Conceptos Concreto Armado

CONCRETO ARMADO
Maria Eugenia Belizario Pelinco

Pelinco;;
Ing.. Civil
Ing
Universidad Jose Carlos Mariategui - sede Puno
CONTENIDO TEMTICO
CAPITULO I
Adherencia y anclaje.
CAPITULO II
flexin.
CAPITULO III
Diseo de losas.
CAPITULO IV
Diseo de escaleras.
CAPITULO V
Diseo de vigas T y vigas doblemente armadas.
CAPITULO VI
Diseo de vigas por corte.
CAPITULO VII
Diseo de columnas.
DISEO EN CONCRETO ARMADO
Diseo en Concreto Armado
CONCRETO:
El concreto es un material de alta resistencia, con caractersticas similares a
la piedra. Por su dureza.
A diferencia de ellas es que el concreto puede ser manejado antes de su
endurecimiento a la forma que deseamos manejarlo. Cabe resaltar entonces
que su principal virtud es la resistencia a los esfuerzos de compresin, la
que alcanza a los 28 das de fraguado. Mecnica de los cuerpos rgidos.
Concreto Simple (CS)

El concreto simple es la mezcla de agregados {agregado fino y agregado
grueso}, cemento, agua y en casos muy excepcionales aditivos.
H2O + A.F. + A.G. + C+ Aditivos.
Concreto ciclpeo (CC)
El concreto ciclpeo, e la mezcla de concreto simple mas un cierto
porcentaje de piedra graduada {mediana o grande}.
Concreto armado (CA)
Es la mezcla de cemento, agua, agregado fino, agregado grueso, acero de
refuerzo y en algunos casos aditivos.
PROPIEDADES MECANICAS DEL CONCRETO

Las propiedades mecnicas del concreto ya endurecido pueden clasificarse en dos:
Propiedades instantneas o de corta duracin; que serian resistencia en compresin, tensin y corte.
Propiedades de larga duracin; rigidez media por el modulo de elasticidad. Las propiedades se
pueden definir en trminos de flujo plstico y contraccin.
RESISTENCIA A LA COMPRESIN
Las resistencias del concreto pueden llegar a obtenerse dependiendo del tipo de mezcla, las
propiedades del agregado y el tiempo y la calidad del curado. Esta resistencia a la compresin del
concreto se determina mediante ensayos estndares que se rigen en las normas Peruanas del
concreto armado como el e-60, las normas del ACI.
A continuacin indicamos la resistencia del concreto y su uso:

fc = 140 kg/cm a fc = 175 kg/cm (CC) se utiliza en element os de arriostre y de confinamiento.
fc = 210 kg/cm a fc = 280 kg/cm en elementos de mediana resistencia columnas, vigas, etc.
fc = 350 kg/cm a fc = 420 kg /cm son los concretos pre esforzados y se usa en elementos a
alta resistencia.
RESISTENCIA DEL CONCRETO

La resistencia a la compresin del concreto normalmente se cuantifica a los 28 das
fabricado el concreto, aunque en estructuras especiales como tneles y presas, o cuando
emplean cementos especiales, pueden especificarse tiempos menores o mayores a esos
das. En tneles es bastante frecuente utilizar la resistencia a los 7 das o menos, mientras
presas se suele utilizar como referencia la resistencia a los 56 das o ms.
de
se
28
en
La resistencia del hormign se determina en muestras cilndricas estandarizadas de 15 cm de

dimetro y 30 cm de altura, llevadas hasta la rotura mediante cargas incrementales
relativamente rpidas.
La resistencia a la compresin de hormigones normales (210 - 280 Kg/cm2) y de mediana
resistencia (350-420 Kg/cm2) est dominada por la relacin agua/cemento (a menor relacin
agua/cemento mayor resistencia) y por el nivel de compactacin (a mayor compactacin mayor
resistencia), pero tambin son factores importantes la cantidad de cemento (a mayor cantidad
de cemento mayor resistencia) y la granulometra de los agregados (mejores granulometras
dan lugar a mayores resistencias).
TRABAJABILIDAD DEL HORMIGON FRESCO:

