CONCRETO ARMADO SEMANA N°1 Año: 2024 PROF. DAVID CORO SALINAS Interés ¿De que materiales se compone el concreto armado? ¿Cuáles son los criterios de diseño en el concreto armado? CONCRETO ARMADO–CLASE 1 AGENDA 1. CONCRETO SIMPLE. 2. COMPONENTES DEL CONCRETO. 3. PROPIEDADES DEL CONCRETO Y DEL ACERO 4. TIPOS DE CARGAS EN LAS ESTRUCTURAS 5. FILOSOFIA Y NORMAS DE DISEÑO CONCRETO ARMADO–CLASE 1 LOGRO DE LA SESIÓN Al término de la clase, el estudiante logra distinguir el concreto simple respecto al concreto armado, identificando y describiendo las componentes que lo conforman. El estudiante describe los criterios de diseño usados en el calculo de las estructuras de concreto armado, sabiendo correctamente distinguir entre esfuerzos permisibles y criterio por resistencia. CONCRETO ARMADO –CLASE 1 CONCRETO SIMPLE Es un material compuesto constituido por un material cementante, agregado y agua. El cemento, una vez hidratado, genera la adhesión química entre los componentes. CONCRETO ARMADO –CLASE 1 CEMENTO El cemento, una vez hidratado, genera la adhesión química entre los componentes. Las materias primas usadas son: • CaO (cal viva, oxido de calcio) • SiO2 sílice (oxido de silicio, dióxido de silicio) • Al2O3 (oxido de aluminio)} se muelen, se mezclan, se funden en hornos hasta obtener el llamado clinker, y se enfrían y se muelen de nuevo para lograr la finura requerida. Existen diversos tipos de cemento, los cuales están especificados en la normaASTMC-150-94. Ellos son: CONCRETO ARMADO –CLASE 1 CEMENTO La norma ASTMC-595-94A se especifica las características de los cementos adicionados, los cuales contienen, además de los compuestos ya mencionados, escoria y puzolanas, que modifican el comportamiento del conjunto. Entre ellos se tiene: En la actualidad, en el Perú se fabrican los cementos tipo I, tipo II, tipo V, tipo IP y tipo IPM. CONCRETO ARMADO –CLASE 1 CEMENTO PORTLAND El cemento Portland es un conglomerante o cemento hidráulico que cuando se mezcla con áridos y agregados, agua y fibras de acero discontinuas y discretas tiene la propiedad de conformar una masa pétrea resistente y duradera denominada Hormigón. Es el más usual en la construcción y es utilizado como conglomerante para la preparación del hormigón (llamado concreto en varias partes de Latinoamérica https://www.youtube.com/watch?v=zNZAWKcpd98 CONCRETO ARMADO –CLASE 1 CEMENTO PUZOLANICO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 DIAGRAMA ESFUERZO-DEFORMACIÓN DEL CONCRETO - El concreto no es un material elástico, por no tener ningún tramo recto. - Los concretos desarrollan su esfuerzo máximo a partir de una deformación unitaria de 2/1000 y el esfuerzo de rotura se presenta a una deformación unitaria de 3/1000 hasta 7/1000, dependiendo de la calidad del concreto. CONCRETO ARMADO –CLASE 1 MODULO ELASTICO El concreto presenta un comportamiento elastoplástico y por ello los esfuerzos no son directamente proporcionales a las deformaciones; es decir la curva esfuerzodeformación es curvilínea a una etapa muy temprana de su historia. CONCRETO ARMADO –CLASE 1 MODULO ELASTICO Ec = 15000x 210 = 217 370.65 kg/cm2 CONCRETO ARMADO –CLASE 1 RESISTENCIA A TRACCIÓN – PRUEBA BRASILERA O SPLIT TEST CONCRETO ARMADO –CLASE 1 RESISTENCIA A TRACCIÓN – PRUEBA A FLEXIÓN CONCRETO ARMADO –CLASE 1 RESISTENCIA A TRACCIÓN – PRUEBA A FLEXIÓN CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ACERO El acero es una aleación de diversos elementos entre ellos: Hierro, Carbono, manganeso, silicio, cromo, níquel y vanadio. El carbono es el más importante y el que determina sus propiedades mecánicas. Mayor carbono, la dureza, la resistencia a la tracción y el límite elástico aumentan. Por el contrario, disminuyen la ductilidad y la tenacidad. BARRAS REDONDAS CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ACERO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ACERO CURVA ELASTO-PLASTICA El código ACI asume, para el diseño; que el acero tiene un comportamiento elastoplástico para pequeñas deformaciones, idealizando la curva así: esu =0.0021 CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ACERO CURVA ELASTO-PLASTICA El código ACI asume, para el diseño; que el acero tiene un comportamiento elastoplástico para pequeñas deformaciones, idealizando la curva así: CONCRETO ARMADO –CLASE 1 DUCTILIDAD EN EL ACERO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ACERO DE REFUERZO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 CONCRETO SIMPLE CONCRETO ARMADO Es un mezcla de cemento portland, agregado fino, agregado grueso y agua y no contiene ningún tipo de elemento de refuerzo. Tiene una buena resistencia en compresión, durabilidad, resistencia al fuego. Se usa para elementos que trabaja a compresión, no es adapto para elementos a tracción o con esfuerzos cortantes. 