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ESTRUCTURAS DE ESTRUCTURAS DE CONCRETOCONCRETOLas estructuras de concreto armado son aquellas que se
emplean en las modernas construcciones de edificios, lozas, complejos habitacionales y demás edificaciones que requieren una construcción rápida y económica con el fin de ahorrar costos tanto en materiales como en mano de obra y tiempo de terminación. Hay que considerar que por lo general la construcción con este tipo de sistema no requiere mucho acabado final ya que su empleo combinado con encofrados de acero, proporciona un producto liso al tacto, necesitándose retoques mínimos.
Como señalamos anteriormente el concreto armado es la combinación del concreto y el acero en armadura para que juntos formen un material combinado e indivisible. La colocación de las armaduras depende de la ubicación de la zona de tracción, es decir del lugar donde las vigas, columnas, voladizos o demás componentes se flexionarán; asimismo en los cimientos tipo losa corrida, las varillas de acero longitudinal y transversal se ponen en la parte inferior de la losa con el fin de resistir los esfuerzos de tracción y evitar las rajaduras. Los materiales componentes de este tipo de estructuras son el concreto y la armadura de acero.
El primer material y principal componente de las estructuras de concreto armado; es una mezcla de cemento, arena, piedra y agua en medidas proporcionales y establecidas de acuerdo al grado de resistencia que se persigue. La propiedad más importante de esta mezcla es su resistencia a la compresión (capacidad de un material para resistir esfuerzos que tienden a deformarlo), a la flexión (capacidad de un material para resistir esfuerzos que tienden a deformarlo, doblándolo), con la característica adicional de poseer poca tracción; asimismo combinado con refuerzos de acero adquiere propiedades anti cortantes.
CIMENTACIONCIMENTACIONEs la parte estructural del edificio (subestructura),
encargada de transmitir las cargas de ésta al terreno
Es la parte estructural del edificio (subestructura),
encargada de transmitir las cargas de ésta al terreno
-Cimentaciones superficiales
-Cimentaciones
profundas
-Cimentaciones especiales
-Cimentaciones superficiales
-Cimentaciones
profundas
-Cimentaciones especiales
Se clasifican en:
CIMENTACION SUPERFICIAL
CIMENTACION SUPERFICIAL
Los elementos verticales de la superestructura se
prolongan hasta el terreno de la cimentación
Los elementos verticales de la superestructura se
prolongan hasta el terreno de la cimentación •Zapatas corridas
•Zapatas aisladas
• Losas de cimentación
•Zapatas corridas
•Zapatas aisladas
• Losas de cimentación
•Cajón de cimentación•Cajón de cimentación
ZAPATAS AISLADASZAPATAS AISLADAS
Soporta la carga de la columna y la forma en que trabaja es individual, puede originar
asentamientos diferenciales
Soporta la carga de la columna y la forma en que trabaja es individual, puede originar
asentamientos diferenciales Se utiliza en suelos de baja
compresibilidad y alta resistencia.
Se utiliza en suelos de baja compresibilidad y alta
resistencia.Pueden ser cuadradas o
rectangularesPueden ser cuadradas o
rectangularesLa relación L/B no exceda de
1.5L (longitud) y B (ancho)
La relación L/B no exceda de 1.5
L (longitud) y B (ancho)
En la que descansa o recae un solo pilar
ZAPATA CORRIDAZAPATA CORRIDA
Forma una losa continua de concreto armado, recibe las
cargas de los muros o de una series de columnas
Forma una losa continua de concreto armado, recibe las
cargas de los muros o de una series de columnas
Pueden tener sección rectangular, escalonada o estrechada cónicamente
Pueden tener sección rectangular, escalonada o estrechada cónicamente
Sus dimensión es relación con la carga que ha de soportar,
resistencia a la compresión del material y presión admisible
sobre el terreno.
Sus dimensión es relación con la carga que ha de soportar,
resistencia a la compresión del material y presión admisible
sobre el terreno. Es un elemento resistente
uniendo las columnas por medio de contra trabes
Es un elemento resistente uniendo las columnas por medio
de contra trabes
Su uso es cuando sea menor del 50% del área de la construcción.Su uso es cuando sea menor del 50% del área de la construcción.
