TY - BOOK AU - Orler,Rodolfo AU - Donini,Hugo Juan TI - Diseño básico de hormigón estructural, : según Cirsoc 201/05 T2 - Ingeniería SN - 9789872347130 PY - 2008/// CY - Córdoba PB - Universitas KW - HORMIGON ESTRUCTURAL KW - HORMIGON ARMADO KW - ESTRUCTURAS DE HORMIGON KW - CIRSOC 201/05 N1 - CONTENIDO Introducción 1 Conceptos generales 3 Hormigón Estructural 3 Hormigón Armado 3 Fundamentos de la construcción compuesta hormigón armado 4 Marco Reglamentario 8 Proyecto de Estructuras de Hormigón - Conceptos Básicos 9 1° etapa: "Obtener datos del problema" 9 2° Etapa: "Anteproyecto estructural" 9 3° Etapa: "Cálculo Estructural" 10 4° Etapa: "Dimensionado" 11 5° Detallado de las armaduras y confección de la documentación ejecutiva 11 Resistencia y Seguridad Estructural 12 Variación de las cargas o solicitaciones 13 Variación de Resistencias 14 Características básicas del material compuesto 17 Resistencia del hormigón 17 Resistencia a la compresión del hormigón de la estructura 18 Resistencia a la tracción 19 Resistencia del hormigón bajo solicitaciones multiaxiales 21 Diagramas tensión - deformación del hormigón 21 Ensayo de carga a compresión axil de corta duración 21 Ensayo de carga a compresión axil para cargas de larga duración 22 Módulo de Elasticidad (Ec) 22 Módulo de Elasticidad Transversal (G) 23 Módulo de Elasticidad del Acero (Es) 24 Armaduras 24 Efecto de la temperatura sobre las propiedades del acero utilizado como armadura 24 Deformaciones por procesos reológicos en el hormigón 24 Clasificación de los distintos tipos de deformación 25 Contracción de frague 26 Fluencia lenta 27 Evaluación de las deformaciones diferidas 28 Contracción 28 Fluencia lenta 30 Ejemplos de aplicación 31 Deformaciones por temperatura 35 Diseño por resistencia según CIRSOC 201/05 37 Factor de Reducción 37 Valores del factor de reducción 38 Resistencia requerida 39 Requisitos de comportamiento bajo cargas de servicio 40 Flexión simple 41 Aspectos generales 41 Escalón de cargas (a) 42 Escalón de cargas (b) 42 Escalón de cargas (c) 42 Escalón de cargas (d) 42 Escalón de cargas (e) 42 Tipos de falla en elementos sometidos a flexión 44 Secciones subarmadas 44 Secciones sobrearmadas 44 Secciones balanceadas 44 Cuantía mínima a flexión 47 Flexión simple según el CIRSOC 201/05 48 Cuantías límites 49 Comentario respecto del valor de deformación última del hormigón 49 Comentario respecto de la relación tensión - deformación en el hormigón 50 Determinación del diagrama de tensiones equivalentes 51 Ecuación de equilibrio de fuerzas 51 Ecuación de equilibrio de momentos 51 Resistencia característica del hormigón 52 Planteo de las ecuaciones para una viga subarmada 53 Obtención de la cuantía máxima 54 Ejemplos de aplicación 56 Cálculo de la armadura 57 Comportamiento de la viga en Estado II 64 Breve reseña del Método de las Tensiones Admisibles 67 Ejemplo de aplicación 68 Vigas placa 70 Aspectos generales 70 Dimensionado según CIRSOC 201/05 72 Ejemplos de aplicación 75 Coeficiente de seguridad CIRSOC 201/2005 79 Reflexiones sobre del coeficiente de seguridad en estructuras sometidas a flexión simple 79 Sistemas de losas 80 Generalidades 80 Concepto de losas 81 Ensayo a rotura de una losa maciza rectangular 82 Comportamiento a flexión de losas en dos direcciones 84 Losas macizas cruzadas - Método de Marcus 86 Tablas de Marcus 87 Consideraciones acerca de la torsión en losas 87 Alturas útiles según ambas direcciones 88 Reacciones de las losas para apoyos rígidos 89 Empotramiento