ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

CARRERA DE INGENIERA CIVIL

INFORME DE HORMIGN I

TEMA:

Flexin en Vigas de Hormign

FECHA DE REALIZACIN: 14-05-2014

FECHA DE ENTREGA: 26-05-2014

REALIZADO POR:

Castillo Pamela Cisneros Ral Daz Marcos Herrera Melissa Santamara Jorge

1. TEMA: Flexin en Vigas de Hormign

2. INTRODUCCIN

2.1. OBJETIVOS

Determinar la resistencia del a la flexin del hormign mediante el uso de una viga simple apoyada en los extremos aplicando la carga en los tercios de la luz libre. Determinar el mdulo de rotura de las vigas de hormign. Describir los tipos de falla que se produjeron en el ensayo de flexin de las vigas. Determinar si las vigas se encuentran dentro del rango de aceptacin de la norma.

2.2. MARCO TERICO

La resistencia a flexin e una medida de la resistencia traccin del hormign. Es una medida de la resistencia a la falla por momento de una viga o losa de concreto no reforzada. Se mide mediante la aplicacin de cargas a vigas de concreto de 150*150 mm de seccin transversal y con luz por lo mnimo tres veces el espesor.La resistencia a la flexin se expresa como Mdulo de Rotura (MR) en libras por pulgada cuadrada (MPa) y es determinada mediante los mtodos de ensayo ASTM C78 (cargada en los puntos tercios) o ASTM C293 (cargada en el punto medio).

El Mdulo de rotura es cerca del 10% al 20% de la resistencia a compresin, en dependencia del tipo , dimensiones y volumen del agregado grueso utilizado, sin embargo la mejor correlacin para los materiales especficos es obtenida mediante ensayos de laboratorio para los materiales dados y el diseo de la mezcla. El mdulo de rotura determinado por la viga cargada en los puntos tercios es ms bajo que el mdulo de rotura en el punto medio en algunas ocasiones tanto como en un 15 %.

Los ensayos de flexin son extremadamente sensibles a la preparacin, manipulacin y procedimientos de curado de las probetas. Las vigas son muy pesadas y pueden ser daadas cuando se manipulan y transportan desde el lugar de trabajo hasta el laboratorio. Permitir que una viga se seque dar como resultado ms bajas resistencias.

Las vigas deben ser curadas de forma normativa, y ensayadas mientras se encuentren hmedas. El cumplimiento de todos estos requerimientos en el lugar de trabajo es extremadamente difcil lo que da frecuentemente como resultado valores de Mdulo de Rotura no confiables y generalmente bajos. Un perodo corto de secado puede producir una cada brusca de la resistencia a flexin.

El Ensayo de flexin del hormign consiste en ensayar una viga de hormign cargada en los tercios de la luz libre hasta que ocurra la ruptura del espcimen. La carga aplicada es continua a una velocidad constante. La resistencia de las vas de hormign depende de una serie de factores como son: Humedad, tamao del espcimen, preparacin, curado , lugar donde la vida ha sido moldeada o cortada al tamao adecuado.

3. CLCULOS Y MTODOS OPERATIVOS

3.1. Materiales.-

Viga Simplemente Armada con acero 4 6 mm Viga Simplemente Armada con acero y gancho 4 6 mm Flexmetro Deformmetro Mquina para el ensayo a flexin.

SECCIN DE LA VIGA (cm)

d = 9.7 cmB= 10 cmH = 12 cmAs= 2 6 mm

DETALLE DE LA VARILLA (cm)

VIGA CON GANCHO

VIGA SIN GANCHO

Se debe tener en cuenta que todos los aparatos deben mantener constante la longitud de la luz libre especificada y las distancias entre los bloques de aplicacin de carga y los bloques de apoyo dentro de 1.3 mm. La relacin de la distancia horizontal medida desde el punto de aplicacin de la carga y el punto de aplicacin de la reaccin ms cercana, con respecto a la altura de la viga debe ser de 1,0 0.03 mm.

