06 fundamentos del hormigón armado

8/16/2019 06 Fundamentos Del Hormigón Armado

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26/10/20

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONALFACULTAD REGIONAL SAN RAFAEL

ANÁLISIS ESTRUCTURAL II

COMPORTAMIENTO A FLEXIÓN DEELEMENTOS DE HORMIGÓN CONFINADO

1

Cristian BayIngeniero Civil

[email protected]

- 2.015 -

HORMIGÓN

2

Cristian Bay

UTN-FRSR


Comportamiento a flexión de elementos de hormigón confinado

Comportamiento a Tracción

-CIRSOC 201-05

= 0,70


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Cristian Bay

UTN-FRSR



- Relación tensión-deformación

HORMIGÓN

Comportamiento a Compresión

4

Cristian Bay

UTN-FRSR



- Comportamiento a cargas monotónicas

HORMIGÓN



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Cristian Bay

UTN-FRSR



ACERO DE REFUERZO

Comportamiento a Tracción

6

Cristian Bay

UTN-FRSR



ACERO DE REFUERZO


0.00 0.05 0.10 0.15

C om p r e s s i v e s t r ai n

C o m

p r e s s i v e s t r e s s

f y

e i n f o c i n g ba r i n c omp r e s s i o n

Loos e l y r e s t r a in ed ba r

C l o s e l y

r e s t r a i n ed ba r M i r r o ed t e n s i l e

s t r e s s - s t r a i n re s pons e

Bonelli, 2010. Sismo de Chile

Alarcon, 2014. Effectof axial

load in seismicbehavoirof

reinforced concrete Wall withunconfined Wall boundaries.


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Cristian Bay

UTN-FRSR



ACERO DE REFUERZO


8

Cristian Bay

UTN-FRSR



ACERO DE REFUERZO

Prescripciones reglamentarias

E=200000Mpa

Fy=420Mpa

fy REAL < 1,30fy

fu REAL


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Cristian Bay

UTN-FRSR



HORMIGÓN CONFINADO


Cristian Bay

UTN-FRSR



DIAGRAMA MOMENTO CURVATURA

CURVA ESQUEMATICA

F

L

Mu=F x L

Mcr

ϕcr ϕy ϕu

MuMy

MODELO

I

Definido por el inicio del agrietamiento en el hormigón.

II Definido por el inicio en la fluencia del acero de tracción.

III Definido por el agotamiento en la deformación de compresión en el hormigón.

10


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UTN-FRSR




• Este punto define la rigidez elástica de la sección

• No se considera la colaboración del acero

• Las consideraciones realizadas son las mismas de la

resistencia de materiales

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INICIO DEL AGRIETAMIENTO DEL HORMIGÓN

Mcr

ϕcr

000

2

607

14,0

.3557

'.

c

w

CR

ww

h

c f hb Mcr

ε

ϕ

Cristian Bay

UTN-FRSR




• Este punto indica el inicio de la fluencia en la sección.

• Se considera una variación lineal del bloque de hormigón

• Proceso iterativo con la variación del eje neutro

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INICIO DE FLUENCIA DE LA CAPA TRACCIONADA

d k d

d k

Es

Fy

d k

Ec

Esn

d bw

As

d bw

As

nnd

d n j

d d Ass f jd d jd bc f My

c

y

y

w

.

.

.1

;

.

'';

.

.'.''.

2.'

)''.(.´2 / ..´85.0

22

ε

εϕ

ρρ

ρρρρρρ


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Cristian Bay

UTN-FRSR




• Este punto indica el inicio de la fluencia en la sección.

• Se considera una variación lineal del bloque de hormigón

• Proceso iterativo con la variación del eje neutro

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INICIO DE FLUENCIA DE LA CAPA TRACCIONADA

Mcr

ϕcr ϕy

My

'.

.56.1

d d Fy As My

d

y

y

ε

ϕ

Según N.Priestley(2000)

Cristian Bay

UTN-FRSR




• Está definido por la capacidad de deformación última del hormigón.

• El acero de tracción se encuentra en fluencia completa.

• Proceso iterativo con la variación del eje neutro.

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RESISTENCIA FINAL DE LA SECCIÓN

ca

f b

fs A Asa

Fya

d a Es Es f

f ACs

Fy AsTs

ab f Cc

d d Csd Cc Mu

cuu

c

s

s

ss

wc

a

004.0.

..85.0

...003.0.

.

.

..85,0

'.

1

'

'

'1'

s

'

''

'

2

βεϕ

βε

β


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Cristian Bay

UTN-FRSR




• Está definido por la capacidad de deformación última del hormigón.

• El acero de tracción se encuentra en fluencia completa.