por torsión de la losa en vigas de borde 89 Losas con relación de lados mayor a dos con vigas de apoyo en todo su perímetro 90 Evaluación de cargas sobre losas 91 Método de las Fajas 92 Introducción 92 Definición de las áreas de cargas en el método de las fajas 94 Losa con orificio de dimensiones considerables 98 Ejemplo de aplicación del método de las fajas 99 Diseño de losas según CIRSOC 201/05 103 Ejemplos de aplicación 105 Representación de las armaduras en un sistema de losas continuas 108 Losas de escalera 109 Cálculo de solicitaciones en escaleras 109 Ejemplo de aplicación 110 Losas nervuradas 113 Generalidades 113 Aspectos constructivos 115 Losas nervuradas con armadura principal en una sola dirección 115 Losas nervuradas con armaduras cruzadas 116 Ejemplo de aplicación 117 Tirantes de hormigón armado 121 Elementos estructurales típicos 121 Introducción 121 Conclusiones del ensayo 123 Hipótesis de trabajo 123 Diseño 123 a) Condición resistente 123 b) Condición de ductilidad 124 Carga de fisuración 124 Condiciones de servicio 124 a) Deformaciones para cargas de corta duración 125 b) Determinación aproximada de tensiones para la pieza en Estado I (sin fisuras) 125 c) Fisuración: proceso de fisuración en tensores 126 Ejemplo de aplicación 128 Empalmes en elementos traccionados 128 Condiciones constructivas 128 Flexo tracción con pequeña excentricidad 129 Ecuación de equilibrio de fuerzas según el eje de la pieza 129 Ejemplo de aplicación 129 Durabilidad 131 Generalidades 131 Clase de ambiente al que estará expuesta la estructura 131 Diseño y mantenimiento de las estructuras 133 a) Razón agua/cemento 133 b) Resistencia especificada 133 c) Contenido mínimo de aire incorporado 134 d) Curado 135 e) Recubrimientos mínimos 136 f) Control de deformaciones 139 g) Causas y control de fisuras 140 Control de la fisuración 142 Importancia de su estudio 142 Expresión de Gergely - Lutz 145 Límites según ACI 224 "Control of cracking in concrete structures" 146 Control de fisuras en vigas altas (h 1 m) 146 Enfoques sobre el control de la fisuración de otros códigos y reglamentos 147 Criterio de la Norma española EHE 148 Criterio Norma AASHTO para diseño de puentes 150 Efecto de las cargas de larga duración sobre las fisuras 151 Diseño a corte 152 Generalidades 152 Caso a) Viga de hormigón simple 153 Caso b) Viga de hormigón armado sin armadura de corte 153 Caso c) Viga con armadura de corte 155 Antecedentes históricos 158 Diseño al corte según CIRSOC 201/2005 160 Resistencia al corte del hormigón (Vc) 162 Resistencia al corte aportada por la armadura de estribos y barras dobladas (Vs) 163 Tensiones en las bielas comprimidas 164 Consideración en el diseño de armaduras 166 Diseño al corte en vigas de altura variable 167 Ejemplos de aplicación 170 Corte en losas 176 Generalidades 176 Resistencia aportada por el hormigón al corte (Vc) 178 Criterio de diseño el CIRSOC 201/05 180 Resistencia al corte proporcionada por barras o estribos de una o múltiples ramas 180 Detalles de armado 181 Resistencia al corte proporcionada por los conectores de corte 183 Armadura de flexión 183 Prevenciones contra una rotura en cadena 183 Abertura en losas 185 Ejemplo de aplicación 185 Transferencia de momentos en las uniones losa-columna 189 Corte por fricción 196 Generalidades 196 Método de diseño para corte por fricción 198 Coeficiente de fricción 198 Valor límite de Vn 199 Fuerzas normales a la fisura 199 Consideraciones de diseño 199 Método del corte por fricción modificado 