Qk),puedeadoptarlossiguientes
valores: Valorcaracterstico:Seempleacuandolaaccinactadeforma
aisladaoeslaaccinmsimportante Valordecombinacin: Enaccionesvariablesqueactanen
combinacinconlaaccinprincipalodeterminante Valorfrecuente: Sloessobrepasadoenperiodosdecorta
duracinrespectodelavidatildelaestructura(1%) Valorcuasipermanente: Aqulqueessobrepasadodurantegran
partedelavidatildelaestructura(50%)
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 9
OK=s^ilo=ab=i^p=^``flkbp Losdiferentesvaloresrepresentativosseobtienen
multiplicandosuvalorcaractersticoporunfactor,llamadocoeficientedecombinacin():
r i kF F VALORREPRESENTATIVO FACTORi
Caracterstico 1,0
Decombinacin 0
Frecuente 1
Cuasipermanente 2
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OK=s^ilo=ab=i^p=^``flkbp
0 >1 >2
CoeficientesdesimultaneidadCTE:[Tabla4.2DBSE]
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OK=s^ilo=ab=i^p=^``flkbp Valordeclculo(Fd)[Art.12]
Seobtienemultiplicandosuvalorrepresentativoporuncoeficienteparcialdeseguridad(f)odemayoracin
d f r f i kF F F TIPODEACCIN
EstadosLmitedeServicio
Efectofavorable Efectodesfavorable
Permanente G =1,00 G =1,00
PretensadoArmadurapretesa P =0,95 P =1,05
Armadurapostesa P =0,90 P =1,10
PVNC G* =1,00 G* =1,00
Variable Q =0,00 Q =1,00
Tabla12.2EHE08
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 12
OK=s^ilo=ab=i^p=^``flkbp ParaEstadosLmiteltimos,loscoeficientesparciales
deseguridadadoptanlossiguientesvalores:
TABLA12.1.aEHE08
TIPODEACCIN
Situacinpersistenteotransitoria Situacinaccidental
Efectofavorable
Efectodesfavorable
Efectofavorable
Efectodesfavorable
Permanente G =1,00 G =1,35 G =1,00 G =1,00
Pretensado P =1,00 P =1,00 P =1,00 P =1,00
PVNC G* =1,00 G* =1,50 G* =1,00 G* =1,00
Variable Q =0,00 Q =1,50 Q =0,00 Q =1,00
Accidental A =1,00 A =1,00
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Definicin[Art.13.1]Conjuntodeaccionescompatiblesentresactuandosimultneamente enunadeterminadasituacin acomprobar
Porqu?Parapreverlasposiblessituacionesdecargaalasquelaestructuravaaversesometidadurantesuvidatil
Paraqu?Paraevitarelfallodelaestructuraoquequedefueradeservicio
Cmo?Combinandolasdistintasaccionesqueactansobrelaestructura,teniendoencuentasuimportancia yefecto
ResultadoEnvolventes deesfuerzos,deformaciones,etc.
PK=`lj_fk^`fk=ab=^``flkbp
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Tiposdecombinaciones: EnEstadosLmiteltimos(ELU): [Art.13.2] Situacionespersistentesotransitorias Situacionesaccidentales Situacionesssmicas
EnEstadosLmitedeServicio(ELS): [Art.13.3] Combinacincaracterstica opocoprobable
Efectosdebidosaaccionesirreversiblesdecortaduracin
CombinacinfrecuenteEfectosdebidosaaccionesreversiblesdecortaduracin
Combinacincasipermanente ocuasipermamenteEfectosdebidosaaccionesdelargaduracin
PK=`lj_fk^`fk=ab=^``flkbp
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Encadacombinacindeaccionessedistinguenlossiguientestrminos: Todaslasaccionespermanentes Unaaccinvariabledeterminanteoprincipalqueacta
paradichacombinacin Unaovariasaccionesvariablesconcomitantes,queactan
juntoconlaprincipalperoconmenorintensidad Ensituacionesaccidentalesossmicas,unaaccin
accidentalactuandocomoaccincaracterstica
Cualquieraccinvariablepuedeserdeterminante,porloquedeberemosrealizartantascombinacionescomoaccionesvariablestengamos
PK=`lj_fk^`fk=ab=^``flkbp
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 16
Combinaciones paraELU: [Art.13.2] Situacionespersistentesotransitorias:
Situacionesaccidentales:
Situacionesssmicas:
PK=`lj_fk^`fk=ab=^``flkbp
k0QkQkG QQG
k2Qk1QkAkG QQAG