Trabajabilidad es la facilidad que presenta el hormign fresco para ser colocado y vibrado en
cualquier molde.
Los hormigones con baja trabajabilidad presentan problemas de mezclado y problemas de
compactacin dentro de los moldes, lo que puede redundar en una disminucin de la resistencia. La
trabajabilidad del hormign se suele categorizar en funcin del asentamiento del cono de Abrams o
de la medicin de la dispersin diametral en la mesa de flujo.
Para mejorar la trabajabilidad de un hormign, se puede aadir agua con la consiguiente

disminucin de resistencia, o se pueden incluir aditivos plastificantes que no disminuirn su
resistencia final.
VELOCIDAD DE FRAGUADO:
Las caractersticas propias de la estructura que se desea fundar pueden dar lugar a la necesidad de
acelerar o retardar el fraguado del hormign, para lo cual pueden utilizarse cementos especiales
(muy poco utilizados en nuestro pas) o aditivos acelerantes y retardantes.
Modulo de elasticidad
El modulo de elasticidad o Young, se aplica nicamente a la tangente de la curva, y es definida como
el modulo tangente inicial y es tambin posible construir un modulo tangente en cualquier punto de
la curva, el modulo secante de elasticidad del concreto se determina como la pendiente de la lnea
recta que une al origen con un esfuerzo dado.
Las deformaciones que ocurren durante la carga pueden considerarse bsicamente elsticas y que
cualquier deformacin posterior debida a la carga se considera flujo plstico.
Segn las normas peruanas de CA en las designaciones e-60 s ugiere lo siguiente para determinar
el modulo de elasticidad del concreto.
Ec = 15000 c
El ACI propone lo siguiente para el modulo de elasticidad.
Ec = 0.14 w^1.5 c
Donde
Ec = Modulo de elasticidad del concreto.
W = Peso unitario del concreto en Kg/m, esta expresin tiene que estar entre los
siguientes parmetros. 1440 y 2480 kg/m.
c = Resistencia a la compresin del concreto.(kg/cm)
Acero de refuerzo
Son de seccin circular, presentan corrugaciones en su superficie cuya finalidad
de las corrugaciones es favorecer la adherencia entre el concreto y las varillas.
varillas.
Estas corrugaciones a su vez deben de satisfacer requisitos mnimos para ser
tomados en el diseo, existen tres calidades distintas de aceros corrugados que
son los siguientes
siguientes.. Los aceros mas comunes fabricados en nuestro medio son:
son:
Nota: los aceros # 7, # 9, # 10, # 14, #

18; no existen en nuestro mercado
nacional.
Barra Diametro
# Pulg. Cms
3 3/8 0.95
4 1/2 1.27
5 5/8 1.59
6 3/4 1.91
7 7/8 2.22
8
1 2.54
9 1 1/8 2.86
10 1 1/4 3.18
11 1 3/8 3.49
12 1 1/2 3.81
Peso
kg/m
0.559
0.993
1.552
2.235
3.042
3.973
5.028
6.207
7.511
8.938
Area
cm2
0.71
1.27
1.98
2.85
3.88
5.07
6.41
7.92
9.58
11.4
Perim
cm
2.99
3.99
4.99
5.98
6.98
7.98
8.98
9.97
10.97
11.97
RELACIN ESFUERZO DEFORMACIN DEL ACERO

Las curvas de esfuerzoesfuerzo-deformacin del acero del acero muestran una porcin
inicial elstica lineal, una plataforma de fluencia (es decir donde la deformacin
continua sin aumento del esfuerzo se le llama esfuerzo de fluencia).
fluencia). Una regin
de endurecimiento por deformacin y finalmente una zona donde el esfuerzo
decae hasta que ocurra la fractura.
fractura.
MODULO DE ELASTICIDAD
Esta dado por la pendiente de la porcin elstica lineal de la curva esfuerzoesfuerzodeformacin y generalmente se toma el siguiente valor.
valor. 210
10^
^6 kg/cm.
kg/cm.
OXIDACIN DEL ACERO