LOSA DE CIMENTACION
LOSA DE CIMENTACION
Es una zapata combinada que puede cubrir el área entera bajo una
estructura que soporta varias columnas y muros
Es una zapata combinada que puede cubrir el área entera bajo una
estructura que soporta varias columnas y muros
Se usan en suelos que tienen poca capacidad de carga y
comprensibilidad media y alta
Se usan en suelos que tienen poca capacidad de carga y
comprensibilidad media y alta Cuando cubren mas del 50 % del
área de la construcciónCuando cubren mas del 50 % del
área de la construcción
soportar todo el edificio sobre una losa de concreto armado
soportar todo el edificio sobre una losa de concreto armado
De espesor constante, con refuerzos, Nervada y/o Aligerada, en
forma de cajón
De espesor constante, con refuerzos, Nervada y/o Aligerada, en
forma de cajón
CAJONES DE CIMENTACION
Se usan para cargas altas y en terrenos de alta compresibilidad
Elementos de concreto reforzado, de sección transversal cilíndrica, rectangular, elipsoidal o similar
Pared de concreto reforzado (que constituye el cuerpo principal del
elemento)
Elementos estructurales de concreto armado que se
construyen sobre el terreno
se introducen en el terreno por su propio peso al ser excavado el suelo ubicado en su interior.
Es el elemento estructural vertical empleado para sostener la carga de la
edificaciónUtilizado por la libertad que
proporciona para distribuir espacios al tiempo que
cumple con la función de soportar el peso de la construcción
La formas, armados y las especificaciones de las columnas
estarán en razón directa del tipo de esfuerzos que están expuesta
Maderas Tabique Piedra Acero
Concret
o
Columna de Tabique
Se construye a base de este material, la dimensión de la columna se logran
acomodando el tabique en diferentes formas. El mortero se usa para asentarlos (cal, arena), (cemento, arena); debiendo
quedar alternado o cuatrapiado.
Columna de Piedra
Columna de Acero
La piedra debe ser fácil de labrar y en trozos regulares que faciliten su
colocación. Se utiliza mortero, las juntas deberán ser cuatrapiadas
Pueden ser sencillas, fabricadas directamente con perfiles estructurales,
empleados como elemento único, o perfiles compuestos. Puede ser hueca, cuándo se
rellena de concreto. El empleo depende del diseño estructural y constructivo
compuesta de acero y concreto
COLUMNA DE CONCRETO
Son estructuras producto de una combinación o mezcla de materiales con características diferentes como el concreto y el acero de refuerzo
*Columna de Concreto Armado
*Columna de Concreto Reforzado
Columna de Concreto Armado
-Elemento reforzados con barras longitudinales
− Elementos reforzados con barras longitudinales y estribos
− Elementos reforzados con tubos de acero estructural, con o sin barras
longitudinales, además de diferentes tipos de refuerzo transversal
Es la combinación del concreto y el acero como material compuesto. En estos casos, el acero se coloca en la parte inferior porque es la zona de
tracción (donde se rompería).
Columna de Concreto
Reforzado
La carga actúa a una distancia del eje longitudinal del miembro
estructural
Es una combinación de concreto simple y con refuerzo.
El
Resistencia en compresión, durabilidad, resistencia al fuego y moldeabilidad del concreto, alta resistencia en tensión y
ductilidad del acero
Columna Corta
El efecto esbeltez y es un factor importante, ya que la forma defallar depende de la esbeltez, para la columna poco esbelta la falla es por aplastamiento
Columna LargaSon los elemento más
esbeltos y la falla es por pandeo.
Columna Intermedio
Es donde la falla es por una combinación de aplastamiento y
pandeo.
VigaViga
En ingeniería y arquitectura se En ingeniería y arquitectura se denomina denomina vigaviga a un elemento a un elemento constructivo lineal que trabaja constructivo lineal que trabaja principalmente a flexión. En las vigas la principalmente a flexión. En las vigas la longitud predomina sobre las otras dos longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal. dimensiones y suele ser horizontal.
El esfuerzo de flexión El esfuerzo de flexión provoca tensiones de tracción y provoca tensiones de tracción y compresiócompresiónn, ,
Estructuralmente el comportamiento de Estructuralmente el comportamiento de una viga se estudia mediante un modelo una viga se estudia mediante un modelo de prisma mecánico.de prisma mecánico.
Las cargas que actuan en una estructura, ya sean cargas vivas, de Las cargas que actuan en una estructura, ya sean cargas vivas, de gravedad o de otros tipos, tales como cargas horizontales de viento o las gravedad o de otros tipos, tales como cargas horizontales de viento o las debidas a contracción y temperatura, generan flexión y deformación de debidas a contracción y temperatura, generan flexión y deformación de los elementos estructurales que la constituyen. La flexión del elemento los elementos estructurales que la constituyen. La flexión del elemento
viga es el resultado de la deformación causada por los esfuerzos de viga es el resultado de la deformación causada por los esfuerzos de flexión debida a la carga externa.flexión debida a la carga externa.
Conforme se aumenta la carga, la viga soporta deformación adicional, Conforme se aumenta la carga, la viga soporta deformación adicional, propiciando el desarrollo de las grietas por flexión a lo largo del claro de propiciando el desarrollo de las grietas por flexión a lo largo del claro de
la viga.la viga.