k2QkE,AkG QAG
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 17
Combinaciones paraELS: [Art.13.3] Combinacinpocoprobable:
Combinacinfrecuente:
Combinacincasipermanente:
PK=`lj_fk^`fk=ab=^``flkbp
k0QkQkG QQG
k2Qk1QkG QQG
k2QkG QG
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 18
Hiptesisdecarga:Conjuntodecombinacionesdeaccionesmsdesfavorables,bajolascualessecalcularocomprobarlaestructura
Normalmenteseexpresancomoenvolventesdeesfuerzos paracadaelementoestructural
Envolventedeesfuerzos:Lugargeomtricodelosmximosesfuerzosdeundeterminadotipoysignoexistentesenunelementoestructural
Esquema delprocesodetratamientodeacciones:
QK=efmqbpfp=ab=`^od^
COMBINACIONESDEACCIONES
HIPTESISDECARGA
ENVOLVENTESDEESFUERZOS
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Ejemplo1:Flexindeunavigaisosttica
QK=efmqbpfp=ab=`^od^
HIPTESISA
HIPTESISB
HIPTESISC
(+)
(+)
(+)()
ENVOLVENTEDEMOMENTOSFLECTORES
LEYI
LEYII
LEYIII
LEYESI II III
(+)
()
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 20
Ejemplo2:Fasesconstructivasdeunmuropantalla
QK=efmqbpfp=ab=`^od^
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 21
Ejemplo2:Fasesconstructivasdeunmuropantalla
QK=efmqbpfp=ab=`^od^
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 22
CTE: CdigoTcnicodelaEdificacin(2006) DBSEAE:Accionesenlaedificacin Accionespermanentesoconstantes Accionesvariablesosobrecargas
Sobrecargasdeuso Sobrecargadenieve Accindelviento
DBSEC:Cimientos NCSR02:Accinssmica IAP98: Accionesenpuentesdecarreteras IAPF:Accionesenpuentesdeferrocarril
RK=kloj^qfs^=ab=obcbobk`f^
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 23
AccionespermanentesPermanecenentodomomentoodurantelargosperiodosdetiempo,convalorfijodeposicinymagnitud
Cargaspermanentesoconcargas Pesopropio
Pesodelapropiaestructura
CargasmuertasElementosconstruidosquegravitansobrelaestructura
AccionesdelterrenoEnelementosverticalesdecontencindetierras
AsientosdelascimentacionesCausadospormovimientosenelplanodecimentacin
AccinssmicaSeevalalasolicitacinestticaequivalentesegnlaNCSR02
RK=kloj^qfs^=ab=obcbobk`f^
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 24
AccionesvariablesosobrecargasAccionesquenopermanecenigualesdurantelavidatildelaestructura,sonvariableseneltiempoyelespacio
SobrecargasdeusoyexplotacinAccionesquecaracterizanloselementosquegravitansobrelaestructuradebidoexclusivamenteasuuso
AccindelvientoSobrecargaestticaequivalentealaaccindinmicadelviento
SobrecargadenieveOcasionadaporlaacumulacindenieveenelementoshorizontales
SobrecargasdurantelaejecucinSeconsiderancomounasituacintransitoria
AccionestrmicasDebidasaladilatacin/contraccindeelementosconfinados
RK=kloj^qfs^=ab=obcbobk`f^
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 25
IAP98Regulalasaccionesaconsiderarenelproyectodepuentesdecarretera
C.Permanentesoconcargas: Pesopropio Cargasmuertas
Sobrecargasdeuso: Trendecargasde600kN Sobrecargauniformede4kN/m
Esfuerzoshorizontalesdefrenadoyarranque Viento,nieveysismo Accionestrmicasyreolgicas
RK=kloj^qfs^=ab=obcbobk`f^
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 1
aro^_fifa^a
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i=_~ _m=`~~af`lmfr
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Tomarconcienciadelaimportancia deladurabilidadenestructurasdehormignylasintervencionesparaconseguirla
Conocerlosprocesosfsicoqumicosqueinfluyensobrelavidatildelhormign
Establecerlasbasesdeproyectoreferidasaladurabilidaddeestructurasdehormign
IntroduccinalasdiferentesestrategiasdedurabilidadrecogidasporlaEHE
l_gbqfslp
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 3
