UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN

ANTONIO ABAD DE CUSCO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

curso

CONCRETO ARMADO I

Criterios de Estructuracin y

Conceptos Generales Del Diseo

Estructural en Concreto Reforzado

Competencia:

DISEA ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE CONCRETO REFORZADO, PARA CONSTRUIR

ESTRUCTURAS EFICIENTES, SEGURAS Y ECONMICAS

Capacidades

1. Conoce las caractersticas accin respuesta de estructurasde concreto reforzado .

2. Conoce las propiedades mecnicas del concreto y aceroque componen una estructura de concreto reforzado .

3. Evala el control de calidad de las estructuras de concretoreforzado, aplicando la normatividad vigente .

4. Conoce el comportamiento estructural de elementos deconcreto reforzado, ante carga axial, flexin, corte ytorsin .

1. Conoce los conceptos y las tcnicas de clculo de laadherencia y anclaje del acero en estructuras deconcreto reforzado .

2. Conoce los conceptos y las tcnicas de clculo de lasdeflexiones y agrietamientos en estructuras deconcreto reforzado .

3. Dimensiona vigas, columnas, losas en una direccin ylosas planas de concreto reforzado, con criterio deseguridad y economa .

4. Desarrolla el detallado de elementos estructurales deconcreto reforzado con criterio constructivo .

Capacidades

ESTRUCTURAS DE

LAS

CONSTRUCCIONESDefinicin.

La estructura de las construcciones esta compuesta por los elementos destinados a soportar

las acciones o cargas que actan directa o indirectamente sobre la edificacin, cumpliendo con los requisitos factibilidad, economa, optimizacin e

integracin.

REQUISITOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA

FACTIBILIDAD.

Las estructuras son reales , por tanto ellas deben usar materiales y productos disponibles, que puedan manejar los

trabajadores de la construccin y las empresas de produccin.

se puede construir no es razn para que se deba

ECONOMIA.

La estructura no debe ser costosa, debe existir una correspondencia con respecto a los otros costos de una

construccin.

Si bien la estructura es vital generalmente no representa el monto mayor de una construccin a excepcin de una

construccin llamativa.

OPTIMIZACION.

La estructura debe ser planteada buscando un punto intermedio entre los deseos de seguridad, amplitud de

espacios, calidad de acabados y la factibilidad prctica y econmica.

La mejor solucin debe elegirse en funcin de la prioridad del diseo, donde el costo en la mayora de las veces esta

primero.

INTEGRACION.

Un buen diseo estructural requiere la integracin de la estructura en la totalidad del sistema fsico de la construccin.

Existe una marcada influencia de las decisiones de carcter estructural sobre la arquitectura, las instalaciones, el procedimiento constructivo y el mantenimiento de las

edificaciones.

FUNCIONES ESTRUCTURALES

en edificaciones

LAS FUNCIONES DE LA ESTRUCTURA EN EDIFICACIONES ESTAN DIRECTAMENTE RELACIONADAS CON LA

ARQUITECTURA DEL PROYECTO

Las exigencias del planteamiento arquitectnico implican tres aspectos se manera individual o combinados entre s:

-Necesidad de proteccin y espacios cerrados.

-Necesidad de definicin de espacios interiores, subdivisin y separacin.

-Necesidad de espacio interior libre.

Necesidad de proteccin y espacios cerrados.

Normalmente las superficies exteriores de una edificacinforman una barrera entre interior y exterior con muchosrequisitos a cumplir, como seguridad, ambientacin, acceso,humedad, esttica y otros .

La estructura debe cumplir con proporcionar el soportenecesario para el recubrimiento de la edificacin ; en otroscasos es la propia estructura que proporciona directamente lacobertura del espacio cerrado .

-Necesidad de definicin de espacios interiores, subdivisin y

separacin.

La mayora de edificaciones tienen divisin de espacios interiores con ambientes separados y niveles separados.

Los elementos estructurales utilizados para generar el interior se deben relacionar con los requerimientos individuales y con las necesidades de separacin.

Estas dos funciones generan restricciones de forma, de tratamiento de superficies, instalaciones de diversa ndole,

existiendo la mayor dificultad cuando el uso de la edificacin es diverso

Necesidad de espacio interior libre.

