Obra De Concreto Armado 431c5x

OBRAS DE CONCRETO ARMADO CONCRETO ARMADO El concreto simple, sin refuerzo, es resistente a la compresión, pero débil a la tensión, lo que limita su aplicabilidad como material estructural. Para residir tenciones, se emplea refuerzo de acero, generalmente en forma de barras, colocando en las zonas donde se prevé que se desarrollan tenciones bajo las acciones de servicio. El acero restringe el desarrollo de las grietas originadas por la poca resistencia a la tensión del concreto. El uso del refuerzo no eta limitado a la finalidad anterior, también se emplea en zonas de compresión para aumentar la resistencia del elemento reforzado, para reducir las deformaciones debidas a cargas de larga duración y para proporcionar confinamiento lateral al concreto, lo que indirectamente aumenta su resistencia a la compresión. La combinación del concreto simple con refuerzo constituye lo que se llama concreto armado.

CIMENTACIONES DE CONCRETO ARMADO Las cimentaciones son elementos estructurales que tienen como función transmitir las cargas y momentos de una edificación hacia el suelo, de tal manera que la presión transmitida sea menor a la que el suelo pueda resistir. Entonces el diseño de cimientos de concreto armado se aplica en cimientos en dónde no sólo basta usar el concreto ciclópeo y el terreno no tiene la suficiente capacidad portante. Esto significa que debemos transmitir un área en planta para transmitir una presión aceptable para el suelo. Cuando los estratos del suelo son adecuados, las cimentaciones reciben el nombre de cimentaciones superficiales. Esto significa que el fondo de cimentación estará a una profundidad por debajo del nivel del piso, relativamente pequeña; se suele trabajar con profundidades de 1, 1.5, 2, 3m de profundidad, dependiendo del nivel del estrato resistente elegido. Cuando los terrenos superiores son muy malos y se requiere una profundidad importante, se usa una zapata superficial apoyada sobre columnas enterradas, que reciben el nombre de pilotes; los pilotes pueden ser de concreto, acero o madera y dentro de los romeros puede tenerse de concreto armado.

TIPOS DE CIMENTACIONES CIMENTACIONES SUPERFICIALES Comúnmente usadas en la mayoría de las edificaciones: -

Zapatas aisladas Zapatas conectadas Zapatas combinadas Cimientos corridos Lozas y plateas de cimentación

CIMENTACIONES PROFUNDAS Las más comunes son: -

Zapatas aisladas Zapatas combinadas Zapatas conectadas

ZAPATAS COMBINADAS Cuando dos columnas son cercanas y las zapatas aisladas que se quisieron diseñar se superponen, se recurre a considerar una sola zapata para las dos columnas, recibiendo está el nombre de “zapata combinada”. Si se tuvieran más de dos columnas dispuestas en una dirección y se debe considerar una sola zapata para toda la fila de columnas, también se tendría una sola zapata combinada. El comportamiento de la zapata combinada es similar al de la viga apoyada en dos o más columnas, con dos volados en los extremos y que reciben una presión uniformemente distribuida o variable. La zapata debe de ser rígida, para poder considera que la presión es uniforme o que varía en forma lineal (trapecio o triangulo).

ZAPATAS COMBINADAS CON VIGA RÍGIDA Algunos diseñadores usan zapatas combinadas que incluyen una viga rígida uniendo las columnas. Esta viga cambia el comportamiento de las zapatas, pues ahora se comporta como una loza que se apoya en la viga y vuelva hacia los dos lados de la viga. En la dirección longitudinal algunos prolongan la viga hacia lo volados.

ZAPATA CONECTADAS Cuando una columna está ubicada en un límite de propiedad requiere de una zapata excéntrica; bajo las hipótesis del análisis clásico, tiene presione muy elevadas en la zona cerca a la cara externa producto de la distribución triangular de presiones que se produce al considerar la excentricidad de la carga actuante. Con el fin contrarrestar el efecto de la carga excéntricamente se recurre a reunir esta zapata con otra interior mediante una viga rígida, recibiendo el conjunto de zapatas conectadas. Otra posible solución al problema es considerar una zapata combinada que una la columna exterior con la interior. La función de la viga que conecta la zapata exterior excéntrica y la zapata interior, es tomar el momento resistente en la zapata exterior impidiendo el giro de ésta, de tal modo de poder considerar una distribución uniforme en las presiones del terreno. La viga que conecta la zapata exterior con una interior t toma el momento generado por la excentricidad de la carga existente en la zapata exterior. De esta forma la zapata exterior transmite al suelo una presión uniforme, producida solamente por la resultante de carga actuante, sin excentricidad. El sistema formado por ambas zapatas y la viga, es equivalente al de un “subí‐baja”, donde es importante que la columna interior tenga una carga mayor a la que la viga produce en sentido contrario (Al tener que tomar el momento de la zapata exterior), de tal modo que el sistema se mantenga en equilibrio.

