FALLA DUCTIL EN VIGUETAS

JOSE DAVID LPEZ LVAREZJOSE PASTOR MAESTRE ZABALZAJUAN DIEGO PREZ CABARCASROBINSON RAFAEL RUIZ VERGARA

DOCENTE: Emel Mulett Rodrguez

UNIVERSIDAD DE SUCREFACULTAD DE INGENIERIADEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVILSINCELEJO SUCRE2015INTRODUCCION

El conocimiento de las propiedades de los materiales, as como su comportamiento ante diferentes circunstancias, en ingeniera, es un aspecto fundamental para el diseador en su propsito de desarrollar las mejores soluciones a las diversas situaciones que se presentan en las labores constructivas de su cotidiano que hacer. Las estructuras de concreto reforzado, requieren del uso de acero de refuerzo para en conjunto integrar el denominado concreto reforzado, el refuerzo lo constituyen barras de diferente dimetro, corrugaciones y cuyo subjetivo principal es aportar resistencia a la tensin en zonas donde se presente flexin, adems de servir de refuerzo a cortante y material confinante para un elemento estructural. A continuacin, nos encontraremos un ensayo que nos servir para analizar los diferentes estados en el comportamiento de una vigueta, cuando la carga en esta se incrementa de modo gradual desde cero hasta la magnitud que producir la falla, teniendo en cuenta principalmente la ductilidad de esto.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL Obtener la falla dctil para viguetas estndar reforzadas a cortante y a flexin simple, con cuanta entre la mnima y la mxima.

OBJETIVOS ESPECIFICOS Analizar el comportamiento de la probeta bajo la accin de cargas realizadas. Reconocer el procedimiento de obra para el armado y posicin del hierro en estas viguetas. Comprobar y analizar en el laboratorio la naturaleza terica de la falla obtenida. Aprender y familiarizarnos con el proceso constructivo llevado a cabo en la fabricacin de un elemento estructural.

JUSTIFICACION

Sabemos que las estructuras de hormign o concreto reforzado como columnas y vigas fallan debido a efectos combinados de tensiones cortantes y a flexin, por lo cual es necesario el diseo y la construccin de elementos que sean capaces de soportar y resistir los esfuerzos causantes de la falla, eso se logra con la adicin del acero longitudinal para contrarrestar los esfuerzos a tensin por flexin y la utilizacin de estribos para esfuerzos por cortante. Es difcil saber si una vez construido el elemento cumplir con los parmetros establecido y por esto se realiza este ensayo con el fin de observar el comportamiento de una vigueta reforzada diseada para falla dctil con una cuanta de acero cercana a la mxima y verificar si el diseo es adecuado.

MARCO TEORICO

Las vigas de concreto simple son ineficientes como elementos sometidos a flexin debido a que la resistencia a la tensin en flexin (mdulo de rotura) es una pequea fraccin de la resistencia a la compresin. En consecuencia, estas vigas fallan en el lado sometido a tensin a cargas bajas mucho antes de que se desarrolle la resistencia completa del concreto en el lado de compresin. Por esta razn se colocan barras de acero de refuerzo en el lado sometido a tensin tan cerca como sea posible del extremo de la fibra sometida a tensin, conservando en todo caso una proteccin adecuada del acero contra el fuego y la corrosin. En una viga de concreto as reforzada, el acero de refuerzo resiste la tensin causada por los momentos flectores, mientras que el concreto usualmente es capaz de resistir slo la compresin correspondiente (A. Nilson, 1999).

Para hacer efectivo el anlisis de una viga sometida a flexin se hacen las siguientes suposiciones: 1. Las secciones transversales de la viga, perpendicular al plano de flexin, permanecen planas durante la flexin. 2. La deformacin en el acero es igual a la del concreto en el mismo nivel. 3. Los esfuerzos en el concreto y en el acero, se calculan de la curva esfuerzo deformacin del concreto. La distribucin lineal de los esfuerzos, deja de ser vlida para vigas peraltadas y con una luz menor a 4 veces la altura del elemento. 4. Se supone que el concreto no resiste esfuerzos de tensin, ya que la resistencia a la tensin para concretos de peso normal, es muy baja comparada con la del acero, por lo tanto la capacidad del concreto para resistir esfuerzos de tensin puede ser despreciada. 5. Se asume que el concreto falla cuando alcanza el valor lmite. Esto ocurre cuando la pendiente en el diagrama esfuerzo deformacin df/d es negativa, correspondiente a una formacin de una rotula y decremento de carga.6. La deformacin mxima unitaria en la fibra extrema sometida a compresin del concreto reforzado, obtenida de ensayos de vigas es: cu = 0.003(C.10.2.3 del NSR-10).7. La relacin esfuerzo deformacin, para el concreto se puede asumir rectangular, trapezoidal, parablica, etc.fig.2 flexin de vigas.