El desarrollo de actividades en lugares cerrados crea la necesidad de producir espacios interiores libres; estos pueden ser muy pequeos o

muy grandes

Para la generacin de espacios libres es necesaria la funcin estructural bsica de cobertura de luces, la magnitud del problema de la cobertura se determina por la carga y la luz a cubrir, a medida que

aumenta la luz se incrementa rpidamente el esfuerzo requerido por la estructura y se reducen las opciones para el sistema estructural

DISEO ESTRUCTURAS DE EDIFICACIONES EN

CONCRETO REFORZADO

Es un procedimiento por el cual se plantea la estructura de una edificacin basada en la

concepcin arquitectnica, empleando como material estructural el Concreto Reforzado

Concreto Reforzado:

Material estructural compuesto por concreto y acero

Se utiliza desde 1835 en algunas aplicaciones, se atribuye a J. Monier (francs) 1867 el creador del concreto reforzado; en el

Per se emplea a partir de 1850, en la regin Cusco, desde hace aproximadamente 110 aos, siendo el mejor ejemplo de

ello el Mercado de San Pedro.

VENTAJAS

Es durable, vida til extensa prcticamente sin mantenimiento

Gran resistencia a la compresin.

Resistente al agua - ms an con aditivos.

Medianamente resistente al fuego.

Puede adoptar cualquier forma.

No requiere mano de obra especializada.

Es econmico, fcil de conseguir en la mayora de los casos.

Su gran masa y rigidez contribuyen a reducir la vibraciones

DESVENTAJAS

Poca resistencia a la traccin, requiere del acero para suplir esta falta.

Requiere encofrado, incrementa el costo y tiempo de espera para el uso.

La relacin resistencia peso propio es desventajosa para grandes luces.

La formacin de grietas en los diversos elementos estructurales es inevitable, no es impermeable.

Presenta deformaciones en el tiempo, se traducen en agrietamientos, e incremento de las deflexiones.

El mtodo permite determinar el factor de seguridad del elemento estructural.

Esto es posible mediante dos procedimientos:

Amplificacin de las Cargas de Servicio.

Reduccin de la resistencia terica del elemento estructural.

Debiendo comprobarse adems, que lasdeformaciones de los elementos bajo lascargas de servicio se encuentren limitadas, esdecir no se presenten deformacionesexcesivas ni agrietamientos crticos .

Las cargas de servicio o carga ltimade diseo, es la suma de las diversas cargasque actan sobre una estructura de concreto,a lo largo de su vida til, afectadas por unfactor de amplificacin, este factor pretendemostrar la probabilidad que la carga ltimasea superada en la realidad .

Las combinaciones de carga, consideran laprobabilidad de ocurrencia de uno u otro tipode carga actuante de manera simultanea .

En el diseo de estructuras de concreto seevala cada combinacin de carga y seutilizan las solicitaciones ms crticas(envolvente) .

La reduccin de la resistencia tericade diseo, se debe a la diferencia que existeentre el valor de resistencia estimadotericamente y la realidad, esto se debe avarios factores, siendo la naturaleza delconcreto (material compuesto) y el procesoconstructivo los ms importantes .

Los factores de reduccin se empleantambin para incrementar el factor deseguridad de ciertos elementos estructurales,por el tipo de falla que tienen o laimportancia dentro de toda la estructura .

EXPRESION DEL METODO DE DISEO

La expresin que resume el mtodo dediseo de estructuras de concretoreforzado est dada por :

Rn >= Ru

En todas la secciones de un elemento estructural, las resistencias de diseo ( Rn)

deben ser mayores o iguales a las resistencias requeridas (Ru)

REQUISITOS GENERALES DE RESISTENCIA

La resistencia requerida para cargas muertas (CM) y cargas vivas(CV) ser como mnimo :

U = 1,4 CM + 1,7 CVAdems :Si en el diseo se tuvieran que considerar cargas de viento (CVi), laresistencia requerida ser como mnimo :

U = 1,25 ( CM + CV + CVi )U = 0,9 CM + 1,25 Cvi

Si en el diseo se tuvieran que considerar cargas de sismo (CS), laresistencia requerida ser como mnimo :

U = 1,25 (CM + CV) + CS U = 0,9 CM + CS

No ser necesario considerar acciones de sismo y de vientosimultneamente .

Si fuera necesario incluir en el diseo el efecto del peso y empujelateral de los suelos (CE), la presin ejercida por el agua contenidaen el suelo o la presin y peso ejercidos por otros materiales, laresistencia requerida ser como mnimo :

U = 1,4 CM + 1,7 CV + 1,7 CE

En el caso en que la carga muerta o la carga viva reduzcan el efectodel empuje lateral, se usar :

U = 0,9 CM + 1,7 CE

Si fuera necesario incluir en el diseo el efecto de cargas debidas apeso y presin de lquidos (CL) con densidades bien definidas yalturas mximas controladas, la resistencia requerida ser comomnimo :

U = 1,4 CM + 1,7 CV + 1,4 CL

Si fuera necesario incluir en el diseo el efecto de cargas deimpacto, stas debern incluirse en la carga viva (CV) . restringidadel concreto, expansin de concretos con retraccin

Si fuera necesario incluir en el diseo el efecto de las cargas denieve o granizo, stas debern considerarse como cargas vivas(CV) .

