CUESTIONES RESUELTAS Clases de incompatibilidades •
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CUESTIONES RESUELTAS • Clases de incompatibilidades • Físico−mecánicas ! diferente comportamiento ante las mismas acciones • Químicas ! reactividad entre los materiales • ¿Por qué el exceso de agua en el hormigón influye en su durabilidad? • Porque aumenta la porosidad ! más heladizo y menos resistente • ¿Cuando se desencofrará un pilar de hormigón de 5.5 metros de altura? • A los tres días • ¿Por qué se limita la flecha en una viga de hormigón? • Se limita la flecha para que la estructura se comporte monolíticamente ! dado que la viga ha de soportar un forjado, y éste a su vez soportar pavimento y estar unido a los cerramientos, la deformabilidad ha de ser mínima y controlada, puesto que no todos los materiales se comportan igual • La barra de acero en una viga de hormigón normal, ¿trabaja igual que la barra de acero de una viga pretensada? (Ver CONCEPTOS BÁSICOS 12) • La barra de acero de un viga de hormigón armado trabaja a tracción, mientras que la barra de un viga pretensada, por su tensión de recuperación, comprime la zona inferior del hormigón, lo que provoca que al entrar en carga toda la viga se halle sometida a un esfuerzo de compresión. • ¿Cómo trabajaría un elemento de hormigón armado que en su interior tiene una barra de acero y que está sometida a una carga Q? • Trabaja enteramente a compresión ante la carga de la figura • El hecho de encontrar armaduras verticales en elementos de tipo soportes (pilares) se debe a la necesidad de soportar la acción del viento y el sismo, que son acciones predominantemente horizontales • ¿Qué tipo de materiales son más recomendables para construir en una zona sísmica, frágiles o dúctiles? • Materiales dúctiles, puesto que son capaces de absorber mayor cantidad de esfuerzo sin romper • ¿De qué depende la resistencia a esfuerzo cortante de un elemento? • De su resistencia a tracción y a compresión • De la homogeneidad del material • De la importancia de las cargas • ¿Cuándo se produce la deformación permanente de un material? • Cuando las cargas son sólo cíclicas • Cuando las temperaturas son elevadas • Cuando se supera el límite elástico • Si se desea evitar el pandeo de un elemento estructural, ¿qué se debe hacer? • Aumentar su resistencia 1 • Aumentar su longitud • Aumentar su sección • En esta cuestión es necesario añadir que el pandeo depende de la sección mínima del material, y no de su sección total • ¿En qué caso emplearía usted cruces de San Andrés? • En estructuras con pilares simplemente apoyados • En estructuras con pilares empotrados • En estructuras de acero • En una estructura con pilares empotrados en el terreno, ¿cómo conseguiría disminuir las deformaciones por esfuerzos horizontales? • Mediante cruces de San Andrés • Mediante un aumento de la sección resistente • Aumentando las cargas verticales • Para absorber empujes horizontales en una estructura de hormigón monolítica, ¿qué emplearía usted? • Cruces de San Andrés • Pantallas de rigidización • ¿Cómo se puede modificar la línea de presiones de un arco a igualdad de peralte? • Modificando el canto del arco • Modificando el sistema de fuerzas externo • Construyéndolo con un material más resistente • ¿El paralelo correspondiente al apoyo del linternón, ¿a qué clase de esfuerzo está sometido? • Tracción • Compresión • Dibujar las reacciones de un arco arábigo o de herradura • ¿Por qué motivo, al margen de la resistencia de los materiales, se construyen arcos de acero u hormigón armado? • Para absorber posibles fuerzas horizontales, como la acción del viento o el sismo, las cuales acaban con un arco que únicamente sea capaz de soportar esfuerzos de compresión • ¿Cuál es la misión del acero en un elemento de hormigón sometido a compresión? • Para que en un momento determinado pueda ser capaz de absorber tracciones