1. Conceptodedurabilidad2. Procesosdedeteriorodelhormign
estructural3. Concepcindeladurabilidad
segnlaEHE084. Estrategiasdedurabilidad5. Conclusiones
`lkqbkfalp
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 4
EHE(Art.37.1)Durabilidad deunaestructura:Capacidadparasoportar,durantelavidatilparalaquehasidoproyectada,lascondiciones fsicasyqumicasalasqueestexpuesta
Eurocdigo EC2(4.1.1)Estructuraadecuadamentedurable:Si,alolargodetodasuvidaprevista,cumpleconsufuncin enloquerespectaalservicio,resistenciayestabilidadsinunaprdidaconsiderabledeutilidad ysinunmantenimiento noprevistoexcesivo
NK=`lk`bmql=ab=aro^_fifa^a
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 5
Vidatildeunaestructura[Art.5]Periododetiempo,apartirdesupuestaenservicio,duranteelquedebemantenerseelcumplimientodelasexigenciasdeseguridad,funcionalidadyaspectodedichaestructura
Duranteestetiemporequerirunaconservacinnormal adecuada,perono operacionesderehabilitacin
ElCTEyotrasnormasempleaneltrminoperiododeservicio comosinnimodevidatil
EnlanuevaEHE08,lavidatilestimadainfluyeenladeterminacindelosrecubrimientosmnimos
NK=`lk`bmql=ab=aro^_fifa^a
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 6
LaPropiedaddelaobradebeestablecerlavidatilesperadaconcarcterprevioaliniciodelproyecto,nopudiendoserinferioraloindicadoenlaTabla5:
NK=`lk`bmql=ab=aro^_fifa^a
TIPODEESTRUCTURA VIDATILNOMINALEstructurasdecarctertemporal 3a10aos
Elementosreemplazablesquenoformanpartedelaestructuraprincipal(porejemplo,barandillas,apoyosdetuberas)
10a25aos
Edificios(oinstalaciones)agrcolasoindustrialesyobrasmartimas 15a50aos
Edificiosdeviviendasuoficinasyestructurasdeingenieracivil(exceptoobrasmartimas)derepercusineconmicabajaomedia
50aos(75aos)
Edificiosdecarctermonumentalodeimportanciaespecial 100aosPuentesyotrasestructurasdeingenieracivilderepercusineconmicaalta
100aos
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DurabilidaddeunaestructuraCapacidadparasoportar,durantesuvidatil,lascondicionesfsicasyqumicasalasquevaaestarexpuesta,conservandosuscondicionesdefuncionalidadyaspecto,sincostesinesperadosdemantenimientooreparacin
DurabilidaddelhormignCapacidaddecomportarsesatisfactoriamentefrentealasaccionesfsicasyqumicasagresivas,protegiendoadecuadamentelasarmaduras ydemselementosembebidosensusenodurantelavidatildelaestructura
NK=`lk`bmql=ab=aro^_fifa^a
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OK=mol`bplp=ab=abqboflol Accionesfsicas
Termohigromtricas(humedad+temperatura) Heladas(hielodeshielo) Abrasin Impactos Fuego Sobrecargasestticasydinmicas
Accionesqumicas Carbonatacin(reduccindelpH) Presenciadeionesagresivosensalesfundentes(cloruros) Ataquedesulfatos Accindel aguademar(cloruros) Accindesales,cidos,bases,aceitesoaguasmuypuras Reaccinridolcali Accindebacteriasyorganismos
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 9
OK=mol`bplp=ab=abqboflol Corrosindearmaduras
Originadaporlapresenciadeagua(oairehmedo)yoxgeno enlasproximidadesdelasarmaduras
Procesosquemsinfluyenenlacorrosin: Carbonatacin delhormign ReduccindelpHdel
medio(prdidadelareservaalcalina)
Accindeloscloruros (presentesenelaerosolmarino,salesfundentes...) Despasivacin delapelculaprotectoradelaarmadura
Lasactuacionesdebenirencaminadasaprevenir enlamedidadeloposibledichosprocesos
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 10
OK=mol`bplp=ab=abqboflol Tiposdecorrosin: Generalizada Carbonatacin(CO2) Localizada (electroqumica) Accindecloruros (picaduras) Bajotensin (fisuras)
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 11