Libre de oxido durante su colocacin para no perjudicar la adherencia con el
concreto.. El oxido reduce la seccin transversal de las varillas afectando
concreto
directamente su capacidad resistente.
resistente. Durante el proceso constructivo debe
verificarse que esta disminucin no sea critica, si el refuerzo se oxida dentro del
concreto aumentara de volumen y el recubrimiento se desprender, con el
ingreso del oxigeno la relacin se llevara a cabo mas rpidamente y la armadura
terminara por corroerse totalmente
totalmente..
FATIGA DEL ACERO

Se presenta si el material es sometido a ciclos de carga y descarga siempre que
por lo menos uno de los limites de carga corresponda a una solicitacin de
traccin.. Existe un rango de variacin de esfuerzos bajo el cual se puede
traccin
someter indefinidamente al acero sin que pierda resistencia.
resistencia. Este es
independiente de su esfuerzo de fluencia.
fluencia. Para barras rectas bajo la
especificacin ASTM A-615,
615, es del orden de 1680 kg/cm si se presentan
dobleces o soldaduras en los puntos de mximo esfuerzo este valor se reduce
en un 50
50%
%.
ADHERENCIA Y ANCLAJE
El concreto absorbe los esfuerzos a la compresin y el acero los esfuerzos a traccin por lo
tanto es importante que exista la adherencia entre el concreto y el acero.
acero.
Existen tres mecanismos que permiten una buena adherencia.
adherencia.
Adherencia de naturaleza qumica entre el concreto y el acero.

acero.
Adherencia mecnica, debido al contacto entre las caras del acero y el concreto.
concreto.
Adherencia por el apoyo directo a las corrugaciones del acero de refuerzo sobre el
concreto..
concreto
En las zonas criticas para la adherencia donde se interrumpen el acero de refuerzo debido
a su longitud y para lograr una buena adherencia, ser necesario una cierta longitud de
refuerzo, capaz de desarrollar una fuerza resistente entre ambos materiales.
materiales.
A esta longitud necesaria para desarrollar una adherencia se le denomina longitud de
anclaje..
anclaje
En las normas actuales e-60
60,, ACI se realiza de acuerdo al dimetro de las varillas, calidad
de los materiales ubicacin y zona de empalme.
empalme. para la longitud de empalme o anclaje.
anclaje.
dimetro de la barra
calidad de los materiales
materiales..
Ubicacin y zonas de empalme.
empalme.
RECUBRIMIENTOS
RECUBRIMIENTOS Y ESPACIAMIENTOS MNIMOS

El concreto es un material poroso, por lo tanto se debe de proteger con un cierto
recubrimiento al acero de refuerzo ya que puede ser atacado por algunos agentes
perjudiciales, y tambin una proteccin adecuada contra el fuego, la corrosin, la
abrasin, etc
etc.. Sin embargo los recubrimientos no deben de ser demasiado gruesos ya
que pueden ocasionar fallas en el concreto especficamente fisuras por falta de
refuerzos..
refuerzos
As mismo los refuerzos deben de estar bien espaciados entre ellas, ya que la
conglomeracin de los refuerzos puede provocar cangrejeras en el concreto y otras
fallas..
fallas
Muros de contencin o muros de stano :
Recubrimientos mnimos
Zapatas aisladas :
Losa Aligerada y Losa Maciza :
Viga Peraltada y Vigas chatas :
Recubrimientos mnimos libres a estribos
Columnas :
Columnas y/o vigas de confinamiento:
ESPACIAMIENTOS
Armadura en vigas :
Espaciamiento mnimos en vigas
Armadura en columnas :
Espaciamiento mnimos en columnas
Armadura en losas macizas y muros :
Espaciamiento mximo en losas
Paquete de Barras :
Espaciamiento en paquetes de barras
GANCHOS
Los dimetros mnimos de doblado de las

barras de refuerzo tienen que ver con :
Capacidad (ductilidad) del acero
doblarse sin romperse o rajarse.
Prevenir el aplastamiento del concreto

dentro del doblez.
Ganchos :
En barras longitudinales
En estribos y amarras
Dimetros mnimos de doblez
Ganchos :
Ganchos en estribos :
PERALTE EN FLEXION
DETALLES DE REFUERZO-PERALTE (d)
El peralte efectivo (d) se define como la

