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7/25/2019 EST Y CARGAS 3.pdf

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ESTRUCTURAS Y CARGASMATERIALES ESTRUCTURALES

ING. NORMAN LECCA LAVADO



VENTAJAS DEL CONCRETO

• Es durable a lo largo del tiempo y no requiere gran inversión parasu mantenimiento. Tiene vida útil extensa.

• Tiene gran resistencia a la compresión en comparación con otrosmateriales.

• Es más resistente al fuego que la madera y el acero estructural.

• Se le puede dar la forma que uno desee haciendo uso delencofrado adecuado.

• Le confiere un carácter monolítico a sus estruturas lo que lespermite resistir eficientemente las cargas laterales de viento osismo.

• Su gran rigidez y masa evitan problemas de vibraciones en lasestructuras construidas de concreto.



VENTAJAS DEL CONCRETO

• Por su gran peso propio, la influencia de las variaciones de cargasmóviles es menor.

• Tiene poca resistencia a la tracción(aprox. 1/10 parte de su resistencia ala compresión). Aunque el acero se coloca de modo que absorba estosesfuerzos, la formación de grietas es inevitable.

• Su relación resistencia a la compresión versus peso esta muy por debajo que la correspondiente al acero, el cual es mas eficiente cuandose trata de cubrir grandes luces. El concreto requiere mayoressecciones y por ende el peso propio es una carga muy importante en eldiseño.

• Presenta deformaciones variables con el tiempo. Bajo cargas

sostenidas, las deflexiones en los elementos se incrementan con eltiempo.



METODOS DE DISEÑO

Diseño Elástico:Diseño elástico o por cargas de servicio, parte de la hipótesis que esposible predecir la distribución de esfuerzos en el refuerzo y elconcreto, al ser sometidos a cargas de servicio. Asume uncomportamiento elástico de ambos materiales. El diseño consiste en

conseguir que los esfuerzos no excedan los esfuerzos admisibles queson una fracción de la resistencia del concreto y del refuerzo defluencia del acero.

El Diseño por rotura se fundamenta en la predicción de la carga que

ocasiona la falla del elemento en estudio y analiza el modo decolapso del mismo.



PROPIEDADES DEL CONCRETO

Este método toma en consideración el comportamiento inelástico delacero y el concreto y por lo tanto, se estima mejor la capacidad decarga de la pieza.

Relación esfuerzo-deformación del concreto a compresión

En la sgte figura se muestran curvas esfuerzo-deformación para

concretos normales de diversas resistencias a la compresión. Lasgraficas tienen una rama ascendente casi lineal cuya pendiente variade acuerdo a la resistencia y se extiende hasta aproximadamente 1/3a 1/2 a f‘c. Posteriormente adopta la forma de una paràbola invertidacuyo vértice corresponde al esfuerzo máximo a la compresión.

La deformación correspondientemente a este punto es mayor para losconcretos mas resistentes. Sin embargo, para los de menor resistenca es casi constante e igual a 0.002.



Curva esfuerzo-deformación del concretoa compresión



ACERO DE REFUERZOEl acero de refuerzo en el concreto armado son varillas de secciónredonda, las cuales tiene corrugaciones cuyo fin es de restringir elmovimiento longitudinal de las varillas relativo al concreto que las rodea.Existen tres calidades distintas de acero corrugado: grado 40, grado 60 ygrado 75.

Donde:fy : esfuerzo de fluencia del acero

fs: Resistencia mínima a la tracción a la rotura

Fy (kg/cm2) Fs (kg/cm2)

Grado 40 2800 4900Grado 60 4200 6300

Grado 75 5300 7000



ACERO DE REFUERZO

Las varillas se denominan por números y sus característicasgeométricas se presentan a continuación:



ACERO DE REFUERZOEl código del ACI asume, para el diseño, que el acero tiene un

comportamiento elastoplàstico para pequeñas deformaciones.El acero es un material que a diferencia del concreto tiene uncomportamiento muy similar en tracción y a compresión.



ACERO DE REFUERZOFallas en el diseño de placas, columnas y vigas:



PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS

Transmiten las cargas por flexión y corte. Cumplen la función de diafragmarígido. Aportan un buen porcentaje (más de 40%) a la masa total de laestructura por lo que su aligeramiento es un factor importante a considerar.

Pueden ser losas aligeradas en una y dos direcciones, macizas, etc.

Aligerados en una dirección: La recomendación práctica para su

dimensionamiento es el sgte: L / 25Luz (m) H (cm)

L < 4.0 m 17

4.0 m < L < 5.5 m 20

5.0 m < L < 6.0 m 256.0 m < L < 7.5 m 30



PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

Transmiten las cargas del entrepiso hacia otras vigas o hacia columnas omuros. Junto con las columnas y muros conforman el esquema resistente afuerzas horizontales.La recomendación práctica para estimar el peralte de una viga es el siguiente:

Peralte = L/12 @ L/ 10Base = 0.3 H @ 0.5 H,

con 25 cm. mín. en sistemas sismorresitentes:L< 5.50 m 25 x 50, 30x30L< 6.50 m 25 x 60, 30x60, 40x60L< 7.50 m 25 x 70, 30x70, 40x70, 50x70L< 8.50 m 30 x 75, 40x75, 30x80, 40x80

L< 9.50 m 30 x 85, 30x90, 40x90



PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

En estructuras aporticadas o de baja altura se deberá estimar la flexión pueses más importante que la carga axialEn estructuras con cantidad importante de muros o de varios pisos, el áreanecesaria puede estimarse con: A (cm2) = P servicio (kg) / 0.45 f´c para columnas centrales A (cm2) = P servicio (kg) / 0.35 f´c para columnas laterales y esquineras




CENTRAL

CENTRALESQUINA

ESQUINERA



PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

Predimensionamiento de Columna central:Pd = 92,580 KgsPl = 22,290 Kgs

A = Pd + Pl / 0.35 f‘c = bd = 114,870 kgs/ (0.35x210) = 1562 cm2Usar: b= 25, d= 70

Predimensionamiento de Columna lateral:Pd = 27,390 KgsPl = 5,360 Kgs

A = Pd + Pl / 0.35 f‘c = bd = 32,750 kgs/ (0.35x210) = 445 cm2Usar: b= 25, d= 40

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