generadas por fuerzas horizontales (viento, sismo) • ¿Cuál es la función del acero en un elemento de hormigón sometido a tracción? • Absorber las tracciones generadas en su parte inferior, pues el hormigón trabaja muy bien a compresión pero mal a tracción. Dado que el acero trabaja bien a tracción, se le hace absorber aquellos esfuerzos que no puede soportar el hormigón (VER CONCEPTOS BÁSICOS 12) • Indicar tres riesgos importantes cuando el terreno de apoyo de la cimentación es roca • Poco espesor para las cargas a recibir • ESTRATOS NO HORIZONTALES ! rotura o resbalamiento del terreno • Grietas de gran tamaño • Indicar el riesgo más importante que puede sufrir una cimentación al apoyar sobre suelo arenoso • Asientos rápidos y mayores en presencia de vibraciones (sismo) 2 • Dada esta estructura, dibujar el diagrama tensional del tramo de viga AB y del tramo BC (voladizo). Indicar la colocación de las armaduras traccionales en ambos tramos • ¿Qué fuerzas son las que conforman el carácter resistente de un suelo granular? • La fuerza de rozamiento entre las partículas • El hecho de estar encajonado confiere aún una mayor resistencia • Si se tiene que construir un muro de contención de tierras para un suelo granular, ¿en qué caso se debería construir más resistente? • Para arena seca • Para arena ligeramente húmeda • Para arena seca es necesario construir un muro de contención de tierras resistente, pero el empuje de la arena ligeramente húmeda es superior, pues además de un peso superior, se ha de contar con que si el terreno entra en carga perderá parte de este agua, ejerciendo esto una presión sobre el muro de contención • Si en un edificio construido hace dos años aparecen fisuras debidas a asientos diferenciales, ¿sobre qué tipo de terreno es probable que esté cimentado el edificio? • Sobre un terreno arcilloso que debido a la carga del edificio se ha desecado disminuyendo así su volumen y produciendo, por tanto, el asiento diferencial • Si se prevé que existe el riesgo de producirse asientos diferenciales en una cimentación, ¿por qué tipo de estructura optaría, por una de nudos rígidos o por una de nudos articulados? • Es preferible realizarla con nudos articulados, pues en caso de asiento diferencial la estructura sufre menos daño al poderse amoldar mejor a la nueva situación, mientras que la de nudos rígidos puede fisurarse e incluso romper dada su imposibilidad de ceder ante los asientos • ¿Que clases de asientos existen en cimentaciones y cuál de ellos es típico de los suelos granulares? • Instantáneos ! TÍPICO DE LOS SUELOS GRANULARES • Diferenciales • Uniformes • Si en un terreno, por problemas de asientos de cimentación aparecen problemas de fisuras vivas, ¿qué clase de terreno será probablemente el que soportará al edificio? • Arcillas expansivas (ver tema EL TERRENO , 2) • Indicar en qué punto de la viga no se producen deformaciones: • En las fibras inferiores • En las fibras superiores • En las fibras neutras • ¿Dónde se producirán las fisuras en una viga sometida a flexión? • En las fibras inferiores • En las fibras superiores • En las fibras neutras • ¿De qué factores depende el pandeo de una pieza comprimida? • De la resistencia del material • De la sección del elemento 3 • Del tipo de carga: estática o dinámica • De la longitud del elemento • ¿De qué dependen los módulos de deformación de un material? • De la resistencia a tracción y a compresión • Del nivel de las cargas • De la elasticidad del material • ¿Qué tiene más riesgo de pandear? • Una barra construida con módulo de elasticidad alto • Una barra con módulo de elasticidad bajo • Dibujar el estado de equilibrio en planta y en sección de las dovelas de una cúpula. Indicar qué paralelos, en caso de soportar un linternón, trabajan a tracción y cuáles a compresión. Indicar el motivo de las tracciones. • ¿Cómo afectaría a una cimentación el establecimiento de juntas