Tesina De Concreto Armado I.docx

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

DISEÑO DE VIGA

TEMA:

“DISEÑO DE VIGA”

CURSO:

CONCRETO ARMADO I

DOCENTE:

ING. DANIEL CHAVARRY MORVELI ALUMNOS:

N°

APELLIDOS Y NOMBRES

CODIGO

1

MOSCOSO MUÑOZ DARÍO HUMBERTO

2014229363

2

ZAGA DE LA CRUZ IVÁN

2014229068

3

CASTRO IBARRA IRVING THOMAS

2014239076

CUSCO – PERÚ FECHA: 03-12-2018

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DISEÑO DE VIGA

INDICE 1.-INTRODUCCIÓN

2.-CAPITULO I PROBLEMA 3.-CAPITULO II MARCO TEORICO 4.-CAPITULO III HIPOTESIS 5.-CAPITULO IV ENSAYO 6.-CAPITULO V CONCLUCIONES

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INTRODUCCIÓN Como ingenieros civiles nos vemos obligados a estudiar el comportamiento de nuestros mater iales en los elementos de las estructuras de las edificaciones, es un factor de suma importancia pa ra el desarrollo de nuestra carrera. Una buena cantidad de estructuras se construyen a base de vigas, estas vigas se flexionan o di storsionan por su propio o por la influencia de alguna fuerza externa. Para ello influye en gran m edida que muchos materiales cuando están en servicio, están sujetos a fuerzas o cargas. En tales c ondiciones, es esencial entender el comportamiento mecánico de dichos materiales, para el diseñ o seguro de todos los tipos de estructura, dependiendo de los materiales a utilizar y esfuerzos a lo s que van a ser sometidos; los cuales no sean tan excesivos y el material no se fracture.

Los ensayos mecánicos tienen como objetivos instructivos fundamentales que los estudiantes adquieran las habilidades propias de los métodos de la investigación científica, amplíen, profundi cen, analicen, consoliden, realicen, y comprueben los fundamentos teóricos de la asignatura medi ante la experimentación empleando los medios de enseñanza necesarios, garantizando el trabajo grupal e individual en la práctica.

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DISEÑO DE VIGA CAPITULO I

PROBLEMA

CAPITULO II MARCO TEORICO

ENSAYO DE DEFLEXIÓN DE VIGAS 2.MARCO TEÓRICO:

2.1Flexión de vigas Consideramos vigas horizontales a aquellas que son uniformes en forma y material. El eje de sim etría (línea punteada se llama curva elástica y su ecuación da información acerca de la flexión de la viga producida por su propio peso y por cargas externas. En mecánica se demuestra que el momento de flexión de todas las fuerzas exteriores que actúan s obre la viga está dado por:

𝑀=

𝐸𝐼 𝑅

Donde E es el módulo de elasticidad de Young que depende del material y del diseño d e la viga, I es el momento de inercia de la sección transversal de la viga en x, tomando co

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n respecto a una línea horizontal que pasa por el centro de gravedad de la sección. El prod ucto EI se llama rigidez a la flexión y es una constante. R es el radio de curvatura de la cu rva elástica con ecuación.

𝟑

[𝟏 + (𝒚´)𝟐 ](𝟐) 𝑹= 𝒚´´ Como y´ en todos sus puntos es muy pequeña, entonces: 𝐼 𝑅= 𝑦´´ 𝑀 = 𝐸𝐼𝑦´´ 2.2.

Flexión en vigas sometidas a cargas puntuales y uniformemente distribuidas:

Se entenderá por viga, a una barra de una cierta materia sometida a fuerzas y pares de fuerzas situadas en un plano que contiene a su eje longitudinal, actuando dichas fuerzas perpendiculares a dicho eje.

Las vigas son normalmente barras prismáticas rectas y largas con una determinada sección tra nsversal, de tal forma que proporcione la resistencia más adecuada a las deformaciones producid as por la acción de fuerzas exteriores. Una viga puede estar sometida a fuerzas o cargas concentradas, expresada en Kg, N o kips; y a cargas distribuidas, expresadas en Kg/m, N/m o Kp/cm. Si la carga por unidad de longitud es c onstante se dice que la carga está uniformemente repartida.