Si fuera necesario incluir los efectos (CT) de los asentamientosdiferenciales, flujo plstico del concreto, retraccin compensadao cambios de temperatura, la resistencia requerida ser comomnimo :

U = 1,05 CM + 1,25 CV + 1,05 CT U = 1,4 CM + 1,4 CT

Las estimaciones de los asentamientos diferenciales, flujo plstico del concreto, retraccin restringida, la expansin de concretos de retraccin compensada o cambios de temperatura deben basarse en una determinacin realista de tales efectos durante la vida til de la estructura.

Para el diseo de zonas de anclaje de tendones de postensado,se aplicar un factor de carga de 1,2 a la fuerza mximaaplicada por el gato .

RESISTENCIA DE DISEO

Las resistencias de diseo ( Rn) proporcionada por un elemento,sus conexiones con otros elementos, as como sus seccionestransversales, en trminos de flexin, carga axial, cortante ytorsin, deben tomarse como la resistencia nominal calculada deacuerdo con los requisitos y suposiciones de esta Norma,

multiplicada por los factores de reduccin de resistencia

especificados a continuacin .

Flexin sin carga axial 0,90

Carga axial y carga axial con flexin:(a) Carga axial de traccin con o sin flexin 0,90(b) Carga axial de compresin con o sin flexin:

- Elementos con refuerzo en espiral 0,75- Otros elementos 0,70

Para elementos en flexo compresin puede incrementarselinealmente hasta 0 ,90 en la medida que Pn disminuye desde0,1 Ag Pb, el que sea menor, hasta cero .

Cortante y torsin 0,85

Aplastamiento en el concreto(excepto para las zonas de anclajes de postensado) 0,70

Zonas de anclaje de postensado 0,85

Las secciones en flexin en los elementos pretensados donde la longitud embebida del torn ( strand ) es menor que la longitud de desarrollo

(a) Desde el extremo del elemento hasta el extremo de la longitud de transferencia 0,75

(b) Desde el extremo de la longitud de transferencia hasta el extremo de la longitud de desarrollo, puede incrementarse linealmente desde 0,75 hasta 0,9

Donde la adherencia del torn no se extiende hasta elextremo del elemento, se debe asumir que el embebido deltorn se inicia en el extremo de la longitud no adherida

Las longitudes de desarrollo (segn norma) no requieren de un factor .

Segn norma de concreto estructural simple, debe ser

0,65 para flexin.

compresincortante y aplastamiento.

PROCEDIMIENTO

DE DISEO

EL PROYECTO DE ARQUITECTURA

El desarrollo del proyecto de estructuras enedificaciones esta basado en un proyecto deArquitectura, este proyecto debe contener lasiguiente informacin bsica :

- Las plantas de distribucin .

- La planta de techos .

- Los planos de corte .

- Las elevaciones .

- Los detalles constructivos

- El plano de ubicacin y el catastralincluyendo el entorno .

TIPOS DE PROYECTOS DE ARQUITECTURA

Existe un enorme variedad de proyectos dearquitectura, depende del uso al cual estdestinado, al monto de inversin asignado, alproceso constructivo involucrado, a la formalidad einformalidad del propietario, y muchos otrosaspectos .

Desde el punto de vista estructural los podemosclasificar en cinco categoras (segn norma sismo -resistente las primeras y por su calidad depatrimonial) .

Edificaciones Esenciales - Tipo A

Hospitales, estaciones de bomberos y polica,centros educativos, almacenes que contenganproductos txicos o peligrosos .

Edificaciones Importantes - Tipo B

Teatros, estadios, centros comerciales,museos, bibliotecas, centros de cmputo,almacenes de productos bsicos .

Edificaciones Comunes - Tipo C

Viviendas, oficinas, hoteles, restaurantes,edificaciones industriales de riesgo leve .

Edificaciones menores Tipo D

Viviendas temporales menores, almacenestemporales, cercos bajos .

Monumentos Histricos .

Edificaciones que forman parte delPatrimonio Cultural de la Nacin, declaradaso no declaradas .