distancia desde la fibra extrema en
compresin de la seccin hasta el
centroide de la armadura en traccin.
El peralte efectivo (d) se usa en muchas
formulas para el anlisis y diseo.
En vigas con acero en una capa :
d =h-6 (cm)
d =6 cm
En losa aligerada :
d =h-3 (cm)
d =3 cm
En losa maciza :
d =h-3 (cm)
ESTRIBOS
ESTRIBOS
Los estribos en concreto armado,

cumplen doble funcin, sirven para
confinar el concreto (funcin de
confinamiento) y para controlar el
agrietamiento por cortante .
ESTRIBOS
Olive View 1971
Estribos abiertos :
solo se permiten nicamente en elementos

sin responsabilidad ssmica ya que no sirven
para confinar
Estribos cerrados :
son obligatorios para elementos sometidos

a torsin o que tengan responsabilidad
ssmica.
Estribos mltiples :
Estribo mal colocado :
COLUMNAS
DETALLES DE REFUERZO-COLUMNAS
Cada barra de esquina debe tener apoyo

lateral proporcionado por el doblez de un
estribo con un ngulo comprendido
menor o igual a 135.
Refuerzo mnimo para diferentes secciones :
Disposicin del refuerzo longitudinal :
Disposiciones de la Norma relacionadas con

la colocacin del refuerzo en columnas
En cuantas elevadas :
..suele ser conveniente agrupar el refuerzo

en paquetes de barras
Estribos en columnas :
..restringen el pandeo
verticales en compresin
de
las
barras
Estribos en columnas :
EMPALMES
DETALLES DE REFUERZO-EMPALMES
Existen diferentes tipos de empalmes y

dentro de ellos la Norma reconoce los
empalmes por traslape, soldadura y a
tope con fijador mecnico.
Empalmes en vigas :
Empalmes en columnas :
Empalmes en muros y placas :
VARIOS
Detalle de refuerzo en zapatas
Detalle de refuerzo en zapatas
Cambio de seccin en columnas
Anclaje de refuerzos

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Diseo de vigas por corte.

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Diseo en Concreto Armado

Concreto Simple (CS)

PROPIEDADES MECANICAS DEL CONCRETO

A continuacin indicamos la resistencia del concreto y su uso:

RESISTENCIA DEL CONCRETO

La resistencia del hormign se determina en muestras cilndricas estandarizadas de 15 cm de

TRABAJABILIDAD DEL HORMIGON FRESCO:

Para mejorar la trabajabilidad de un hormign, se puede aadir agua con la consiguiente

Nota: los aceros # 7, # 9, # 10, # 14, #

RELACIN ESFUERZO DEFORMACIN DEL ACERO

OXIDACIN DEL ACERO

FATIGA DEL ACERO

Adherencia de naturaleza qumica entre el concreto y el acero.

RECUBRIMIENTOS Y ESPACIAMIENTOS MNIMOS

Muros de contencin o muros de stano :

Losa Aligerada y Losa Maciza :

Viga Peraltada y Vigas chatas :

Recubrimientos mnimos libres a estribos

Recubrimientos mnimos libres a estribos

Columnas y/o vigas de confinamiento:

Recubrimientos mnimos libres a estribos

Espaciamiento mnimos en vigas

Espaciamiento mnimos en columnas

Armadura en losas macizas y muros :

Espaciamiento mximo en losas

Espaciamiento en paquetes de barras

Los dimetros mnimos de doblado de las

Prevenir el aplastamiento del concreto

Dimetros mnimos de doblez

Dimetros mnimos de doblez

Dimetros mnimos de doblez

DETALLES DE REFUERZO-PERALTE (d)

El peralte efectivo (d) se define como la

DETALLES DE REFUERZO-PERALTE (d)

En vigas con acero en una capa :

DETALLES DE REFUERZO-PERALTE (d)

DETALLES DE REFUERZO-PERALTE (d)

Los estribos en concreto armado,

Olive View 1971

solo se permiten nicamente en elementos

son obligatorios para elementos sometidos

Estribo mal colocado :

Cada barra de esquina debe tener apoyo

Refuerzo mnimo para diferentes secciones :

Disposicin del refuerzo longitudinal :

Disposiciones de la Norma relacionadas con

..suele ser conveniente agrupar el refuerzo

Existen diferentes tipos de empalmes y

Empalmes en muros y placas :