Conceptos Clave en Ingeniería Civil

TIPS

¿Qué es un Momento Flector (o Flexor)?

El momento flector es el resultado del momento de la distribución de las tensiones en una sección respecto del eje perpendicular al eje longitudinal, sobre el cual generan esfuerzos de flexión o sobre una barra flexionada. Momento = Fuerza x distancia.

¿Qué es, para qué sirve y qué forma toma una Curva Granulométrica?

• Una curva granulométrica indica las cantidades y tamaños máximos y mínimos que tiene el hormigón en su dosificación. Explica qué porcentaje de partículas tiene que entrar en la composición y de qué tamaño debe obtener resultados certeros y seguros.
• Sirve para optimizar el consumo de cemento y que haya una óptima distribución de todos los agregados para que a la hora de hormigonar se cubran todos los espacios de forma adecuada, logrando una buena resistencia y durabilidad del hormigón.
• La curva tiene forma semilogarítmica.

¿Qué es la Resistencia Especificada f’c? ¿Cómo se Obtiene? ¿Relacionar el Valor Promedio de los Ensayos con la Forma de la Campana de Gauss Obtenida y el Nivel de Calidad del Control de Fabricación del Hormigón?

La resistencia especificada f’c (f= resistencia; c= compresión) es una característica propia del hormigón que nos permite corroborar que la resistencia del mismo sea la que buscamos para la estructura de nuestro proyecto, expresada en MPa. Ejemplo: H-20, H-30, etc. Corresponde a un valor nominal de resistencia a la rotura por compresión y puede averiguarse a través del ensayo de probetas. Se obtiene a través del ensayo de 32 probetas, en las que se busca el valor que supere el 95% de estas, siendo esta la resistencia especificada. Se realiza una curva con las resistencias de las 32 probetas y si esta es puntiaguda quiere decir que hay menos desviación, es decir, más control de calidad. Si es más plana hay desviación estándar, teniendo menos control.

• La resistencia especificada es la cual es superada por el 95% de las probetas luego de realizar los ensayos de tensiones tras comprimirlas. Se tiene en cuenta este número por una cuestión de reducir los márgenes de error y cubrirnos ante fallas de la estructura.
• Se obtiene tras almacenar en 32 probetas cilíndricas de metal a temperatura ambiente una cantidad de hormigón con su fecha de ingreso, hora y destino. Éstas deben estar 28 días guardadas, luego se las lleva a un laboratorio, se desmoldan, se pone en una prensa, las comprimen y se registran tensiones hasta que colapsan; cuando fallan, se registra la tensión de rotura; así logramos la resistencia especificada (resistencia que supera el 95% de las probetas).
• Relación según resultado y la forma de la campana de Gauss:
  • Cuanto menor variación hay entre los resultados de las probetas, más empinada será la campana del gráfico. Mayor calidad en control.
  • Cuando mayor variación hay, más aplanada y alargada es la campana. Menor calidad en control.

¿Qué es el Diagrama Parábola Rectángulo? ¿Por qué se Asume como Valor Máximo de Cálculo (0,85.f’c)?

Diagrama Parábola Rectángulo Se hace una parábola porque las fibras cercanas al eje neutro toman las tensiones que no toman las de arriba, las más alejadas; sucede cuando las deformaciones del hormigón superan su máximo 3/1000. En 2/1000 el hormigón empieza a entrar en fluencia, las deformaciones van a seguir aumentando pero las tensiones ya no pueden aumentar más. Se cumple cuando:

• El acero alcanzó el 5/1000 para cualquier valor de hormigón.
• El Hormigón alcanzó máxima deformación, 3/1000.
• En caso de Estado tensional 3 de la rotura del hormigón armado. (el hormigón no trabaja a tracción y no se cumple la Ley de Hook)

Se asume el valor máximo de 0,85 por una razón de seguridad. Se usa el 85% de la resistencia, de este modo puede absorber errores de estructura. En estos casos, el CIRSOC nos permite reemplazar esta parábola por un rectángulo de tensiones de base 0.85 f’c. Podemos obtener el volumen de tensiones 0.85 f’c x altura x profundidad (bw espesor de la sección). Se asume como valor máximo 0.85f’c porque es la resistencia especificada por el CIRSOC.