OK=mol`bplp=ab=abqboflol Consecuencias: Disminucindelaseccin deacero Prdidadeadherencia Fisuracin ydesprendimiento delrecubrimiento
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EstadoLmitedeDurabilidad(ELD)[Art.8.1.4]Eselproducidoporlasaccionesfsicasyqumicas,diferentesalascargasyaccionesdelanlisisestructural,quepuedendegradar lascaractersticasdelhormignylasarmadurashastalmitesinaceptables
Lacomprobacin delELDconsisteensatisfacerlacondicin:
tL td Siendo: tL eltiemponecesarioparaqueelagenteagresivoproduzca
unataqueodegradacinsignificativa td elvalordeclculodelavidatil
PK=aro^_fifa^a=bk=i^=beb
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 13
Ladurabilidaddeunaestructuradebeestablecerseenfuncindelosprocesosdedeterioro quehandeserprevistosaniveldeproyecto
Aligualqueconlasaccionesmecnicas,larespuesta delaestructuraanteestosprocesosdebeseradecuada
SeestablecenunasBasesdeClculoorientadasaladurabilidadbasadasenlaagresividad delambienteenqueestarinmersalaestructura[Art.8.2]
Ladurabilidaddebeserconsiderada para: Loselementosestructurales Loselementosnoestructuralesperonecesariosparala
funcionalidad delaobra
PK=aro^_fifa^a=bk=i^=beb
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PK=aro^_fifa^a=bk=i^=beb
DEFINICINDELTIPODEAMBIENTE
ESTRATEGIAPARALADURABILIDAD
FASEDEPROYECTO FASEDEEJECUCIN
Clasedeexposicin
Formaestructural
CALIDADDELHORMIGNRelacinA/C
ContenidoencementoRESISTENCIA
Recubrimientos Separadores
Aberturadefisuras Medidascontracorrosindelasarmaduras
Protecciones superficiales
Resistenciafrenteheladas,sulfatos,aguadelmar,erosin,
reaccinlcaliridoBASESDEPROYECTOArtculo8.2.EHE
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Eltipodeambientevienedefinidopor:[Art.8.2.1] Clasesysubclasesgeneralesdeexposicin(CG)
Corrosindelasarmaduras.Esnica.[Tabla8.2.2] I=Noagresiva II =Normal(a,b segnlahumedadrelativa) III =Marina(a,b,c:area,sumergida,carrerademarea) IV =Clorurosnomarinos
Clasesespecficasdeexposicin(CE)Otrosprocesosdedegradacindelhormign.Puedenexistiruna,ningunaovarias.[Tabla8.2.3] Q =Agresividadqumica(a,b,c:ataquedbil/medio/fuerte) H =Heladassinsalesfundentes(accinhielodeshielo) F =Heladasconpresenciadesalesfundentes E =Erosiny/ocavitacin
PK=aro^_fifa^a=bk=i^=beb
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PK=aro^_fifa^a=bk=i^=beb
CLASEGENERALDEEXPOSICINDESCRIPCIN
CLASE SUBCLASE DESIGNACION TIPOPROCESO
Noagresiva I Ninguno Interioresdeedificios,nosometidosacondensaciones Elementosdehormignenmasa
Normal
Humedadalta IIa
Corrosindeorigendiferentede
loscloruros
Interioressometidosahumedadesrelativasmediasaltas(>65%)oacondensaciones
Exterioresenausenciadecloruros,yexpuestosalluviaenzonasconprecipitacinmediaanualsuperiora600mm
Elementosenterradososumergidos
Humedadmedia IIb
Corrosindeorigendiferentede
loscloruros
Exteriores enausenciadecloruros,sometidosalaaccindelaguadelluvia,enzonasconprecipitacinmediaanualinferiora600mm
Marina
Area IIIa Corrosinporcloruros Elementosdeestructurasmarinas,porencimadelniveldepleamar
Elementosexterioresdeestructurassituadasenlasproximidadesdelalneacostera(amenosde5km)
Sumergida IIIb Corrosinporcloruros Elementosdeestructurasmarinassumergidaspermanentemente,pordebajodelnivelmnimodebajamar
Mareasysalpicaduras IIIc
Corrosinporcloruros
Elementosdeestructurasmarinassituadasenlazonadesalpicadurasoenzonadecarrerademareas
Conclorurosdeorigendiferentedelmediomarino
IV Corrosinporcloruros Instalacionesnoimpermeabilizadasencontactoconaguaquepresenteuncontenidoelevadodecloruros,norelacionadosconelambientemarino
Superficiesexpuestasasalesdedeshielonoimpermeabiliz.