3.2. Procedimiento.-

1. Los ensayos a flexin deben ser realizados tan pronto como sea posible luego de extraerlos del almacenamiento hmedo. Los especmenes con las superficies secas presentan una reduccin en la resistencia a la flexin.2. Cuando se utilizan especmenes moldeados, girar el espcimen de ensayo sobre un lado con respecto a su posicin como fue moldeado y centrarlo en los bloques de apoyo. Cuando se utilizan especmenes cortados, colocar el espcimen de manera que la cara de traccin corresponda a la parte superior o inferior del espcimen respecto a como se lo cort del material original.3. Centrar el sistema de carga respecto a la fuerza aplicada. Llevar los bloques de aplicacin de carga, al contacto con la superficie del espcimen en los tercios de la luz libre y aplicar una carga de entre el 3% y el 6% de la carga final estimada. Utilizando calibradores de lmina de 0,10 mm y 0,38 mm, determinar si alguna holgura entre el espcimen y los bloques de aplicacin de carga o de apoyo es mayor o menor que cada uno de los calibradores en una longitud de 25 mm o ms. Limar, refrentar o usar calzas de cuero en la superficie de contacto del espcimen para eliminar cualquier diferencia mayor a 0,10 mm. Las calzas de cuero deben tener un espesor uniforme de 6,4 mm, un ancho de 25 mm a 50 mm y deben extenderse a todo el ancho del espcimen. Holguras mayores de 0,38 mm deben ser eliminadas solamente por refrentado o limado. Se debe minimizar el limado de superficies laterales puesto que esto puede cambiar las caractersticas fsicas de los especmenes. El refrentado se lo debe hacer de conformidad con las secciones aplicables de la norma ASTM C 617.4. Aplicar carga al espcimen continuamente y sin impacto. La carga debe ser aplicada a una velocidad constante hasta el punto de rotura. Aplicar la carga a una velocidad tal que aumente constantemente el esfuerzo mximo sobre la cara de traccin entre 0,86 MPa/min y 1,21 MPa/min, hasta que se produzca la rotura. 5. Medicin del espcimen luego del ensayo. Para determinar las dimensiones de la seccin transversal del espcimen, para el clculo de mdulo de rotura, tomar medidas a travs de una de las caras fracturadas luego del ensayo. El ancho y la altura se miden segn la manera de orientacin del espcimen en el ensayo. Para cada dimensin, tomar una medicin en cada borde y una en el centro de la seccin transversal. Utilizar las tres medidas en cada sentido, para determinar los valores promedio de ancho y alto. Tomar todas las medidas con una aproximacin de 1 mm. Si la fractura se produce en una seccin refrentada, incluir el espesor del refrentado en la medicin.

3.3. Clculos.-

1. Si la fractura se produce en la superficie de traccin dentro del tercio medio de la luz libre, calcular el mdulo de rotura de la siguiente manera:

R= Mdulo de rotura, en MPa.P= Carga mxima aplicada, indicada por la mquina de ensayo, en N.L= Luz libre, en mm.b = promedio del ancho del espcimen, en la fractura en mm.d = promedio de la altura del espcimen, en fractura, en mm.

2. Si la fractura se produce en la superficie de traccin fuera del tercio medio de la luz libre, pero no ms all del 5% de la luz libre, calcular el mdulo de rotura de la siguiente manera:

a = Distancia media entre la lnea de fractura y el apoyo ms cercano medido en la superficie de la traccin de la viga, en mm.

3. Si la fractura se produce en la superficie de traccin fuera del tercio medio de la luz libre, en ms de un 5% de la luz libre, desechar los resultados del ensayo.

1. 2. 3. 3.1. 3.2. 4. TABLAS DE RESULTADOS Y CALCULOS

DIMENSIONES DE LA VIGA

ALTO (m)ANCHO (m)LARGO (m)

0.120.11.2

Viga con ganchos

TiempoCargaDeformacin

skgmm

44.0780021-2.415517330.0060443

54.078002612.07758620.0163196

64.07800321.73965260.02417719

74.078003519.32413860.02901263

84.07800419.32413860.03324363

94.078004519.32413860.0386835

104.07800531.40172390.04291451

114.07800526.57004740.05500178

124.07800621.739130.05862827

134.07800624.15458870.06285917

144.07800738.64734270.07615631

154.07800750.72463610.10214616

164.07800886.95652010.15352145

174.078008106.280190.21033648

184.078009149.7584530.27440447

194.078009198.0676270.34935191

204.07801239.1304170.43457446

214.07801292.2705080.53188533

224.078011330.9178770.65760362

234.078011357.4879150.81354278

244.078012381.6425170.96887749

254.078012408.2125551.12239897

264.078013432.3671571.30130589

274.078013485.5072331.46872866

284.078013509.6618351.63917387

294.078014521.7391361.81143224

304.078014570.0482791.97583306

314.078015596.6183472.24842429

324.078015678.7439582.60684252

334.078016746.376772.95982075

344.078016799.5169073.29648018

354.078017818.8405763.64160109

364.078017874.3961183.96858978

374.078018929.951664.29316092

384.078018997.5845954.71746016

394.0780191072.463755.24330091

404.0780191166.666635.79210997

414.078021239.070566.3540473

424.078021304.284796.90707254

434.0780211371.914317.47158146

444.0780211434.713268.04576015

454.0780221485.435428.63081837

464.0780221524.080939.22252464

474.0780231572.38779.82329845

484.0780231598.9564210.4325323

494.0780231632.7713611.0478115

504.0780241697.985611.8685846

514.0780241838.0754415.733716

524.0780251869.4748519.9560471

534.078025-62.798896847.0391655

Carga mxima: P = 1869 kg

P = 1869*9.8

P = 18316 . 2 N

Mdulo de rotura:

MPa

Viga con varillas sin ganchos

TiempoCargaDeformacin

skgmm

73.2030035-2.41405940.0410763

83.203004-2.41405940.04470067

93.20300444.82811880.05436569

103.2030054.82811880.07248759

113.2030059.65623760.09604605

123.20300628.96870990.15222391

133.20300665.17960360.10873137

143.203007130.3592070.11054356

153.203007214.8513030.1510158

163.203008301.7574160.22652368

173.203008381.4213560.36545822

183.203009415.2182310.65782475

193.203009436.9447330.9640848

203.20301482.811921.22443604

213.20301533.5071411.47693455

226.546011593.8586431.81943834

233.218011627.6554571.98676372

243.203012668.6944582.23986626

253.203012714.5615842.49236465

263.203013762.8427122.7424469

273.203013786.9833372.99373698

283.218013835.2645873.27764654

293.203014888.373843.57545018

303.203014929.4129033.87083721

313.203015980.1080934.15474606

323.2030151028.38944.43805218

333.2030161071.842414.70988083

343.2030161098.396975.01130772

353.2030171146.678225.28796911

363.2030171190.131355.55738115

373.2030181233.614145.82094955

383.2030181306.03766.23716354

393.2030191424.329477.00072479

403.2030191479.854137.79328251

413.203021250.512948.77250195

423.203021231.200079.57714176

433.2030211199.8165310.3364754

443.2030211149.1210.5424671

Carga mxima: P = 1250.51294 kg

P = 1250*9.8

P = 12255.0268 N

Mdulo de rotura:

MPa

Clculo del momento mximo que puede resistir la viga.

fy=4200 kg/cm2 fc=97,02 kg/cm2 b= 10 cm d=9,7 cm =0,85

fy=4200 kg/cm2 fc=210 kg/cm2 b= 10 cm d=9,7 cm =0,85

FOTOGRAFAS.

4. COMENTARIOS Y RECOMENDACIONES

En el desarrollo del ensayo se tuvo problemas con la dosificacin del hormign para las vigas, se recomienda tener calculado los valores de la dosificacin para prevenir contratiempos y conseguir la resistencia requerida.

Es recomendable tener calculado el valor del esfuerzo ltimo de flexin, esto evitara una falla repentina la cual puede provocar daos en los equipos.

Los ensayos de flexin son extremadamente sensibles a la preparacin, manipulacin, y procedimientos de curado de probetas, por ello las vigas deben ser curadas segn normativa, el cumplimiento de esto requerimientos en el lugar de trabajo es extremadamente difcil lo que da frecuentemente como resultado valores de un mdulo de rotura no confiables y generalmente bajos.

Es importante desarrollar el ensayo apegndose estrictamente a la normativa, la preparacin de muestras y probetas de hormign fresco tomado in situ se describe en ASTM C31; las probetas aserradas tomadas de material curado se explican en ASTM C42; y se hace referencia a las probetas elaboradas en el laboratorio en ASTM C192

Se recomienda consultar las instrucciones de ASTM C78 para conocer las velocidades de carga, la orientacin adecuada de las probetas y la aplicacin de precarga para asegurar un contacto "sin espacios" entre la probeta y el til de ensayo.

5. CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos mediante la prueba de flexin demuestran ciertas diferentes con los resultados experimentales. En el caso de la viga con gancho, el momento terico resulta de 0,18 Tm, y el momento resistente real igual a 7,48 Tm. Para el caso de la viga sin gancho, el momento terico resulta de 0,18 Tm, y el momento resistente real igual a 5 Tm. Dichas diferencias, se deben bsicamente a errores sistemticos de la prueba difcil de corregir, tal como la preparacin o colocacin de la muestra, adems de posibles resistencias distintas tanto del hormign como del acero. Comparando las dos vigas ensayadas, se concluye que la viga que posea ganchos es ms resistente que la que no tena esto debido a, los ganchos son utilizados como anclas o palancas, que impiden la flexin de la viga, y aumenta la carga que puede resistir dicha viga y por consiguiente su momento. Cabe mencionar la distribucin homognea de las partculas entre los distintos tipos de agregados. Asimismo, cabe destacar que todas las probetas ensayadas manifestaron su plano de rotura en el tercio medio de la luz, lo que ratifica la validez de los ensayos realizados. En la prctica se pudo evidenciar que se cumple la hiptesis de Navier, se ha observado que la deformacin del elemento es cero cuando deja de aplicarse la carga.

6. BIBLIOGRAFA Y REFERENCIAS

Norma INEN 2554, Hormign de cemento hidrulico. Determinacin de la resistencia a flexin (Utilizando una viga simple con carga en los tercios). http://civilgeeks.com/2011/03/18/resistencia-a-la-flexion-del-concreto/