• Proceso iterativo con la variación del eje neutro.

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RESISTENCIA FINAL DE LA SECCIÓN

Mcr

ϕcr ϕy

My

Mu

'. d d Fy As Myc

cuu

ε

ϕ

Cristian Bay

UTN-FRSR



LIMITES DE DESEMPEÑO

16

Curvatura,f

M o m e n t o , M

00

M f

Mn

1

Ec It

Mcr Ci

Si Ciii

Civ Sii

Siii

f u

Cv

o

Siv

f ’ y

Curvatura de fluencia inicial

(la menor entre Si y Cii)

Cii


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• Ci) Agrietamiento del concreto

• Consecuencia: aparición de grietas

• Acción requerida: ninguna, las grietasprácticamente desaparecerán

Nota: Generalmente no se considera los esfuerzo causados por la

retracción del concreto

e ct

(+) (-)

e ct = e cr

Límites de Desempeño en el Concreto

Cristian Bay

UTN-FRSR




18

• Cii) Esfuerzo máximo acompresión en el concreto noconfinado

• Consecuencia: ninguna

• Acción requerida: quizá ninguna

’

c-f

(+)

(-)

e c = -0.002

e c


-εc

’cf

Cristian Bay

UTN-FRSR





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• Ciii) Descascaramiento inicial delrecubrimiento

• Consecuencia: descascaramiento, se obtienela capacidad nominal a flexión

• Acción requerida: quizá ninguna

(+)

(-)

e c = -0.004

e c


Cristian Bay

UTN-FRSR




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• Civ) Delaminación del recubrimiento

• Consecuencia: delaminación del recubrimiento,exposición del refuerzo

• Acción requerida: reparar y restaurar laprotección del refuerzo contra la corrosión yfuego

(+)(-)

e c = -0.004 e c

Long. bar


Cristian Bay

UTN-FRSR





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• Cv) Aplastamiento del núcleo de concreto

• Consecuencia: pandeo del refuerzo longitudinal,posible deformación de los ganchos del refuerzotransversal, pérdida rápida de la resistencia a la

flexión. Fin de la capacidad de rotación.

• Acción requerida: reparación exhaustiva odemolición

(+)

(-)

e c

Long. bar


Cristian Bay

UTN-FRSR




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(+)

(-)

e s

e s = e y

Límites de Desempeño en el Refuerzo Longitudinal

Barra crítica

• Si) Fluencia a tracción del refuerzolongitudinal en el extremo de la sección

• Consecuencia: aparecerán algunas grietasresiduales. Éstas serán de un ancho menor a0.2mm.

• Acción requerida: no se require ninguna acción

Cristian Bay

UTN-FRSR





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• Sii) Deformación unitaria del 1% en la barraextrema a tracción

• Consecuencia: grietas residuales puedenalcanzar 0.8 mm de ancho

• Acción requerida: considere inyectar las grietas,especialmente si el medio ambiente es agresivo

(+)

(-)

e s

e s = 1


Cristian Bay

UTN-FRSR




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• Siii) Comienzo del pandeo

•Consecuencia: ninguna, imperceptible, lo únicoque se nota es la pérdida del recubrimiento

• Acción requerida: se necesita restaurar elrecubrimento

(+)

(-)

e cf

f

e s

10

100

h

bs c

s

d ε ε

sh = hoop spacing

d b = long. bar diameter


Cristian Bay

UTN-FRSR





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• Siv) Fractura del refuerzo longitudinal

• Consecuencia: pérdida rápida de la resistencia ala flexión. Fin de la capacidad de rotación.

• Acción requerida: reparaciones costosas,considere incluso la demolición del elemento

(+)

(-)

e c

ff

e s

414

30.004

100 2

h

b sus c c

s

d and

εε ε ε

sh = hoop spacing

d b = long. bar diameter


Cristian Bay

UTN-FRSR




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• Siv) Fractura del refuerzo longitudinal

luego del pandeo

Microgrieta


Cristian Bay

UTN-FRSR





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• DS1: no se requiere ninguna acción remedial

• DS2: estado de ocupación inmediata. Se necesitan reparar los daños perola reparación no requiere el desalojamiento de la edificación o lainterrupción de operaciones en una obra civil

• DS3: estado de prevención de pérdida de vidas, se requieren reparacionessubstanciales, incluso se debe considerar la demolición de la estructura

Clasificación de los Límites de Desempeño de los Materiales

DS1

ci

cii

ciii

si

sii

DS2

civ

siii

DS3

cv

siv

Cristian Bay

UTN-FRSR




Cristian Bay

UTN-FRSR



RESPUESTA MOMENTO CURVATURA EN VIGAS

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