1:10 indica 1 vol. de cemento+ 10vol agregado fino CONCRETO ARMADO –CLASE 1 CONCRETO SIMPLE CONCRETO ARMADO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 CONCRETO REFORZADO Se considera a Joseph Monier(Francés)el creador del concreto armado. En 1850 experimentó con macetas de concreto, reforzadas con malla de alambre y en 1867 patentó su idea. Entre 1868 y 1875 patentó numerosos sistemas de concreto armado para su uso contenedores, tuberías, losas de piso, puentes y escaleras. CONCRETO ARMADO –CLASE 1 CONCRETO REFORZADO En1903 en la ciudad de Cincinnati, Ohio, se construyó el Ingalls Building, el primer edificio alto íntegramente en concreto armado. Tiene 16pisos (64m de altura) La presa Hoover se construyó durante la época de la Gran depresión, entre 1931 y 1936 •Altura: 221,4 m. •Longitud: 379, 2 m. •Grosor 200 m en su base, 15 m en la coronación. •Hormigón: 3,33 millones de m³. CONCRETO ARMADO –CLASE 1 CONCRETO REFORZADO Su aceptación también se debe a la facilidad con la cual el concreto en estado plástico, puede colocarse en los encofrados y moldes casi de cualquier forma y tamaño. CONCRETO ARMADO –CLASE 1 CONCRETO REFORZADO Cemento Será Pórtland tipo I, que cumpla con las normas ASTM-C-150 A.Hormigón Material procedente de cantera compuesto de partículas duras, resistentes a la abrasión, debiendo estar libres de cantidades perjudiciales de polvo, partículas blandas o escamosas, ácidos materias orgánicas y otras sustancias perjudiciales. La granulometría debe estar comprendida entre lo que pasa por la malla 100 como mínimo y de 2” como máximo. Agregado Fino. Como agregado fino se considera la arena que debe ser limpia de río o de cantera de grasa dura, resistente a la abrasión, lustrosa, libre de cantidades perjudiciales de polvo, de materias orgánicas y que deben cumplir con las normas establecidas de ASTM-C-330. CONCRETO ARMADO –CLASE 1 CONCRETO REFORZADO Agregado Grueso. Como agregado grueso se considera a la piedra o grava rota o triturada de constitución dura compacta libre de tierra, resistente a la abrasión, deberá cumplir con las normas de ASTM-C33, ASTM-C-131, ASTM-C88, ASTM-C 127. El Agua Para la preparación del concreto se debe contar con agua, la que debe ser limpia, potable, fresca, que no sea dura, o con sulfatos, tampoco usar aguas Almacenamiento. Todos los agregados deben almacenarse en forma tal que no se produzcan mezclas entre ellas, evitando que se contaminen con polvo, materias orgánicas o extrañas. El cemento a usarse debe apilarse en rumas de no más de 10 bolsas y el uso debe Ser de acuerdo a la fecha de recepción, empleándose el más antiguo en primer término, no se podrá usar el cemento que presente endurecimiento ni grumos. CONCRETO ARMADO –CLASE 1 CODIGOS Y NORMAS PERUANAS Los Códigos de Construcción o de Edificación, suelen tener valor legal y su función principal es asegurar la seguridad del público. Los códigos establecen los Requisitos Mínimos que deben cumplir las estructuras, el material, los refuerzos y el diseño. Las normas establecen los niveles mínimos de seguridad que debe tener una estructura o elemento estructural CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ENSAYOS DE PROBETAS CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ENSAYOS DE PROBETAS CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ENSAYOS DE PROBETAS https://www.youtube.com/watch?v=AR_fjmV2Mpk https://www.youtube.com/watch?v=k1sP009cU4M https://www.youtube.com/watch?v=9cq4l-jpcWE CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ENSAYOS DE PROBETAS CONCRETO ARMADO –CLASE 1 PATOLOGIAS DEL CONCRETO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 PATOLOGIAS DEL CONCRETO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 PATOLOGIAS DEL CONCRETO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 