Las vigas o trabes de concreto armado se utilizan para apoyar lozas de Las vigas o trabes de concreto armado se utilizan para apoyar lozas de techos sujetos a muros o entre muros y columnas. Son elementos de techos sujetos a muros o entre muros y columnas. Son elementos de sección variable y pueden elaborarse con diferentes materiales.sección variable y pueden elaborarse con diferentes materiales.
Para avitar grietas y fallas en el funcionamiento de las vigas es Para avitar grietas y fallas en el funcionamiento de las vigas es necesario realizar un buen diseño del armado de acero ya que este necesario realizar un buen diseño del armado de acero ya que este proporcionara mayor rigidez resistencia y seguridad al alemento.proporcionara mayor rigidez resistencia y seguridad al alemento.
Vigas de riostra, carga y amarreVigas de riostra, carga y amarre
Vigas de Riostra: Tienen la función de amarrar todas las columnas y de transmitir el peso de la estructura
hacia las fundaciones
Vigas de Carga y amarre: Son las encargadas de
transmitir el peso de la losa de techo a las columnas y
paredes.
La altura de las vigas dependerá de la distancia entre columnas (luz),
ejemplo si es una distancia de 3,00 m, la altura de la viga será de 0,30 m, y si la distancia es de 5,00 m la
altura será de 0,50 m, el ancho variara dependiendo de la altura,
podrá estar entre 0,20 m a 0,30 m, de igual forma la separación de los
estribos, los cuales estarán colocados a 0,15 m
Este tipo de losa consta de una sección de concreto reforzado en dos direcciones.
Dependiendo de cómo este apoyada, una losa maciza deberá tener mayor cantidad de refuerzo en un sentido que en el otro.Si la losa dispone de muros de apoyo en los cuatro lados su dirección principal será la del sentido mas corto, si es cuadrada cualquiera de los dos sentidos es igual.
Si la losa dispone de muros en solo dos lados (deben ser opuestos), la dirección principal será en la dirección perpendicular a la dirección de los apoyos.
El refuerzo o acero que se le debe colocar a la losa debe seleccionarse de acuerdo con la siguiente tabla. El refuerzo indicado puede utilizarse únicamente para condiciones y cargas típicas de viviendas.
*Luces mayores resultan poco económicas, por lo tanto es mejor construir la losa aligerada.*El refuerzo secundario se coloca para evitar que el concreto se agriete debido a los efectos de la temperatura.
Preparación: Se deben alistar los materiales, consultar las especificaciones (forma, espesor, etc.) y nivelar el piso desde donde se van a tomar las medidas.
Apuntalado: Se colocan los largueros paralelos en los muros, apoyados sobre puntales cada 60 cm. Se procede a nivelar los largueros y cuñar los puntales. Los puntales se deben arriostrar (sostener con diagonales) para evitar su caída por desplazamiento lateral.
Formaleta: Se colocan las tablas apoyadas entre los largueros formando una superficie lo mas ajustada que se pueda para que no se escape el concreto por entre los espacios. La formaleta debe quedar nivelada.
Armar el refuerzo: Se debe colocar el refuerzo calculado sobre la formaleta, apoyado de tal forma que al vaciar el concreto, el refuerzo quede totalmente rodeado por éste. El recubrimiento mínimo de concreto sobre el acero debe ser de 4 cm.
Vaciado del concreto: Se debe hacer con cuidado para evitar que la formaleta se pueda caer. Recordando los cuidados y el procedimiento para hacer y vaciar concreto.
Losas planas son aquéllas que transmiten las cargas directamente a las columnas, sin la ayuda de vigas. Pueden ser macizas, o aligeradas por algún medio (bloques de material ligero, alvéolos formados por moldes removibles, etc).Según la magnitud de la carga por transmitir, la losa puede apoyar directamente sobre las columnas o a través de ábacos, capiteles o una combinación de ambos. En ningún caso se admitirá que las columnas de orilla sobresalgan del borde de la losa.
- Estas losas pueden mantenerse directamente sobre las columnas- Estas losas en su forma tradicional no poseen resistencia suficiente para irrumpir dentro del rango inelástico de comportamiento de los materiales - Estas no son ajustadas para zonas de alto riesgo sísmico.
Ahora bien si se desea mejorar la resistencia de las losas al punzonamiento y la integración de estas losas planas con las columnas se recomienda la utilización de los capiteles y ábacos.
Una característica estructural importante de los apoyos de estas losas es que su rigidez a flexión es mucho mayor que la rigidez a flexión de la propia losa. Las losas apoyadas perimetralmente forman parte, comúnmente de sistemas estructurales integrados por columnas, vigas y losas. El comportamiento de éstas no puede estudiarse rigurosamente en forma aislada sino que debe analizarse todo el sistema, ya que las características de cada elemento influyen en el comportamiento de los otros.