TABLA8.2.2.CLASESGENERALESDEEXPOSICIN
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PK=aro^_fifa^a=bk=i^=beb
CLASEGENERALDEEXPOSICINDESCRIPCIN
CLASE SUBCLASE DESIGNACION TIPOPROCESO
QumicaAgresiva
Dbil Qa Ataquequmico Elementossituadosenambientesconcontenidosdesustanciasqumicascapacesdeprovocarlaalteracindelhormignconvelocidadlenta(verTabla8.2.3.b)
Media Qb Ataquequmico Elementosencontactoconaguademar Elementossituadosenambientesconcontenidosdesustanciasqumicascapacesdeprovocarlaalteracindelhormignconvelocidadmedia(verTabla8.2.3.b)
Alta Qc Ataquequmico Elementossituadosenambientesconcontenidosdesustanciasqumicascapacesdeprovocarlaalteracindelhormignconvelocidadrpida(verTabla8.2.3.b)
ConHeladas
Sinsalesfundentes H
Ataquehielodeshielo
Elementossituadosencontactofrecuenteconagua,ozonasconhumedadrelativamediaambientaleninviernosuperioral75%,yquetenganunaprobabilidadanualsuperioral50%dealcanzaralmenosunaveztemperaturaspordebajode5C
Consalesfundentes F
Ataqueporsalesfundentes
Elementosdestinadosaltrficodevehculosopeatonesenzonasconmsde5nevadasanualesoconvalormediodelatemperaturamnimaenlosmesesdeinviernoinferiora0C
Erosin E AbrasinCavitacin Elementossometidosadesgastesuperficial Elementosdeestructurashidrulicasenlosquelacotapiezomtrica puedadescenderpordebajodelapresindevapordelagua
TABLA8.2.3.a.CLASESESPECFICASDEEXPOSICIN
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 18
PK=aro^_fifa^a=bk=i^=beb
TIPODEMEDIO
AGRESIVOPARMETROS
TIPODEEXPOSICINQa Qb Qc
ATAQUEDEBIL
ATAQUEMEDIO
ATAQUEFUERTE
AGUA
VALORDELpH 6,55,5 5,54,5 100
IONAMONIO(mgNH4+/l) 1530 3060 >60
IONMAGNESIO(mgMg2+/l) 3001000 10003000 >3000
IONSULFATO(mgSO42/l) 200600 6003000 >3000
RESIDUOSECO(mg/l) 75150 5075 200 (*) (*)
IONSULFATO(mgSO42/kgdesueloseco)
20003000 300012000 >12000
TABLA8.2.3.b.CLASIFICACINDELAAGRESIVIDADQUMICA
(*)Condicionesquenosedanenlaprctica
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 19
Ladefinicindeltipodeambienteserealizaenlafasedeproyectoconjuntamenteconladesignacindehormign
EjemplodeaplicacinHormignHA30/P/16paraundepsitoenterradoenterrenospermeablesdepHbajoypresenciamoderadadesulfatos
Clasegeneral deexposicin: IIa Claseespecfica deexposicin:Qb Designacin delhormign:
HA30/P/16/IIa +Qb
PK=aro^_fifa^a=bk=i^=beb
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 20
PK=aro^_fifa^a=bk=i^=beb
ATAQUEALHORMIGNPORAGRESIVIDADDEL
SUELO
ATAQUEALHORMIGNPORAGRESIVIDADDELA
ATMSFERA(CO2)
ATAQUEALASARMADURASPORAGRESIVIDADDELA
ATMSFERA(CERCADELMAR)
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 21
Debenconsiderarseen3etapas:[Art.37.2] Durantelafasedeproyecto:previsinydiseo Durantelafasedeejecucin:cumplimiento Durantelafasedeusooserviciodela
construccin:preservacin
Loquenosepagaantessepagadespus(F.Domarco,antiguoprofesordelaEPS)
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
FASEDEPROYECTO
FASEDEEJECUCION
FASEDESERVICIO
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Enfasedeproyectolaestrategiadedurabilidadsefundamentaenelestudiodelossiguientesfactores:
1. Eleccindelaformaestructural[Art37.2.2]
2. Calidadadecuadadelhormign[Art.37.2.3]
3. Espesoradecuadoderecubrimiento [Art.37.2.4]
4. Controldelafisuracin [Art.37.2.6]
5. Protecciones superficiales[Art.37.2.7]
Elproyectistapodragrupardistintoselementosdelaobraatendiendoasusrespectivosambientes paragestionaradecuadamentesudurabilidad
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 23
Seleccindelaformaestructural: [Art.37.2.2] Criterios generales: Mnimasuperficiedecontactoconelagua Rpidaevacuacindelagua(desages,pendientes...) Evitarsalpicadurasyencharcamientos
Detalles constructivos: Goterones generosos Pendientesquefacilitenlarpidaevacuacindelagua Evitarpasodeaguaenzonasdejuntas,apoyos,etc. Ventilacin enseccionesconoquedadesinternas Evitarconcavidadeslocales(U) Evitarelementosmetlicosemergentes
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 24
Calidad delhormign:[Art.37.2.3] Serequieresobretodolamejorcalidaddelacapa
derecubrimiento