PATOLOGIAS DEL CONCRETO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ENSAYOS DESTRUCTIVOS Y NO DESTRUCTIVOS CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ACERO DE REFUERZO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ACERO DE REFUERZO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 REQUISITOS DE RESISTENCIA Y SERVICIO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 REQUISITOS DE RESISTENCIA Y SERVICIO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 REQUISITOS DE RESISTENCIA Y SERVICIO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 REQUISITOS DE RESISTENCIA Y SERVICIO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADOS LIMITE DE UNA ESTRUCTURA CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE ULTIMO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE ULTIMO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE ULTIMO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE ULTIMO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE ULTIMO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE ULTIMO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE ULTIMO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE ULTIMO https://www.youtube.com/watch?v=CjZba9CSYR4 CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE DE SERVICIO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE DE SERVICIO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE DE SERVICIO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE DE SERVICIO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE DE SERVICIO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE DE SERVICIO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE DE SERVICIO CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE ESPECIALES CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE ESPECIALES CONCRETO ARMADO –CLASE 1 ESTADO LIMITE ESPECIALES CONCRETO ARMADO –CLASE 1 COEFICIENTES DE SEGURIDAD CONCRETO ARMADO –CLASE 1 COEFICIENTES DE SEGURIDAD CONCRETO ARMADO –CLASE 1 COEFICIENTES DE SEGURIDAD CONCRETO ARMADO –CLASE 1 NORMAS ACTUALES CONCRETO ARMADO –CLASE 1 DISEÑO POR ESFUERZOS ADMISIBLES CONCRETO ARMADO –CLASE 1 DISEÑO POR ESFUERZOS ADMISIBLES CONCRETO ARMADO –CLASE 1 DISEÑO POR RESISTENCIA CONCRETO ARMADO –CLASE 1 DISEÑO POR RESISTENCIA Coeficiente de Factor de amplificación reducción Efecto que genera la carga 1 CONCRETO ARMADO –CLASE 1 DISEÑO POR RESISTENCIA CONCRETO ARMADO –CLASE 1 DISEÑO POR RESISTENCIA CONCRETO ARMADO –CLASE 1 FACTORES DE REDUCCIÓN POR RESITENCIA CONCRETO ARMADO –CLASE 1 FACTORES DE REDUCCIÓN POR RESISTENCIA CONCRETO ARMADO –CLASE 1 FACTORES DE REDUCCIÓN POR RESITENCIA Carga muerta: Es el peso de los materiales, dispositivos de servicio, equipos tabiques y otros elementos soportados por la edificación, incluyendo su peso propio, que sean permanentes o con una variación en su magnitud, pequeña en el tiempo Carga viva: Es el peso de todos los ocupantes, materiales, equipos, muebles y otros elementos movibles soportados por la edificación. CONCRETO ARMADO –CLASE 1 TIPOS DE CARGA: SEGÚN LA NORMA E020 CONCRETO ARMADO –CLASE 1 TIPOS DE CARGA: SEGÚN LA NORMA E020 CONCRETO ARMADO –CLASE 1 TIPOS DE CARGA: SEGÚN LA NORMA E020 CONCRETO ARMADO –CLASE 1 TIPOS DE CARGA: SEGÚN LA NORMA E020 CONCRETO ARMADO –CLASE 1 DISEÑO POR RESISTENCIA FACTORES DE CARGA CONCRETO ARMADO –CLASE 1 RESUMEN DEL DISEÑO POR RESISTENCIA CONCRETO ARMADO –CLASE 1 RESUMEN DEL DISEÑO POR RESISTENCIA CONCRETO ARMADO –CLASE 1 Ejemplo 1: Aplicación de cargas muertas. Una azotea tiene tres capas de filtros de arena, grava y asfalto puestas sobre una capa aislante rígida de 0.05m de espesor, soportados por vigas en forma de T de concreto reforzado, con un peralte de 0.40m y alas de 1.0m de ancho. Si el aislamiento pesa 0.15 kN/m2 y los filtros 0.25 kN/m2 en conjunto determine la carga muerta total que cada viga debe soportar por 1 metro de longitud. CONCRETO ARMADO –CLASE 1 REDUCCIÓN DE CARGA VIVA CONCRETO ARMADO –CLASE 1 REDUCCIÓN DE CARGA VIVA - CONDICIONES CONCRETO ARMADO –CLASE 1 EJERCICIO BIBLIOGRAFIA Diseño de concreto armado – Ing. Roberto Morales Morales. Diseño de concreto armado – Gianfranco Ottazzi Pasino Diseño de concreto-reforzado – Jack Mccormac – Russel H Brown Diseño de estructuras de concreto –Teodoro Harmsen