202 Ménsulas cortas y entalladuras en vigas 203 Generalidades 203 Armaduras resultantes a proveer 204 Corte por fricción (Avf) 205 Armadura de flexión (Af) 205 Ejemplo de aplicación 206 Ménsulas con cargas indirectas 209 Diseño de entalladuras en vigas 210 Determinación de las armaduras requeridas 211 Armadura de flexión y tracción directa (As) 211 Armadura de corte por fricción (Avf) 212 Armadura de suspensión (Av) 213 Corte por punzonado 214 Falla en apoyo localizado 215 Vigas, construcción por etapas 218 Generalidades 218 Prescripciones del CIRSOC 201/05 222 Resistencia al corte horizontal (Art. 17.5) 222 Estribos de corte horizontal 222 Ejemplos de aplicación 223 Comentario 225 Criterio de las especificaciones AASHTO - LRFD/04 226 Parámetros de cohesión y fricción 228 Torsión 229 Origenes de la torsión; compatibilidad y equilibrio 229 Ejemplos de piezas sometidas a torsión 230 Comportamiento en estado I 230 Tensiones en piezas macizas en Estado I 232 Tensiones t en piezas de hormigón armado fisuradas 232 Analogía del reticulado espacial a torsión 234 Momento torsor de fisuración 238 Tensiones resultantes de esfuerzos combinados de torsión y corte 239 Criterio de diseño del CIRSOC 201/05 240 Torsión por compatibilidad 241 Verificación de bielas comprimidas y fisuración 242 Ángulo de las diagonales comprimidas 242 Armadura requerida para torsión 243 a) Armadura de estribos 243 b) Armadura longitudinal 244 Diámetros mínimos y separaciones máximas 245 Ejemplo de aplicación 246 Control de las deformaciones en vigas y losas 249 Generalidades 249 Flechas máximas admisibles según otras especificaciones 250 Proceso de fisuración de una viga sometida a flexión 252 Método de cálculo de flechas de larga duración (CIRSOC 201/05) 254 Momento de inercia de la sección fisurada 255 Comentario sobre flechas a largo plazo 256 Procedimiento para el cálculo de flechas 257 Expresiones de cálculo de la flecha máxima en el tramo 257 Evolución de las flechas en una estructura típica de edificios 258 Limitación de alturas mínimas en vigas y losas, según ACI 318/02 y CIRSOC 201/05 259 Espesores mínimos de losas armadas en dos direcciones 259 Cálculo de flechas según el CEB-FIP Model Code 90 260 Ejemplos de aplicación 262 Cálculo de la cuantía geométrica armadura de tracción 264 Cálculo de la cuantía geométrica armadura de compresión 264 Estimación de la flecha por contracción 265 Control de las deformaciones en losas 267 Evaluación de las deformaciones instantáneas 267 Precauciones a considerar 268 Ejemplo de aplicación 269 Comentarios referidos al ejemplo 270 Vigas de gran altura 273 Generalidades 273 Zonas en donde no serian válidas las hipótesis de Bernoulli-Navier 273 Vigas de gran altura 273 Tipos de rotura 275 Consideraciones en el cálculo de vigas de gran altura 275 Dimensionado a flexión 278 Cargas aplicadas en la cara inferior 281 Cargas concentradas de apeo 281 Ejemplo de aplicación 282 Observación final 284 Adherencia y anclajes 286 Adherencia 286 Introducción 286 Formas de actuar de la adherencia 287 Ensayos para cuantificar la adherencia 288 Parámetros que intervienen sobre las tensiones de adherencia 289 Influencia del diámetro de las barras 289 Influencia de la posición de las barras durante el hormigonado 289 Influencia de tensiones transversales de comprensión sobre la barra 289 Estribos y armaduras transversales 290 Orígenes de las tensiones de adherencia 290 Distribución real de los esfuerzos de adherencia en flexión 291 Anclajes 292 Criterio para