de dilatación o estructurales? • Las juntas de dilatación no afectan a la cimentación, mientras que las estructurales sí que afectan, pues cortan al edificio en secciones independientes, incluyendo dicho corte a la cimentación • Tenemos un arco de fábrica de piedra cuya directriz y la línea de presiones están muy próximas. Dado que el arco ha colapsado, indicar cuál ha podido ser la causa. • El motivo es la salida de la línea de presiones del núcleo central • Dibujar en planta y en sección el estado de equilibrio de las dovelas de una bóveda. Dibujar una axonometría de un espacio rectangular a cubrir con sistema abovedado, indicando los elementos de ésta y los sistemas de contención de empujes. • Si en un arco se producen fisuras, ¿qué implica respecto al: • estado de fuerzas? • material? • Respecto al estado de las fuerzas no implica nada, puesto que lo único que podría ocurrir sería que la línea de presiones hubiese salido del núcleo central, pero esto no desemboca en fisuras, sino en el inmediato desmoronamiento del arco • Respecto al material indica que está siendo superada su resistencia a compresión, y de ahí la aparición de fisuras • Si un edificio asentado sobre suelo arcilloso y perfectamente protegido del exterior sufre asientos diferenciales, indicar al menos dos causas por las que se hayan podido producir dichos asientos. • Una subida del nivel freático Una desecación consecuencia de la presión ejercida por el edificio sobre el terreno (ver tema EL TERRENO, 4 − 5) • Dibujar en perspectiva axonométrica la forma de cubrir un espacio cuadrado con una cúpula, nombrando todos sus componentes • Existen diversas soluciones: • BÓVEDA VAIDA : consiste en construir la macla resultante de la intersección entre el espacio cuadrado y una esfera de diámetro igual al radio del cuadrado base • BÓVEDA BIZANTINA : bóveda vaida + casquete esférico • TRANSICIÓN DEL CUADRADO AL OCTÓGONO : mediante unos elementos denominados 4 trompas (ver tema ARQUITECTURA COMPRIMIDA) • Explique qué implicaciones conlleva el superar el límite de retracción de Atterberg. • Superar el límite de retracción implica llegar al punto en que el terreno ya no contrae más • A igualdad de longitud y sección de una barra comprimida, ¿cuál soportará más carga antes de pandear? • Barra de acero • Barra de madera • ¿Qué problemas pueden surgir cuando un material supera su límite de elasticidad? • Se deforma mucho • Se deforma poco • Las fisuras que se abran en él no se cierran al descargarlo • Dibujar de dos formas distintas cómo contener los empujes de una bóveda falsa • La falsa bóveda no genera empujes horizontales, sino únicamente verticales 8 5 • Realmente los elementos que confieren al arco la forma de herradura son únicamente decorativos ! sería imposible que una cadena adoptara la forma de herradura (ver tema de ARQUITECTURA COMPRIMIDA) • El arco de herradura no es estable si no es por los elementos que lo sostienen a ambos lados • Como se aprecia en la figura, la línea de presiones no sigue la forma geométrica del arco ! funciona como un arco de medio punto al que se le han añadido unos elementos decorativos A B C 6 52º • El estado de equilibrio se alcanza por anillos, es decir, cada anillo de dovelas que conforma la cúpula es estable en sí mismo, pues cada dovela comprime a la contigua • Se puede entender, por tanto, que la cúpula de poca altura se comporta como una serie de meridianos elásticamente apoyados en los paralelos, desarrollando así tensiones únicamente de tracción • Sin embargo, cuando la cúpula es de gran altura, bajo la acción de las cargas los puntos más altos se mueven hacia adentro, pero los más bajos lo hacen hacia afuera, desarrollando los paralelos inferiores tensiones de tracción TIRANTE CONTRAFUERTE ESPINAZO LÍNEA DE IMPOSTAS 7 No está sometido a ningún esfuerzo, de ahí que sea el elegido para apoyar el linternón, dado que es el límite. • 8