Las principales desventajas, es el enorme punzonamiento o cortante que se produce en el apoyo entre columna y losa (que se puede disminuir con el uso de capiteles), y la relativa independencia de las columnas, que al no formar un marco rígido se pandean y/o flexionan a diferentes ritmos cada una.
El punzonamiento es un esfuerzo producido por tracciones en una pieza debidas a los esfuerzos tangenciales originados por una carga localizada en una superficie pequeña de un elemento bidireccional de hormigón, alrededor de su soporte. Este esfuerzo de punzonamiento produce un efecto puntual sobre su plano de apoyo. Debe tenerse en cuenta que este efecto puede aparecer en los forjados reticulares y en losas macizas. La rotura aparece de improviso, bruscamente y sin aviso produciendo consecuencias muchas veces fatales en los habitantes del lugar.La superficie crítica de punzonamiento es la superficie de rotura, que abarca el perímetro donde apoya la losa .
Losas Planas con Vigas Embebidas:
Estos tipos de losas son muy resistentes frente a los sismos ya que estas están incorporadas con vigas banda o embebidas para mejorar su comportamiento frente a los terremotos, estas pueden ser útiles para edificios de hasta 4 plantas, con luces y cargas pequeñas y medianas.
En este tipo de losa parte del concreto se reemplaza por otros materiales como cajones de madera, guadua y principalmente cuando se trata de viviendas de uno y dos pisos se reemplaza por ladrillos o bloques. De esta forma se disminuye el peso de la losa y se pueden cubrir mayores luces de manera mas económica.
En este sistema, la losa tiene cuatro componentes: una torta inferior que se coloca sobre las tablas de la formaleta; los bloques o elementos aligerantes; la torta o plaqueta superior con refuerzo nominal y las viguetas en concreto reforzado.
-La torta inferior es un mortero con dosificación de 1:3 de 2 cm de espesor que permite cubrir el aligeramiento y el refuerzo principal de la losa o elementos aligerantes. - Los bloques o elementos aligerantes se colocan de tal manera que formen las cavidades de las viguetas con separaciones entre si, entre 50 y 70 cm (promedio de 60 cm).- La plaqueta superior es un concreto fundido monolítico con el sistema de piso , con 5.0 cm de espesor y debe tener un refuerzo de 1 varilla de ¼ de pulgada (numero 2) cada 30 cm en las dos direcciones.
Las viguetas contienen el refuerzo principal. El ancho medio de viguetas es de 8 cm. Su altura se calcula según la luz (espacio a cubrir).
El refuerzo superior e inferior se distribuye como se muestra.Todo el refuerzo a utilizar debe ser corrugado con fy = 420 Mpa = 4200 kg/cm² excepto las barras para los estribos No. 2 que tienen fy = 240 Mpa = 2400 kg/cm².
La Vigueta
Es el componente principal del sistema prefabricado de losas aligeradas Concreto, ya que es el elemento estructural responsable de la resistencia de la losa.
La Vigueta de Acero de Alta Resistencia
Es el componente principal de las viguetas prefabricadas, la armadura esta hecha de varillas de acero corrugado, 2 inferiores y 1 superior unidos por otro hilo trefilado en frío. Este acero tiene una resistencia a la rotura de 5,600 kg/cm2 y un límite de fluencia de 5,000 kg/cm2. Los 4 hilos de acero pasan por una máquina totalmente automatizada que les aplica una soldadura eléctrica especial que termina por unirlas en la configuración que se muestra en el detalle.
El Patín de Concreto
Sus funciones principales son: 1) contener y mantener todo el acero positivo requerido en buenas condiciones y en la posición adecuada hasta su ensamble en la obra, 2) servir de soporte para la bovedilla con lo cual se elimina el uso del encofrado de contacto.
La alta resistencia del concreto en el patín (280 Kg/cm2), y el que se encuentre curado con al menos 7 días de anticipación permite desencofrar en menos tiempo y con ello un avance mas rápido de la obra.
La Bovedilla
Es el elemento aligerante de la losa y puede ser de varios materiales, los mismos que difieren en las prestaciones que brindan a la construcción. Tienen una forma especial que permiten, al apoyarse sobre el patín de concreto, eliminar totalmente la necesidad del encofrado de contacto:
Bovedilla de Poliestireno
Reduce significativamente el peso de la losa, lo que permite a su vez reducir el requerimiento de fierro en los elementos verticales.El trabajo en obra con este elemento requiere, sobretodo inicialmente una fuerte supervisión para que se cumplan las normas de seguridad mínimas que indican que los elementos de albañilería en general no deben usarse como zona de transito.
EJEMPLOS DE
PLANOS