Losrequisitosgeneralesson,aniveldeproyecto: ComponentesdelhormignadecuadossegnEHE
[Cap.VI,Anejo4]
Suficientecontenidodecemento RelacinA/Cadecuada
Enelproyectosesueleespecificarunaresistenciacaracterstica quedetermineelcumplimientodelosanterioresfactoressegnlaTabla37.3.2.b
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 25
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^aTabla37.3.2.aMximarelacinagua/cementoymnimocontenidodecemento
Parmetrodedosificacin
Tipodehormign
CLASEDEEXPOSICIN
I IIa IIb IIIa IIIb IIIc IV Qa Qb Qc H F E
MximaRelacin
a/c
Masa 0,65 0,50 0,50 0,45 0,55 0,50 0,50
Armado 0,65 0,60 0,55 0,50 0,50 0,45 0,50 0,50 0,50 0,45 0,55 0,50 0,50
Pretensado 0,60 0,60 0,55 0,45 0,45 0,45 0,45 0,50 0,45 0,45 0,55 0,50 0,50
Mnimocontenidodecemento(kg/m3)
Masa 200 275 300 325 275 300 275
Armado 250 275 300 300 325 350 325 325 350 350 300 325 300
Pretensado 275 300 300 300 325 350 325 325 350 350 300 325 300
Tabla37.3.2.bResistenciasmnimascompatiblesconlosrequisitosdedurabilidad
Parmetrodedosificacin
Tipodehormign
CLASEDEEXPOSICIN
I IIa IIb IIIa IIIb IIIc IV Qa Qb Qc H F E
ResistenciaMnima(N/mm)
Masa 20 30 30 35 30 30 30
Armado 25 25 30 30 30 35 30 30 30 35 30 30 30
Pretensado 25 25 30 30 35 35 35 30 35 35 30 30 30
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 26
Recubrimientodelasarmaduras[Art.37.2.4]Distanciaexistenteentrelasuperficiedelelementodehormignyladelaarmaduramscercanaalasuperficie
Constituyelabarreraparaevitarladegradacin,salvoenprocesosinternos(componentescontaminadosoreaccinridoalcali)
Dificultalosmecanismosdetransportedelosagentesexternoshacialasarmaduras
Eltiempodeaccesodelosagentesexternosesaproximadamenteproporcionalalcuadradodelespesorderecubrimiento
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 27
Importanciadelespesordelrecubrimientodelasarmadurasenladurabilidaddelaestructura
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 28
Valordelrecubrimientoc: [Art.37.2.4] Armadurasprincipales:ceq y0,80TMA
(1,25TMAsidificultaelpasodelhormign)
Paratodaslasarmaduras:crnom =rmin +rrnom =recubrimientonominalrmin =recubrimientomnimor =margenderecubrimiento
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
c
r
0mm Elementosprefabricados concontrolintensodeejecucin
5mm Elementosinsitu concontrolintenso deejecucin
10mm Restodecasos(habitual)
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 29
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
Recubrimientosmnimos(rmin)paraclasesIyIITabla37.2.4.1.aEHE
Clasedeexposicin
Tipodecemento
Resistenciacaractersticadelhormign[N/mm2]
Vidatildeproyecto,tg (aos)
50 100
I Cualquiera fck 25 15 25
IIaCEMI
25fck
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 30
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
Recubrimientosmnimos(rmin)paraclasesIIIyIVTabla37.2.4.1.bEHE
Hormign CementoVidatildeproyecto,tg
(aos)
Clasegeneraldeexposicin
IIIa IIIb IIIc IV
Armado
CEMIII/A,CEMIII/B,CEMIV,CEMII/BS,BP,BV,AD
uhormignconadicindemicroslice superioral6%odecenizasvolantessuperioral20%
50 25 30 35 35
100 30 35 40 40
Restodecementosutilizables50 45 40 * *100 65 * * *
Pretensado
CEMII/ADobienconadicindehumodeslicesuperioral6%
50 30 35 40 40100 35 40 45 45
Restodecementosutilizables,segnelArtculo26
50 65 45 * *100 * * * *
(*)Recubrimientosdesaconsejables,porelevados.AplicarAnejo9EHE08
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 31
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^aRecubrimientosmnimos(rmin)paraclasesespecficas
Tabla37.2.4.1.cEHE
Clasedeexposicin Tipodecemento
Resistenciacaractersticadelhormign[N/mm2]
Vidatildeproyecto,tg (aos)
50 100
HCEMIII
25fck
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 32
Otrasconsideracionesimportantessobrelosrecubrimientos: Valordelrecubrimientonominal(rnom)obligatorio
enlosplanosdeestructura
Enbarrasdobladasrmn >2(plano alacurva) Enelementoshormigonadoscontraelterreno:
rmn >70mm,sinoexistehormigndelimpieza
Sirnom >50mmdisponerdemallaadicionaldereparto[Fig.37.2.4.1]
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 33