calcular la longitud de anclaje necesaria según el Reglamento CIRSOC 201/82 292 Longitud de anclaje según CIRSOC 201/05 293 Expresión simplificada 294 Ejemplo de aplicación 295 Anclaje de barras sometidas a compresión 295 Ejemplo de aplicación 298 Empalmes 300 Clases de empalmes 300 Empalmes soldados 300 Empalmes mecánicos 300 Empalmes indirectos a tracción por yuxtaposición 301 Requisitos reglamentarios 302 Empalmes de barras comprimidas 303 Empalmes por contacto a tope 303 Empalmes por yuxtaposición según las disposiciones del CIRSOC 201/05 303 Empalme de barras rectas comprimidas 304 Factores de corrección 304 Ejemplo de aplicación 304 Empalmes por yuxtaposición en las columnas 305 Empalmes por contacto a tope-columnas 306 Ejemplos de aplicación 307 Anclaje de la armadura de flexión 309 Anclaje de la armadura para momento positivo 311 Ejemplo de aplicación 312 Observación final 315 Compresión simple - Columnas de hormigón armado 316 Generalidades 316 Clases de armaduras en columnas 316 Excentricidad originada por procesos constructivos 318 Excentricidad por falta de homogeneidad del hormigón 318 Ensayo de una columna simple 319 Resistencia nominal de la sección 322 Límite de cuantías 323 Disposiciones constructivas correspondientes a columnas simples 323 Columnas Zunchadas 326 Disposiciones constructivas según CIRSOC 201/05 330 Ejemplos de aplicación 332 Columnas compuestas de acero y hormigón 335 Ejemplo de aplicación 339 Flexión compuesta 340 Generalidades 340 Hipótesis de cálculo 341 Falla balanceada 342 Variación del factor de reducción 342 Ejemplos de aplicación 343 Flexión compuesta oblicua 350 Introducción 350 Método de las cargas recíprocas 352 Ejemplo de aplicación 353 Método del contorno de cargas 354 Pandeo en piezas de hormigón armado 356 Generalidades 356 Antecedentes Históricos 357 Condiciones de borde de los elementos comprimidos 359 Columnas perfectamente elásticas con curvatura inicial 359 Análisis de comportamiento con presencia de momentos flectores 360 Evaluación de los efectos de segundo orden según el CIRSOC 201/05 362 Consideración de los efectos de la esbeltez 363 Métodos aproximados de análisis 364 Definición de la desplazabilidad o indesplazabilidad de una estructura 364 Determinación de la esbeltez del elemento 365 Método de amplificación de momentos 366 Estructuras indesplazables 367 Ejemplos de aplicación 368 Estructuras desplazables 370 Amplificación de momentos para vigas concurrentes a nudo 372 Estabilidad estructural global bajo cargas gravitatorias 372 Ejemplo de aplicación 373 Nudos de pórticos 379 Diseño de nudos 379 Diagrama del cuerpo libre de un nudo de un pórtico sometido a cargas gravitatorias 380 Verificación de la resistencia al corte del nudo 381 Ejemplo de aplicación 383 Tabiques de hormigón armado 386 Generalidades 386 Diseño según CIRSOC 201/05 389 Disposiciones constructivas 389 Método de diseño empírico 390 Dimensionado a corte 391 Ejemplo de aplicación 392 Entramado de vigas 396 Introducción 396 Disposiciones constructivas 396 Ejemplo de aplicación 398 Entrepisos sin vigas 406 Introducción 406 Determinación de las solicitaciones 407 Método directo 408 Restricciones para la aplicación del Método Directo 409 Procedimiento 410 1) Determinación del momento estático total 411 2) Asignación de momentos a las secciones críticas 412 3) Distribución lateral de momentos 412 Momentos flectores sobre columnas de borde 415 Huecos en los sistemas de losas 415 Ejemplo de aplicación 416 Verificación de la