La falla en concreto Reforzado dependiendo de las propiedades geomtricas de la seccin, cantidad de acero segn la cuanta y la resistencia de los materiales, puede ocurrir por: Falla en tensin o subreforzada: En donde el refuerzo (acero) fluye antes que el concreto falle en compresin. Tambin conocida como falla dctil. Falla en compresin o sebrerefrozada: La concreta falla antes que el acero alcance la fluencia. Falla balanceada: El concreto falla simultneamente cuando el acero alcanza la fluencia.

En este caso es de mayor inters la falla dctil o sobre-forzada, por ello se ha de saber que la Ductilidad es un comportamiento que se presenta cuando la relacin en el diagrama esfuerzo deformacin tiene una gran regin plstica. Una falla dctil alerta al usuario por medio de deflexiones excesivas y la aparicin de grietas acerca del peligro inminente. Segn el ARTICULO 13.1 del NSR-10, se define la ductilidad como la capacidad que tiene un material estructural de resistir, sin fallar, deformaciones que lleven al material estructural ms all del lmite elstico, o lmite donde las deformaciones son linealmente proporcionales al esfuerzo o fuerza aplicada.Para certificar el comportamiento dctil, el NSR-10 en el C.10.3.3 determina que las secciones se definen controladas por tensin o compresin. Las secciones se denominan controladas por compresin si la deformacin unitaria neta de traccin en el acero extremo en traccin, t, es igual o menor que el lmite de deformacin unitaria controlada por compresin cuando el concreto en compresin alcanza su lmite de deformacin supuesto de 0.003. Cuando la deformacin unitaria neta de traccin en el acero de refuerzo extremo en traccin es suficientemente grande (igual o mayor a 0.005), la seccin se define como controlada por traccin donde se puede esperar un claro aviso previo de falla con deflexin y agrietamiento excesivo. Para asegurar el comportamiento dctil el NSR-10 en el C.10.3.3 exige que 0,75 b, donde b es la cuanta balanceada para elementos sometidos a flexin sin fuerza axial. El NSR-10, para que la seccin sea controlada por traccin, se puede usar b 0.65 aproximadamente.En el diseo de vigas a flexin se evalan las cargas, la luz o la geometra, para seleccionar la seccin y el refuerzo. La ecuacin de diseo es:Mn MuDonde: Mn: Resistencia nominal o momento nominal resistente. : Factor de reduccin de resistencia (C.9.3 del NSR-10) Mu: Momento producido por las cargas mayoradas. El factor de reduccin de resistencia se basa de acuerdo al CR9.3 en: Probabilidad de existencia de elementos con una resistencia baja debida a variaciones en la resistencia de los materiales y las dimensiones. Inexactitudes en las ecuaciones de diseo. El grado de ductilidad y la confiabilidad bajo los efectos de la carga bajo consideracin. Importancia del elemento en la estructura El ACI 318 del 2005, los factores de reduccin de resistencia fueron ajustados para hacerlos compatibles con las combinaciones de carga del SEI/ASCE7, y que son los mismos del NSR-10.

En donde:

MATERIALES

CEMENTO PORTLAND TIPO I

AGREGADO FINO (ARENA)

AGREGADO GRUESO (GRAVA)

FORMALETA DE MADERA (10x10x60) cm

ACERO CORRUGADO ()

EQUIPO DE PRUEBA

ALAMBRE Y PINZA

PROCEDIMIENTO

Con el objetivo de disear la viga para una resistencia que no sea tan elevada, se procede a disear la vigueta tal que sus dimensiones sean de (10x10x60) cm. Luego de establecidas las dimensiones de la vigueta y el respectivo diseo de mezcla previo, para una resistencia del concreto (fc=2100kg/cm2) se procede a calcular los parmetros correspondientes para el diseo. Se calcula la cuanta mnima, la cuanta balanceada y la cuanta mxima para as poder establecer el criterio del diseo del ensayo que corresponde a que la cuanta del acero est entre la mnima y mxima pero cerca a la mxima, en donde esta cuanta debe ser menor a la balanceada para garantizar que la falla sea por fluencia. Teniendo la cuanta requerida, se calcula el dimetro y el nmero de varillas a utilizar para el refuerzo a flexin. Se calcula el momento nominal, el cual va a ser el mismo momento resistente con el que se disea la viga para as obtener la carga o la fuerza que debe resistir dicha viga. Para garantizar que la viga quede reforzada adecuadamente a cortante debemos calcular la separacin de los estribos. Una vez obtenidos los parmetros de diseo del ensayo se continua con la preparacin de la mezcla y su respectivo encoframiento, para esto hay que tener en cuenta lo siguiente: Vaciar el concreto lo ms rpido posible sin que se produzca segregacin o perdidas de ingredientes teniendo en cuanta el espaciamiento entre barras y el tamao de los agregados. Vibrar y compactar el concreto, as como tambin adecuar el vaciado a la geometra de la formaleta a utilizar. Realizar el desencoframiento a los tres das de fundido. Realizar el curado durante tres semanas luego de desencofrar. Realizacin del ensayo a los 28 das.CALCULOS