Protecciones superficiales:[Art.37.2.7] Enelhormign: Aplicacinderevestimientossuperficiales Aditivos inhibidores delacorrosin
Enlasarmaduras: Revestimientocontinuonometlico(resinasepoxi) Galvanizado dearmaduraspasivas(porinmersin) Proteccincatdica (nodosdesacrificio) Empleodearmadurasinoxidables(muycaro)
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
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Laestrategiaenfasedeejecucin estbasadaenelcontroldelossiguientesfactores:
1. Componentesyresistenciadelhormign
2. Dosificacin adecuadaycontenidodecemento
3. Puesta enobra
4. Curado
5. Requisitosadicionales
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
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ControldecomponentesEncaminadoaevitarlosdistintosprocesosdedegradacin
Corrosindearmaduras [Art.37.4.1]Contenidolimitadodecloruros 0,4%pesodelcementoenarmaduraspasivasy0,2%enactivas
Ataqueporsulfatosysales Presenciadesulfatos enelagua Sulfurosoxidablesenlosridos(ridolcali) Seleccindeltipodecementoadecuado(SR/MR)
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 36
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^aEleccindeltipodecementoenfuncindelaCE
(TablaA.4.5delAnejo4EHE08)
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 37
DosificacinadecuadaPosibilitalossiguientesobjetivos:
Obtenerlamayorcompacidadposibleenelhormigndelrecubrimiento
Mantenerunniveladecuadodereservaalcalina(pH12)conuncontenidodecementosuficiente
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
Parmetrodedosificacin
Tipodehormign
CLASEDEEXPOSICIN
I IIa IIb IIIa IIIb IIIc IV Qa Qb Qc H F E
MximaRelacin
a/c
Masa 0,65 0,50 0,50 0,45 0,55 0,50 0,50
Armado 0,65 0,60 0,55 0,50 0,50 0,45 0,50 0,50 0,50 0,45 0,55 0,50 0,50
Pretensado 0,60 0,60 0,55 0,45 0,45 0,45 0,45 0,50 0,45 0,45 0,55 0,50 0,50
Mnimocontenidodecemento(kg/m3)
Masa 200 275 300 325 275 300 275
Armado 250 275 300 300 325 350 325 325 350 350 300 325 300
Pretensado 275 300 300 300 325 350 325 325 350 350 300 325 300
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 38
Controldelapuestaenobra: Utilizacindeunaconsistenciacompatibleconla
relacinA/Cyconlosmediosdecompactacin.
Vertidosinsegregaciones Conjuntodearmadurassuficientementergido Empleodeencofradosderigidezsuficiente Utilizacindeseparadoresadecuados
(preferentementedemortero)adistanciasquecumplanelArt.69.8.2delaEHE08
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 39
SeparadoresElementosquegarantizanelrecubrimientonecesarioparacadaarmaduraenlafasedeejecucindelaestructura
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 40
Aspecto dediferentesclasesdeseparadores:
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 41
Controldelcurado: Factoresencial,juntoconlarelacinA/C Objetivo:mantenimientodelniveldehumedad
enelhormignparaminimizarlaretraccinylafisuracin superficial
Lapartemsafectadaeslacapaderecubrimiento Duracin segnArt.71.6EHE08,enfuncinde
loscomponentes,condicionesambientalesdepuestaenobrayclasedeexposicin
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 42
UnmalcuradoaumentalapermeabilidadHormignmsvulnerableaataques
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 43
FasedeservicioElpropietario eselresponsabledelcorrectomantenimientoyconservacindelaestructura
Todavaenprocesodeasimilacin DebeestarsistematizadaenunManualcuyas
lneasbsicasdebenserconocidasytenidasencuentadesdeelproyecto
Debepartirdeunosdocumentosconformesaobraoasbuiltdelaejecucin
Debedocumentar todaslasinspeccionesyoperacionesdemantenimiento
QK=bpqo q^bdf^p=ab=aro^_fifa^a
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 44
Importantetenerencuentaladurabilidadentodaslasfasesdediseo
Lacorrosin,principalenemigoabatir,peronosiempreelnico
Correctadefinicindeltipodeambiente Importanciadelosrecubrimientos enel
diseoorientadoaladurabilidad Unaestructuradurableessinnimodeuna
estructuradecalidad
RK=`lk`irpflkbp
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 1
^kifpfp=bpqor`qro^i
OPENCOURSEWAREINGENIERIA CIVIL