Compatibilización de Momentos Flectores en Losas

Refiere a compatibilizar los momentos en losas que están empotradas entre sí. En el momento del anclaje, se mantiene el valor menor; en cuanto a los valores de tramo de cada losa vinculada, se adicionará un 40% respecto a la diferencia de los momentos de anclaje, a aquel momento terminal que pertenezca a la losa con mayor momento de anclaje.

Explicar por qué en el Procedimiento de Dimensionamiento se Utiliza el 85 % de la Resistencia Especificada (0,85 . f`c).

Utilizamos la resistencia especificada ya que proviene del diagrama parábola rectángulo, en el que lo que hacemos es convertimos el diagrama de la parábola de deformaciones del hormigón armado en un rectángulo de base 0.85f’c que es la base de tensiones del rectángulo. Se le afecta el coeficiente 0.85 de la resistencia especificada (resistencia superada por el 95% de las probetas) para mayor seguridad de cálculo de la armadura. En los cálculos se usa el 85% de la residencia, por una razón de seguridad. Coef de 0,85 aplica para algunos hormigones (resistencia que uso en mis cálculos, es un margen de seguridad), se aplica en 20, 25 o 30 mpa. Para resistencias más altas no aplica este coef.

¿Cuál es la Ventaja de las Piezas Hiperestáticas?

Reducir secciones y realizar estructuras mucho más eficientes. La sustentación hiperestática es muy buena para materializarse con hormigón armado. La contra que tiene la hiperestática es que lo que pasa en un lugar influye en todo el sistema. Por eso se aconseja que si hay cambios de volumen se recurra a soluciones isostáticas.

¿Cuáles son los Estados Tensionales de una Pieza de Hormigón Armado Sometido a Flexión Simple a Medida que Aumenta la Solicitación?

Estado 1: Hipótesis

• Hormigón trabaja a tracción y a compresión
• Se cumple la Ley de Hooke
• El eje neutro coincide con el baricentro
• Diagrama de tensiones triangulares
• La carga es baja, es solo peso propio, por lo que el hormigón puede trabajar a tracción tanto como el acero (por eso se cumple la ley de hook), todo el elemento trabaja a flexión de la misma forma.

Estado 2: Hipótesis

• Hormigón sólo trabaja a compresión, capacidad de tracción agotada
• Se cumple Ley de Hooke
• Diagrama de tensiones triangulares solo para hormigón
• La tensión del hormigón es menor o igual a la tensión de rotura / 2
• Es el estado de servicio con el que trabajan las estructuras. la solicitación aumenta y el hormigón no trabaja a tracción. La ley de hook trabaja hasta la mitad de la tensión del hormigón.
• El eje neutro se desplaza hacia arriba del baricentro, hay más trabajo para el acero para tomar la flexión.
• Hay distintas tensiones y deformaciones para el acero y el hormigón.

Estado 3: Hipótesis y las Diferentes Posiciones del Eje Neutro

• No se cumple la Ley de Hooke
• El eje neutro se encuentra por encima del baricentro
• El diagrama de deformaciones sigue siendo triangular
• El diagrama de tensiones adopta una forma de parábola
• Se cumple cuando el acero y el hormigón llegaron a su máxima deformación. 5/1000 para acero y 3/1000 hormigón.

¿Por qué el Factor de Reducción del Acero y el Hormigón es Distinto?

El factor de reducción está determinado por el tipo de rotura que tenga el material.

El acero es una sección controlada por la tracción, teniendo una rotura dúctil, permitiendo prever el fallo a través de una serie de deformaciones de mínimo 5 x1000, esto refiere a que cuando la pieza se deforma se visualizan 5mm de fisura en el hormigón por metro de ancho. El factor de reducción es de 0.90 ya que podemos prever la posible falla.

El hormigón es una sección controlada por la compresión y se aumenta la armadura de acero, pero se reducen las deformaciones, por ello cuenta con una rotura frágil, que quiere decir que no podemos predecir la falla. Rotura sin previo aviso. En este caso el coeficiente de reducción es de 0,65 y la deformación es de hasta el 2×1000. El factor es más bajo ya que al multiplicarlo por el momento dará un valor más alto resultando en un cálculo que está a favor de la seguridad.