CONCRET_ARMADO_I

1. COMPORTAMIENTO MECÁNICO
ELÁSTICO DEL CONCRETO
Dr. Ing. Roberto Mosqueira Ramírez
Dr. Ing. Miguel Mosqueira Moreno
UNIVERSIDAD PRIVADA DE NORTE
FACULTAD DE INGENIERIA

2. 1. Resistencia a compresión del concreto (f’c)
Ensayo a compresión directa

3. Maquinas para calcular la compresión del concreto
Laboratorio PUCP
Laboratorio UNC
Maquina de compresión
Hidráulica para 100 TN
(ELE/SOILTEST)
Maquina a compresión
(amsler)

4. Consideraciones de los ensayo (Normas
ASTM)
 Probetas cilíndricas de 6” x 12 “
 Curado en condiciones reales de obra
 El ensaño puede estar controlado por carga o por
deformación
 2.1-2.8 kg/cm² / segundo
 0.001 / min

5. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
FACULTAD DE INGENIERIA

6. Principales factores que afectan la resistencia f’c
 Resistencia del cemento hidratado y agregados
 La relación agua – cemento(a/c)
Influencia de la relación a/c
en la resistencia
Influencia de la relación a/c
En la resistencia y curva s-e

7. Principales factores que afectan la resistencia f’c
 El aire incorporado reduce la resistencia a compresión
Efecto del contenido de
aire en el concreto

8. Principales factores que afectan la resistencia f’c
 El aire incorporado reduce la resistencia a compresión
Efecto del
contenido de aire
y la relación a/c
en el concreto

9. Principales factores que afectan la resistencia f’c
 El tipo de cemento
 Gradación (porosidad), textura (adherencia) y origen de los
agregados
 Condiciones de humedad, temperatura y tiempo del curado
Efecto de la edad y el
curado en la resistencia del
concreto

10. Principales factores que afectan la resistencia f’c
 La velocidad de carga o deformación
Influencia de la velocidad
de carga
Influencia de la velocidad de
carga en la curva esfuerzo-
deformación

11. Principales factores que afectan la resistencia f’c
 La velocidad de carga o deformación
Influencia de la velocidad de deformación

12.  Tamaño y Esbeltez del cilindro o probeta
E= l/d

13. Resistencia del concreto en la estructura real
 La resistencia del concreto en la estructura real es menor
que la resistencia f’c
>

14. Razones que producen esta diferencia
 Diferencia en la colocación y compactación
 Diferencias en el curado
 El efecto de migración (↑) del agua (a/c no uniforme)
 El efecto de segregación de lo agregados
 Diferencia de forma y tamaño (Estructura-Probeta)
 Diferencia de regimenes de esfuerzos (Estructura-
Probeta) ?

15. Perforadora saca núcleos portátil con diamantina (Hill II)
Es posible determinar la resistencia real del
concreto

16. 2. Resistencia a tracción del concreto (f t)
Ensayo a tracción directa
 ft ≡ 8% - 15 % f’c
 ft influye en resistencia
a corte, adherencia,
fisuración
 Ensayo difícil de
ejecutar y no
normalizado

17. Ensayos para determinar indirectamente la
resistencia a tracción del concreto
1. Módulo de Rotura (ensayo de tracción por flexión)
 Se ensaya una probeta de
concreto simple 6”x6”x18”
 El esfuerzo por rotura se
calcula por resistencia de
materiales
2
6
bh
M
fr 
)
(
/
'
3
.
1
)
(
/
'
2
2
2






S
C
cm
kg
c
f
fr
A
C
cm
kg
c
f
fr



18. Máquina para realizar ensayo de tracción por flexión

19. 2. Split Test fsp (ensayo de compresión diametral)
 Se ensaya una probeta cilíndrica de 6”12” cargada
diametralmente

20. Máquina para realizar ensayo de compresión
diametral

21. Deformaciones medidas en un espécimen cargada
uniaxialmente

22. 2. Split Test fsp (ensayo de compresión diametral)
 El esfuerzo de rotura se calcula por la formula
deducida de la teoría de elasticidad para materiales
homogéneos
ld
P
fsp