Se usan cuando la distancia entre las columnas exterior e interior es mayor o igual a 5 metros, porque es más dinámico y económico que las zapatas combinadas.

CIMIENTOS CORRIDOS Se denomina cimiento corrido a la cimentación superficial vaciada en forma continua para recibir un muro, generalmente de albañilería. Los cimientos corridos se usan en edificaciones de albañilería (viviendas o edificios multifamiliares de muros “portantes”) para servir como cimentación a los muros de albañilería, y también en edificaciones de concreto armado para recibir a tabiques de albañilería y/o muros de concreto. Dado que generalmente tienen un ancho reducido (debido a la pequeña carga transmitida), las necesidades por cortante y/o flexión son mínimas, lo cual motiva que se hagan de un concreto de baja resistencia y sin refuerzo de acero (Concreto Ciclópeo). Sin embargo la denominación de cimentación corrida debe ser extensiva a un cimiento que pueda requerir de un concreto estructural (f’c de 175 o 210 kg/cm2) y un refuerzo de acero importante, según su ancho crezca hasta tener volados considerables. El dimensionamiento de un cimiento será similar al de una zapata aislada, trabajándose usualmente con una carga repartida por metro de longitud y con momentos nulos en la dirección transversal. Dado que el terreno de cimentación generalmente se encuentra a una profundidad de 1m, es usual considerar cimientos de 60 cm de altura, y sobre cimientos de 50 o 40 cm ubicados por encima del cimiento. Los sobre cimientos se continúan 10 o 20 cm sobre el nivel del piso terminado con el fin de proteger al ladrillo del muro del o directo con el terreno. Se pueden tener: -

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Cimiento corrido con concreto ciclópeo, cuando los volados son iguales o menores a la mitad de la altura del cimiento. Cimiento corrido con concreto simple, cuando los volados tienen esfuerzos de tracción debido a la flexión ocasionados por la presión del suelo, que son menores a los que el concreto simple pueda resistir. Cimiento corrido con concreto armado, cuando los volados son importantes y se requiere fierro por flexión (como las zapatas). Los muros de ladrillo o de concreto tienen momentos de sismo que son importantes en su base, en la dirección longitudinal de los muros. Debe verificarse que los cimientos puedan transmitir al suelo presiones menores a las resistentes del suelo, considerando la carga total actuante sobre un muro y el momento de sismo de ese muro. Generalmente los anchos del cimiento predimensionados solamente con el efecto de carga vertical, son insuficientes, por lo que se recurre a considerar los cimientos transversales, de tal manera de tener ya no zapatas rectangulares, sino en forma de H o C.

COLUMNAS Las columnas de hormigón armado, son las estructuras verticales que se encargan de transmitir esfuerzos y cargas de una edificación hacia la tierra, utilizando a las zapatas como estructuras intermediarias de apoyo para dicho evento El trabajo estructural de las columnas es parecido al de las piernas de un ser humano, que transmiten todo el peso y carga del cuerpo hacia los pies (zapatas), para poder disiparlos a la superficie en la que uno se encuentre parado. Las columnas de hormigón armado son elementos estructurales esbeltos que al 80% deben reacciona ante esfuerzos de compresión puros, sin embargo, se presentan en las mismas momentos de tracción, debido a que las vigas, decrecen en su longitud al desarrollar descensos en su punto neutro (flexión), logrando que las columnas curveen desde la parte central hacia arriba para no desvincularse con la losa.

La grafica muestra exageración en los diagramas estructurales, los cuales en realidad, tienen pocos milímetros de torsión, suficientes para que una estructura pueda colapsar por esfuerzos cortantes. El pandeo en la columna causa un alargamiento en la cara exterior de la misma, generándose momentos de tracción que fácilmente podrán quebrar su estructura, es por ello que se incluye acero de construcción al hormigón, para estabilizar el sistema, y en vez de que la columna los soporte, disiparlos a tierra por medio de la armadura. Como antes se mencionó, también existen esfuerzos causados por carga, que pueden causar aplastamientos y ensanchamientos laterales por fatiga, ejerciendo nuevamente momentos cortantes en los estiramientos de las caras, registrándose en esta eventualidad, dicho momento en las 2 secciones laterales, ya que la columna al resistir excesivos pesos, podría achicar y ensanchar su diseño inicial:

Incluir acero estructural al interior del hormigón lograra que los esfuerzos en este caso también sean disipados, pero se debe tomar en cuenta realizar un cálculo estructural con un profesional para cuantificar barras en el interior de las columnas y también el diámetro de las mismas. Dicho calculo también dará medidas a la columna en ancho y largo, ya que la altura de la misma se obtiene por el diseño de la arquitectura. De la dosificación utilizada para las columnas dependerá su resistencia a pesos o cargas que puedan colocarse sobre ella, utilizándose en la mayoría de los casos, compuestos medios tipo H-28 (280 kg cemento/m3) en proporciones consecutivas entre cemento, arena corriente y grava de 1:3:2, 1:2:2. Siendo la 1:3:2 utilizada con frecuencia para obtener mayor adherencia para evitar ensanchamiento al diseñar estructuras esbeltas. PROCEDIMIENTO PARA LA EJECUCIÓN: Una vez realizadas las zapatas, se procede a enlazar la arma maestra y estribos para columna totalmente armados, a las espigas que provienen de la fundación, previendo la unión de enlace de 30 centímetros de traslape mínimos entre los 2 elementos a doble amarre de alambre o en casos en que el cálculo lo mande. Se recomienda realizar el vaciado de zapatas y columnas de una sola vez ara enlaces monolíticos ya que hormigones de diferentes edades nunca se unen, pero se realiza en la minoría de los casos, por lo cual deberá picarse levemente la base menor de la zapata para tener mayor adherencia a la hora del vaciado. Inicial al proceso, se debe realizar el cajón de encofrado para las columnas, con madera de construcción y según el diseño morfológico, ancho, largo y alto, estipulado en los planos constructivos. Dicho encofrado se debe asegurar con tablas de madera alrededor de los laterales perfectamente entrelazadas y clavadas firmemente, para que el cajón no presente deformaciones a la hora de vaciado. La madera de construcción utilizada para el encofrado, debe ser revestida por su parte interior con un aditivo desmoldante, evitando que la mezcla se una a la madera y cause daños al momento de desencofrar, para posteriormente colocar el encofrado firmemente en la parte superior de la zapata y a linear su verticalidad a plomada. La armadura de acero que se sitúa en la parte interior del encofrado también deberá colocarse a plomada, utilizando espaciadores de hormigón simple (galletas), al interior para separar el acero del perímetro del cajón de madera. Una vez realizado el armado, se procede a apuntalar el encofrado hacia el terreno o cualquier superficie cercana, utilizando rollizos mayores a 2” de diámetro, de manera diagonal, para evitar que el encofrado pierda verticalidad, (lo cual podría dañar la resistencia de una columna). Se debe tomar en cuenta que no todos los encofrados son de madera, al existir encofrados metálicos, plásticos, o adheridos por componentes prefabricaos de hormigón. Una vez realizado el encofrado se procede a realizar la mezcla de hormigón y vaciarla de una sola vez en toda la cavidad del cofre, cuidando que la mezcla no tenga mucha agua, ya que el cemento al encontrarse totalmente diluido tiende a

bajar por el peso, presentándose una estructura débil en su parte superior, también evitándose merma de cemento por el escurrimiento de agua del cajón. Para lograr que la mezcla baje a la parte inferior del encofrado se sugiere utilizar equipos vibradores de manguera larga, evitando o del pico con la armadura para no perder adherencia. El método utilizado frecuentemente es el constante golpeteo con martillo o combo al encofrado, para lograr el descenso de la mezcla, sin embargo no es recomendado, ya que desalinea la verticalidad de la estructura, en la cual se pueden incrementar los momentos flectores por milímetros perdidos en su verticalidad. Una vez terminado el vaciado, se procede a realizar el desmoldado no antes de los 14 días de fraguado, ya que la estructura no tiene resistencia, y para someter la columna a esfuerzos se debe esperar 28 días, pudiendo utilizarse aditivos aceleradores de fraguado para reducir los tiempos . TIPO DE COLUMNA COLUMNA DE CONCRETO ARMADO: son estructuras producto de una combinación o mezcla de materiales con características diferentes como el concreto y el acero de refuerzo.(compuesta de acero y concreto)

El acero se coloca en la parte inferior ya que es la zona de traccion (donde se romperia).