aplicabilidad del Método Directo 416 Obtención del momento estático total 416 Factores de distribución del momento estático total 417 Distribución de momentos en las franjas de columnas y franjas centrales 417 Determinación del parámetro Bt 418 Cálculo de la armadura requerida por flexión según x 419 Secciones de armaduras necesarias en el vano extremo según x 421 Armadura adoptada según x tentativamente 421 Verificación de la armadura de flexión para momentos no balanceados 421 Momento transferido a la columna interior 422 Fundaciones directas 425 Generalidades 425 Clases de fundaciones 425 Fundaciones directas o superficiales 425 Fundaciones indirectas o profundas 426 Bases aisladas 427 Distribución de tensiones en el terreno 428 Intensidad de la carga actuante 429 Bases centradas 430 Criterios de diseño 430 Verificación de la estabilidad 432 Verificación al volcamiento 432 Verificación al deslizamiento 433 Diseño a flexión de bases rígidas 433 Corte 435 Corte en una dirección 435 Corte en dos direcciones (punzonado) 435 Resistencia al aplastamiento 437 Altura del talón de la base 437 Bases sobre juntas de dilatación 437 Bases rígidas en esquina y excéntricas 438 Base medianera vinculada a otra base interior 439 Ecuaciones de equilibrio 440 Base combinada rígida 441 Bases combinadas flexibles 443 Longitud elástica Le 445 Base corrida o para muros 446 Armadura de espera 446 Plateas de fundación 447 Consideraciones de diseño 448 Consideraciones sobre el coeficiente de balasto 450 Asentamientos diferenciales en plateas de fundación 452 Ejemplos de aplicación 453 Observación final 476 Fundaciones indirectas 477 Generalidades 477 Aspectos generales referidos al diseño de cabezales y pilotes 477 Diseño y dimensionado de cabezales 478 Cabezales con varios pilotes 479 Ejemplo de aplicación 480 Conceptos sobre el diseño de pilotes 482 Pilotes hormigonados in situ 483 Armaduras 486 Comentario final 486 Encofrados 489 Encofrados de vigas y losas 490 Encofrados de columnas 492 Consideraciones del Reglamento CIRSOC 108 498 Revisión en obra 499 Tareas durante el hormigonado 499 Vibrado del hormigón 500 Curado del hormigón 500 Desencofrado 501 Daños generados por la acción del fuego 503 Introducción 503 Recubrimiento mínimo de armadura de losas 506 Recubrimiento mínimo de armaduras de flexión en vigas 506 Integración de conceptos 510 Desarrollo 511 1) Análisis de cargas de las losas 511 2) Dimensionado de las losas 511 a) Etapa ocupacional final del entrepiso 512 b) Construcción del primer nivel 513 3) Análisis de cargas por peso propio de vigas y columnas 514 4) Recubrimiento mínimo de las vigas para lograr una resistencia al fuego de dos horas 514 5) Dimensionado de la viga más solicitada en correspondencia con la etapa ocupacional final de la estructura 515 6) Verificación del punto 5), considerando únicamente la construcción de la planta baja 518 7) Verificación del punto 5), respecto de las solicitaciones generadas en la etapa constructiva 519 8) Verificación a figuración 521 9) Verificar las flechas para los distintos estados de cargas analizados 521 Cálculo de la flecha para el estado inicial (situación 1) 523 Cálculo de la flecha para el estado constructivo del primer nivel (situación 2) 525 Cálculo de la flecha durante el resto de la vida útil de la estructura (situación 3) 527 Flecha admisible según el reglamento 529 10) Cálculo de las longitudes de anclaje 530 11) Cálculo de las longitudes de empalme 531 Indice de ejemplos 534 Bibliografía 536 ER -