I.T. Obras Pblicas / Ing. Caminos
i=_~ _m=`~~af`lmfr
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 2
Conocerloscriteriosdeidealizacindelaestructuraparasucorrectoclculo
Definirlosdatosgeomtricosespecficosaconsiderarenelclculo
EnumerarlosdiversosmtodosdeclculocontempladosporlaEHE
DefinirelconceptodeRegionesByD Introducirelmtododebielasytirantes PlantearlasbasesdelELUdeEquilibrio
l_gbqfslp
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 3
1. Idealizacindelaestructura
2. Datosgeomtricos
3. Mtodosdeclculo
4. RegionesByregionesD
5. Mtododebielasytirantes
6. ELUdeEquilibrio
`lkqbkfalp
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 4
Idealizacindelaestructura [Art.18]Elaboracindeunmodelomatemticoquereproduzcaadecuadamentesucomportamientodominante
Tipos deelementosestructurales:
NK=fab^ifw^`fk=bpqor`qro^i
MODELO CRITERIOS EJEMPLOS
UNIDIMENSIONAL1D
Tensionesnormalespredominantesenunadireccin
(L>2h)
Vigas Pilares/soportes Forjadosunidireccionales PrticosMuros
BIDIMENSIONAL2D
Tensionesnormalespredominantesendosdireccionesortogonales
Placas LminasMembranas
TRIDIMENSIONAL3D
Tensionesnormalesnopredominantesenningunadireccin
Discontinuidades(RegionesD) NudosMacizos
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 5
LuzlibreDistanciaentrecarasinterioresdesoportesoelementos
Luzdeclculo[Art.18.2.2]DistanciaentreejesdeapoyosEnapoyos sobreelementosverticalesdeespesore2h,setomarlaluzlibre+cantodelelementohorizontal(dintel)
he
DINTEL
Luzlibre
Luzdeclculo
e< 2h
h DINTEL
Luzlibre
Luzdeclculo
e>2h
h
e
OK=a^qlp=dbljqof`lp
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 6
Seccinbruta[Art.18.2.3.2]Consideradimensionesrealesdelapieza,sindeducirhuecosdearmaduras.Seempleaenelclculoglobaldelaestructura
Seccinneta[Art.18.2.3.3]Deduciendohuecosdearmaduras.Seempleaenhormignpretensado
Seccinhomogeneizada[Art.18.2.3.4]Empleandocoeficientesdeequivalenciaentremdulosdedeformacin.Utilizadaenclculodeseccionesmixtas
Seccinfisurada [Art.18.2.3.5]Integradaporlazonacomprimidadelhormignylasarmaduraslongitudinaleshomogeneizadas.EmpleadaenELSdedeformacionesyfisuracin
OK=a^qlp=dbljqof`lp
Bruta Neta Homogeneizada Fisurada
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MtodosdeclculoaceptadosenlaEHE: [Art.19] Anlisislineal
Proporcionalidadaccinefecto.Equilibrioenlasituacinnodeformada.Empleaseccionesbrutas
AnlisisnolinealConsideranolinealidadesgeomtricasodelmaterial(fisurado).Procesoiterativo
AnlisislinealconredistribucinlimitadaAnlisislineal,permitiendoredistribucindeesfuerzos
AnlisisplsticoComportamientoplsticodelhormign.Cumplimientoteoremasbsicosdelaplasticidad
PK=jqlalp=ab=`i`ril
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 8
RegionesBZonasdelaestructuraenlasquesecumplenlasdoshiptesisclsicasdelaResistenciadeMateriales:
NavierBernouilli:Deformacinplanadelassecciones
Kirchoff:Compatibilidaddedeformaciones RegionesD
Zonasdediscontinuidad enlasquenosepuedenaplicarlasanterioreshiptesis.PrincipiodeSaintVenant
QK=obdflkbp=_=v=obdflkbp=a
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 9
Tipos deRegionesD:[Art.24] Discontinuidadgeomtrica Discontinuidadesttica Discontinuidadgeneralizada
QK=obdflkbp=_=v=obdflkbp=a
GEOMTRICA ESTTICA GENERALIZADA
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 10
EjemplosdeRegionesByD:
QK=obdflkbp=_=v=obdflkbp=a
LEYDEMOMENTOSFLECTORES
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 11
Definicin[Art.24.1.2]ModeloestructuraldebarrasquesimplificaelcomportamientoenlareginDempleandolasresultantesdeloscamposdecompresionesytracciones
Bielas:Barrascomprimidas(hormign) Tirantes:Barrastraccionadas (acero)
Condicionespreferentesalelaborarelmodelo: Equilibrio conlasaccionesexteriores Longituddetirantesmnima Modelosisostticos
RK=jqlal=ab=_fbi^pJqfo^kqbp
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 12
RK=jqlal=ab=_fbi^pJqfo^kqbp
(c) 2010-11 Luis Ban Blzquez. Universidad de Alicante pgina 13
RK=jqlal=ab=_fbi^pJqfo^kqbp Ejemplodebielasytirantes
Formacindelmodeloenunamnsulacorta
ESQUEMADECARGASYARMADO
FLU