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Este tipo de cargas provoca en una viga dos tipos de efectos: Deformaciones perpendiculares al eje longitudinal. Tensiones internas, normales y transversales o cortantes, y momentos internos en cada secci ón de la viga perpendicular a su eje. Tipos y clases de vigas: Simplemente apoyadas y en voladizo Las vigas se clasifican según la forma en que están apoyadas o sustentadas.

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UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS 2.3.

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TIPOS DE FALLA DE LOS ELEMENTOS SOMETIDOS A FLEXIÓN

Los elementos sometidos a flexión casi siempre fallan por compresión del concreto, sin embar go, el concreto puede fallar antes o después que el acero fluya. La naturaleza de la falla es determ inada por la cuantía de refuerzo y es de tres tipos: 2.3.1.-Falla por tensión. - Es la correspondiente a la viga analizada en la sección 5.1. El acero fluye y el elemento exhibe una falla dúctil. Se aprecian grandes deflexiones y fisuras antes del co lapso lo cual alerta a los usuarios acerca del peligro inminente. Estas secciones son llamadas tam bién sub – reforzadas. Comportamiento de una viga de concreto armado sometido a flexión. fig (5.1)

Refuerzo longitudinal (a) Viga con refuerzo longitudinal

sección trasversal De la viga

+

(b) Diagrama de momento flector

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2.3.2-Falla por compresión. - El acero no tiene oportunidad de fluir y el concreto falla repent inamente. Estas secciones son llamadas sobre – reforzadas. La resistencia de una sección sobre – reforzada es mayor que la de la otra sub – reforzada de dimensiones similares. Sin embargo, la pr imera no tiene comportamiento dúctil y el tipo de colapso no es conveniente. En el diseño se evit a este tipo de falla. 2.3.3.- Falla balanceada. -se produce cuando el concreto alcanza la deformación unitaria últi ma de 0.003 simultáneamente al inicio de la fluencia del acero (ACI -10.3.2). La falla es frágil y no deseada. Para cada sección existe una cuantía única de acero que ocasiona una falla balanceada la que s e denomina cuantía balanceada o básica. Si la sección contiene mayor cantidad de refuerzo fallar á por compresión y si tiene menor cantidad la falla será por tracción. Por seguridad, el código del ACI recomienda que todas las secciones se diseñan para fallar por tracción y por ello limita la cu antía de refuerzo a 0.75𝜌𝑏 (ACI – 10.3.3) En la figura 5.5 se muestra la distribución de deformaciones para cada uno de los tres tipos de falla y en la figura 5.6 el diagrama momento versus curvatura para cada caso. En este último se p uede apreciar la ductilidad que desarrollan las secciones sub- reforzada y la mayor capacidad resi stente de las secciones sobre – reforzadas.

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Figura 5.5 distribución de deformaciones para los diversos tipos de fallas en flexión.

Figura 5.6 diagrama Momento – Curvatura por los diversos tipos de fallas en flexión.

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CAPITULO III HIPOTESIS 3.Proceso constructivo de una viga de concreto armado 3.1. Encofrado

Colocar los fondos de la viga (tablas de 1 ” entre columna y columna), estos fondos debe rán tener el ancho de la viga y estarán apoyados sobre puntales.

Los puntales están formados por cabezales (listones de 2” x 2”) sujetados a bolillos de eu calipto, que servirán de soporte a los fondos. Deberán estar colocados cada 80 cm en to da la longitud de las vigas y estarán apoyados sobre cuñas que servirán para nivelar el en cofrado de la viga.

Una vez colocados los fondos de las vigas, se procederá a colocar los encofrados laterale s y a nivelar toda la estructura mediante el sistema de vasos comunicantes (manguera). Este sistema consiste en medir las alturas de todas las columnas y tomando como refere ncia la menor altura se marcará todas al mismo nivel para que todas las vigas queden pe rfectamente niveladas y la losa esté completamente horizontal.

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3.2. Habilitación del acero

El doblado y cortado de la armadura será realizado de acuerdo a las medidas de los plan os estructurales.