ARMADURAS DE CONCRETO ARMADO (VERTICALES Y HORIZONTALES) Las armaduras que se disponen en el hormigón armado pueden clasificarse en principales y secundarias, debiendo distinguirse entre las primeras las armaduras longitudinales y las transversa les. Las armaduras longitudinales tienen por objeto, bien absorber los esfuerzos de tracción originados en los elementos sometidos a flexión o a tracción directa, o bien reforzar las zonas comprimidas del hormigón. Las armaduras transversales se disponen para absorber las tensiones de tracción originadas por los esfuerzos tangenciales (cortantes y tortores), para zunchar las zonas de hormigón comprimido y para asegurar la necesaria ligadura entre armaduras principales, de forma que se impida su pandeo y la formación de fisuras localizadas. En cuanto a las armaduras secundarias, son aquellas que se disponen, bien por razones meramente constructivas, bien para absorber esfuerzos no preponderantes, más o menos parásitos. Su trazado puede ser longitudinal o transversal, y se incluyen entre ellas: las armaduras de montaje, cuyo fin es facilitar la organización de las labores de ferrarla; las armaduras de piel, que se disponen en los paramentos de vigas de canto importante las armaduras para retracción y efectos térmicos, que se disponen en los forjados y losas en general; las armaduras de reparto, que se colocan bajo cargas concentradas y, en general, cuando interesa repartir una carga; etc. Además de su misión específica las armaduras secundarias ayudan a impedir una fisuración excesiva y contribuyen & buen atado de los elementos estructurales, facilitando que su trabajo real responda al Supuesto en el cálculo.

VIGAS DE CONCRETO Las vigas son elementos estructurales de concreto armado, diseñado para sostener cargas lineales, concentradas o uniformes, en una sola dirección. Una viga puede actuar como elemento primario en marcos rígidos de vigas y columnas, aunque también pueden utilizarse para sostener losas macizas o nervadas. La viga soporta cargas de compresión, que son absorbidas por el concreto, y las fuerzas de flexión son contrarrestadas por las varillas de acero corrugado, las vigas también soportan esfuerzos cortantes hacia los extremos por tanto es conveniente, reforzar los tercios de extremos de la viga. Para lograr que este elemento se dimensione cabe tener en cuenta la resistencia por flexión, una viga con mayor peralte (altura) es adecuada para soportar estas cargas, pero de acuerdo a la disposición del proyecto y su alto costo hacen que estas no son convenientes. Para lograr peraltes adecuados y no incrementar sus dimensiones, es conveniente incrementar el área del acero de refuerzo para compensar la resistencia a la flexión. Para el diseño de una viga se deberá considerar también para su dimensionamiento, los esfuerzos de corte, torsión, de control, de agrietamiento y deflexión. Gráficamente se puede observar una viga de acero:

Armado y colocación de los fierros en vigas Las vigas pueden ser de tres tipos: 1) de confinamiento, que son las que van encima de los muros; 2) peraltadas, cuyo espesor es mayor al de la losa de techo; y 3) chatas, cuyo espesor es igual al de la losa de techo. Luego de que las vigas han sido armadas, debemos verificar que los diámetros de las varillas utilizadas, sea como el espaciamiento de los estribos, están de acuerdo al plano de estructuras. También debemos revisar que las armaduras de cerro no choquen en ningún punto con sus encofrados. Se deben usar dados de concreto de diferentes medidas, según el tipo de viga: . Para las vigas que se apoyan sobre los muros, el recubrimiento de concreto debe tener 3 cm de espesor. . Cuando se trate de vigas peraltadas, este recubrimiento deberá ser de 4 cm. . Para las vigas chatas bastara con 2 cm.

Otro aspecto que se debe verificar es la ubicación y la longitud de los empalmes entre barras longitudinales. Otro aspecto que se debe velicar es la ubicación y la longitud de los empalmes entre barras longitudinales. Los empalmes de los perros que se encuentran en la parte superior de la viga deberán hacerse en la zona central. Mientras que los empalmes de los perros que se encuentran en la parte inferior, deberán hacerse cerca a los extremos.

En cuanto a la longitud de empalme, esta dependerá de los diámetros y de otros factores, por lo que debemos observar que se cumpla lo especiado en los planos.

LOSAS Las losas se consideran como uno de los elementos más delicados en la construcción de edificaciones, ya que una colocación incorrecta del acero de refuerzo puede llevar al colapso sin necesidad de que sobrevenga un sismo o alguna otra carga de tipo accidental. Cada paso que se realice durante el proceso constructivo será determinante en el futuro comportamiento de la losa, es por ello que se debe realizar las especificaciones técnicas que contempla la norma. Características que se desean en toda losa:     

Capacidad portante Solidez Capacidad de aislamiento acústico Capacidad de aislamiento térmico Resistencia a las sacudidas sísmicas

Bibliografía:   

Reglamento nacional de edificaciones Diseño de estructuras de concreto armado (Teodor.h.harmsen) Concreto Armado Gustavo Otto Fritz de la Orta

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Concreto reforzado: Edward G Nawy Perumalsamy N Balaguru EL CONCRETO ARMADO EN LAS ESTRUCTURAS : VICENTE AUTOR PEREZ ALAMA