2

 El resultado experimental arroja en promedio:
2
/
'
7
.
1 cm
Kg
c
f
fsp 

23. Comparación de los métodos
 La resistencia obtenida de los ensayos
fr>fsp>ft
 El CEB admite las siguientes relaciones:
ft = 0.9 fsp
ft = 0.5 fr
 Las deformaciones de rotura en ensayos de tracción son
pequeñas:
Tracción axial (ft) e rotura = 0.0001 a 0.00015
Tracción por flexión (fr) e rotura = 0.00014 a 0.0002

24. 3. Módulo de elasticidad
 Curva s-e del concreto no es
lineal, por lo tanto módulo de
elasticidad empleado no es
muy correcto.
 Módulos de elasticidad del
concreto:
 E1: Módulo tangente inicial =
10% mayor que E2
 E2= Módulo secante,
calculado para esfuerzos
cercanos al 50 % f’c
 E3 Módulo tangente

25. 3. Módulo de elasticidad
  c
f
Ec '
14
.
0
5
.
1


 ACI Estima Ec (para  1400-2500 kg/m³)
 ACI y la norma peruana para :  = 2300 kg/m³
2
/
'
000
15 cm
Kg
c
f
Ec 
 El valor calculado con la formula anterior varia entre 0.8-
1.2 del valor medido por ensayos

26. 3. Módulo de Poisson del concreto (m)
 Para : 0.75 – 0.8 f’c  m = 0.10 – 0.20
 En la práctica se puede tomar m = 0.15
4. Módulo de Rigidez Cortante:
3
.
2
)
1
(
2
Ec
Gc
Ec
Gc



m

27. 4. Efecto de la temperatura
 El coeficiente de dilatación es de 10 x 10 -6 1/°C
 El concreto a altas temperaturas reduce sus propiedades
mecánicas (f’c, Es)

28. 5. Mecánica de la Fractura del concreto en Compresión
 Comportamiento frágil de
componentes.
 Comportamiento no lineal y
dúctil del concreto

29. Flujo Plástico

30. 6. Efecto del confinamiento (estados Triaxiales)
El confinamiento
(Estribos, espirales o
zunchos) reacciona
sobre el concreto
restringiendo la
deformación lateral o
expansión, retardando
así la desintegración
del concreto.

31. ¿Qué confinamiento es mejor?
Estribos Zunchos
Efecto del
espaciamiento del
acero de
confinamiento

32. ¿Qué confinamiento es mejor?
Probeta cilíndrica 15-
30 cm. con refuerzo
de acero de 6.5 mm

33. ¿Qué confinamiento es mejor?
Probeta cúbica de
10.8 cm. con estribos
cuadrados

34. 6. Efecto del confinamiento (estados Triaxiales)
Los resultado de estos
ensayos sugiere que
el esfuerzo longitudinal
en la falla es:
3
1 1
.
4
' s
s 
 c
f

35. 7. Comportamiento del concreto en compresión
• Concreto simple material frágil
(e pequeña)
• El f’c tiene menor capacidad de
deformación que la maxima
alcazada e cu
• La deformación eo corresponde
a f’c (0.0015-0.003); hasta 350
kg/cm² se considera 0.002
• La curva es aprox. lineal hasta
0.4-0.5 f’c
• La rama ascendente es aprox.
una parábola

36. 7. Modelos de comportamiento del concreto
sometido a compresión
 Modelo de Hognestad
(1951)
 eo = 0.002
 ecu entre 0.003 – 0.004
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
FACULTAD DE INGENIERIA

37. 7. Modelos de comportamiento del concreto
sometido a compresión
 Modelo del CEB (1951)

38. 7. Modelos de comportamiento del
concreto sometido a compresión
 Modelo de Park-Paulay

39. 8. Modelos de comportamiento del concreto
confinado con estribos sometido a compresión
(a) Chan y Blume
(b) Baker
(c) Roy y Sozen

40. 8. Modelos de comportamiento del concreto
confinado con estribos sometido a compresión
(d) Soliman y Yu
(e) Sargin

41. 9. Concretos de alta resistencia
•F’c > 420 Kg/cm ²
•----------
•a/c bajas
•Uso de superplastificantes
•Uso de micro sílice
•Agregados muy resistentes

42. 9. Concretos Livianos
--Peso específico 1400-1900 Kg/cm²
-------------
•Agregados livianos
• Ec y ft inferiores a los de concretos
normales
•Concretos muy costosos

43. 9. Concretos Livianos
Concreto
normal y liviano
(f’c = 210 y 350
kg/cm²)