Por la dificultad que existe en el armado de fierros en las intersecciones de vigas dentro l os encofrados, éste deberá ser realizado sobre caballetes de fierro de ½ ” a una altura de 1 m por encima del encofrado de la losa, los mismos que estarán ubicados por encima d el eje de las vigas cada 3 m. Una vez colocadas las galletas en los estribos en la parte inferior y los laterales, se proce derá al retiro de los caballetes y al descenso de todas las armaduras de las vigas dentro d e los encofrados, teniendo el cuidado de coincidir con sus respectivos ejes.

3.3. Vaciado del acero

El hormigón será vaciado de acuerdo con las especificaciones de preparación y puesta e n obra del hormigón.

Cuando se tengan vigas en dos direcciones y la armadura en la intersección sea muy tupi da se deberá retirar la armadura negativa de una dirección, para vaciar el hormigón de la

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columna hasta la mitad de la viga y luego volver a colocar la armadura y terminar de vac iar. 3.4.

Desencofrado

El desencofrado de los laterales de las vigas puede ser realizado a los 2 días después del vaciado y el desencofrado del resto de la estructura será realizado cuando el hormigón h aya alcanzado la resistencia cilíndrica (28 días). 3.5.

Curado

El curado será realizado por lo menos durante los primeros de 7 días después del vaciad o humedeciendo el hormigón hasta que haya alcanzado como mínimo el 70 % de su resis tencia. 3.6.1Prueba en campo de la falla de la Viga 3.6.

Diseño de mezcla de concreto f’c=210kg/cm2

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3.7. Idealización de la viga y las cargas distribuidas. En esta parte del informe procedemos a idealizar la viga de concreto armado con las car gas.

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4.2 Diagrama De Esfuerzo Cortante

4.3 Diagrama De Momento Flector

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4.4 Gráfico De Deflexión De la Viga

Deflexión: -13 mm

CAPITULO IV ENSAYO CAPITULO V CONCLUCIONES CONCLUSIONES 

Se diseñó con éxito la viga de concreto armado de 0.25x0.30mx3m, considerando la norma RNE E-060.

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

Se realizó la prueba de deflexión con éxito, aplicando una carga distribuida.



La viga llego a un punto de falla por la carga aplicada, apreciándose el agrietamiento inicial y la falla posterior.



La carga máxima para la falla de la viga fue de 2.5tn, que fueron distribuidas en el tercio medio de la viga, en la cual se observo la fatiga del concreto y el acero con una deflexión de un centímetro, y agrietamientos de cinco a diez centímetros.

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RECOMENDACIONES  Al escoger las dimensiones de las barras de madera, debemos tener en cuenta que estas se tienen que romper, por lo que es recomendable usar maderas de menor sección tran sversal, para de esta manera, poder hacer más sencillo el ensayo.  Se debe procurar tener la misma longitud en todas las barras de madera. Si en caso se co mplicara el ensayo debido a que la madera no rompe, le podemos asignar una mayor lon gitud a las vigas.  Tener en cuenta que la viga esté nivelada, ya que podrían originar errores al momento d e hacer los cálculos.  En la carga distribuida debemos tratar que la fuerza sólo actúe en el área de contacto co n la viga simulada, ya que esta podría hacer que cree momentos perpendiculares al eje y volcar la viga de los ensayos.

 Después de apreciar que tuvo lugar el fenómeno de punzonamiento en los apoyos de la viga, se recomienda el diseño de la viga de concreto armado, columnas y cimentación, con el objetivo de tener una experiencia con menor margen de error debido a los desniveles generados por dicho f enómeno.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

i.

Wilson, Jerry D. y Buffa, Anthony J., Física, México, 5ta edición, Editorial Pearson Prentice Hal l, 2003.

ii.

Hibbeler, R.C., Mecánica de Materiales, México, 6ta Edición, Editorial Pearson Prentice Hall, 2 006.

iii.

Serway, R., Física, México, 3ra edición, Tomo I, Editorial Mc Graw Hill, 1994.

iv.

Gonzáles, C. V., Física Fundamental, México, 3ra edición, Editorial Progreso, 1996.

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ANEXOS

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