Este documento presenta los conceptos fundamentales de resistencia de materiales y hormigón armado. Explica las hipótesis básicas para el análisis de resistencia de materiales como la homogeneidad y la isotropía de los materiales. También describe propiedades del hormigón y acero de refuerzo como su resistencia y módulos de elasticidad. Finalmente, cubre conceptos de diseño de elementos en hormigón armado como vigas y losas en flexión y diseño a corte.

1. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Diseño de Hormigón Armado
(y algunos conceptos elementales de resistencia de materiales)
CURSO TECNOLOGÍA 3
ESTRUCTURAS

2. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Hipótesis
para el análisis de resistencia de materiales
0.
El material es macizo, un continuo.

3. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Hipótesis
para el análisis de resistencia de materiales
1.
El material es homogéneo (es un supuesto).
homogéneo, a.
(Del b. lat. homogenĕus, y este del gr. ὁμογενής).
1. adj. Perteneciente o relativo a un mismo género, poseedor de iguales caracteres.
2. adj. Dicho de una sustancia o de una mezcla de varias: De composición y estructura uniformes.
3. adj. Dicho de un conjunto: Formado por elementos iguales.
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4. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Hipótesis
para el análisis de resistencia de materiales
2.
El material es isótropo (es otro supuesto).
isotropía.
1. f. Fís. Característica de los cuerpos cuyas propiedades físicas no dependen de la dirección.
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5. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Hipótesis
para el análisis de resistencia de materiales
3.
El principio de Saint Venant.

6. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Hipótesis
para el análisis de resistencia de materiales
4.
El principio de superposición de cargas.

7. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Hipótesis
para el análisis de resistencia de materiales
5.
Las fuerzas interiores de los elementos
son nulas antes de aplicar las cargas.

8. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Hipótesis
para el análisis de resistencia de materiales
6.
Las cargas aplicadas son estáticas
o cuasi estáticas.

9. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Elasticidad
elasticidad.
1. f. Cualidad de elástico.
2. f. Fís. Propiedad general de los cuerpos sólidos, en virtud de la cual recobran más o menos completamente
su extensión y forma, tan pronto como cesa la acción de la fuerza que las deformaban.
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10. “ut tensio sic vis"
as the extension, so the force
F = -k x
Robert Hooke, 1678

11. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Elasticidad lineal
(Ley de Hooke en resistencia de materiales)
Para deformaciones pequeñas, el comportamiento
de varios materiales es linealmente elástico.

12. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Elasticidad lineal
(Ley de Hooke en resistencia de materiales)
El módulo de Young (1807)
http://www.youtube.com/watch?v=mzb4Hpmrub4

13. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Elasticidad lineal
(Ley de Hooke en resistencia de materiales)
El concepto de tensión admisible
σadm = σF/ FS
σadm : Tensión admisible
σF : Tensión de fluencia*
FS: Factor de seguridad
* En materiales que no fluyen se considera la tensión de rotura

14. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Elasticidad lineal
(Ley de Hooke en resistencia de materiales)
El módulo de corte tiene un comportamiento similar
http://www.youtube.com/watch?v=3pP48_CcDls

15. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Ley de Navier
(Distribución de tensiones para elementos en flexión)
Galileo Galilei 1638
(una primera aproximación)

16. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Ley de Navier
(Distribución de tensiones para elementos en flexión)
Estructuras de sección activa
La resistencia a flexión de una pieza
se entiende como suma de resistencias
a compresión, tracción y corte.

17. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Ley de Navier
(Distribución de tensiones para elementos en flexión)
Estructuras de sección activa
Estas fuerzas internas en la viga se representan mediante los
diagramas de esfuerzos.

18. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Ley de Navier
(Distribución de tensiones para elementos en flexión)
Vigas simplemente apoyadas vs. Vigas continuas:

19. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Ley de Navier
(Distribución de tensiones para elementos en flexión)
Para vigas en voladizo:

20. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Ley de Navier
(Distribución de tensiones para elementos en flexión)
Los esfuerzos de tensión interna se equilibran
con el momento que actúa sobre esa cara.
M
σ1 = c1
Ix
M
σ2 = c2
Ix

21. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Ley de Navier
(Distribución de tensiones para elementos en flexión)
La proporción entre la luz y la
altura de la viga determina la
distribución de esfuerzos internos.

22. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Hormigón
algunas propiedades básicas
Resistencia
Máximo a compresión: f’c
Última a compresión: 0.85f’c
A tracción ≈ 0.10f’c
(se desprecia)
La resistencia de diseño f’c
se mide a los 28 días de curado.

23. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Hormigón
algunas propiedades básicas
Rigidez
Modulo de Young
E = 14860 √(f’c) en kgf/cm²
E = 4700 √(f’c) en MPa

24. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Hormigón
algunas propiedades básicas
Docilidad
Se mide indirectamente a través
del cono de Abrams.
Para aumentar la docilidad se
puede agregar más agua o
aditivos plastificantes.

25. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Hormigón
algunas propiedades básicas
Docilidad
Si se aumenta el contenido de
agua, alterando la relación
agua/cemento se induce
una disminución de la
resistencia.

26. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Acero de refuerzo
algunas propiedades básicas
Resistencia
Actualmente, se encuentran disponibles en el mercado
dos aceros de distinta resistencia a fracción y a rotura,
conocidos hasta hace poco como A63-42H y A44-28H.

27. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Acero de refuerzo
algunas propiedades básicas
Ductilidad
La ductilidad es la propiedad que permite al acero
alcanzar gran deformación relativa antes de romperse.
La energía disipada por la deformación corresponde el área bajo la curva σ-ε.

28. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Acero de refuerzo
algunas propiedades básicas
Diámetros y Secciones de barras
Las secciones nominales son las siguientes:

29. UNIVERSIDAD DE TALCA
Escuela de Arquitectura
Hormigón Armado

30. UNIVERSIDAD DE TALCA
Hormigón armado
Escuela de Arquitectura
diseño de elementos en flexión
Vigas
vigas simplemente armadas

31. UNIVERSIDAD DE TALCA
Hormigón armado
Escuela de Arquitectura
diseño de elementos en flexión

32. UNIVERSIDAD DE TALCA
Hormigón armado
Escuela de Arquitectura
diseño de elementos en flexión

33. UNIVERSIDAD DE TALCA
Hormigón armado
Escuela de Arquitectura
diseño de elementos en flexión
Diseño por factores de carga y resistencia

34. UNIVERSIDAD DE TALCA
Hormigón armado
Escuela de Arquitectura
diseño de elementos en flexión

35. UNIVERSIDAD DE TALCA
Hormigón armado
Escuela de Arquitectura
diseño de elementos en flexión

36. UNIVERSIDAD DE TALCA
Hormigón armado
Escuela de Arquitectura
diseño de elementos en flexión

37. UNIVERSIDAD DE TALCA
Hormigón armado
Escuela de Arquitectura
diseño de elementos en flexión

38. UNIVERSIDAD DE TALCA
Hormigón armado
Escuela de Arquitectura
diseño de elementos en flexión

39. UNIVERSIDAD DE TALCA
Hormigón armado
Escuela de Arquitectura
diseño de elementos en flexión
Losas

40. UNIVERSIDAD DE TALCA
Hormigón armado
Escuela de Arquitectura
diseño de elementos en flexión

41. UNIVERSIDAD DE TALCA
Hormigón armado
Escuela de Arquitectura
diseño a corte
Diseño por factores de carga y resistencia

42. UNIVERSIDAD DE TALCA
Hormigón armado
Escuela de Arquitectura
diseño a corte

43. UNIVERSIDAD DE TALCA
Hormigón armado
Escuela de Arquitectura
diseño a corte

44. UNIVERSIDAD DE TALCA
Hormigón armado
Escuela de Arquitectura
diseño a corte

45. UNIVERSIDAD DE TALCA
Hormigón armado
Escuela de Arquitectura
diseño a corte