TECNOLOGIA DEL CONCRETRO

Presentación del tema: "TECNOLOGIA DEL CONCRETRO"— Transcripción de la presentación:

1 TECNOLOGIA DEL CONCRETRO
DOCENTE: Ing. Daniel Vergara Alumno: César Palomino Tamayo

2 Semana 4: Temas: Resistencia de diseño Resistencia promedio Factores de seguridad Desviación Estándar

3 RESISTENCIA DE DISEÑO Conceptos previos
Resistencia de diseño — Resistencia nominal multiplicada por el factor de reducción de resistencia  que corresponda. Resistencia Nominal — Resistencia de un elemento o una sección transversal calculada con las disposiciones e hipótesis del método de diseño por resistencia de esta Norma, antes de aplicar el factor de reducción de resistencia. Resistencia Requerida — Resistencia que un elemento o una sección transversal debe tener para resistir las cargas amplificadas o los momentos y fuerzas internas correspondientes combinadas según lo estipulado en esta Norma. Conceptos previos

4 Resistencia de diseño El Método de Diseño por Resistencia provee un determinado margen de seguridad estructural mediante dos recursos: 1. Disminuye la resistencia nominal mediante el uso de un factor de reducción de la resistencia φ 2. Aumenta la resistencia requerida usando cargas o solicitaciones mayoradas. Este criterio se materializa en el Reglamento exigiendo que en todas las secciones se cumpla la siguiente inecuación: Donde, a su vez: Siendo: Factor φ: Factor menor que la unidad que reduce la resistencia para considerar las incertidumbres en los materiales y en las dimensiones Resistencia Nominal: Resistencia de un elemento o de una sección transversal antes de aplicar cualquier factor de reducción de la resistencia. Factor de Carga: Factor que incrementa la carga para considerar las incertidumbres en la variación de las cargas de servicio. Carga de Servicio: Carga especificada por el reglamento de acciones correspondiente (no mayorada)

5 Resistencia de diseño Vs Resistencia Nominal
Las reglas para el cálculo de la resistencia nominal se basan en los estados límites establecidos para tensión, deformación, fisuración o aplastamiento, y concuerdan con resultados experimentales para cada tipo de acción estructural. La resistencia nominal se evalúa asumiendo que la sección tendrá exactamente las dimensiones y las propiedades de los materiales supuestas en los cálculos. La resistencia de diseño proporcionada por un elemento estructural, sus uniones con otros elementos y su sección transversal, es igual a la resistencia nominal calculada de acuerdo con las ecuaciones e hipótesis estipuladas en el Reglamento, multiplicada por un factor de reducción de la resistencia φ. Esta reducción toma en cuenta: La variabilidad de la resistencia de los materiales Los efectos de la velocidad de aplicación de cargas La variabilidad de la resistencia in situ vs. la resistencia de una probeta Los efectos de las tensiones residuales de contracción Las tolerancias y errores en las dimensiones de la sección transversal Las tolerancias y errores en la colocación de las armaduras Las tolerancias de fabricación y laminación de las barras de armadura Las hipótesis y simplificaciones usadas en las ecuaciones de diseño El tipo de falla que podría producirse

6 Valores del factor de reducción de la resistencia φ según el tipo de solicitación

7 Factores de reducción de resistencia para hormigón estructural simple
El Reglamento especifica que para la flexión, compresión, corte y aplastamiento del hormigón simple Se debe utilizar el factor de reducción de la resistencia φ = 0,65 Se considera que tanto la resistencia a la tracción por flexión, como la resistencia al corte del hormigón simple, dependen de la resistencia a la tracción del hormigón, que no posee reservas de resistencia ni de ductilidad.

8 Factores de Carga

9 RESISTENCIA PROMEDIO La resistencia a la compresión promedio requerida, la cual ha de emplearse como base para la selección de las proporciones de la mezcla de concreto, deberá ser el mayor de los valores obtenidos a partir de la solución de las ecuaciones: Igualmente, la resistencia promedio puede obtenerse directamente a partir de los valores de la tabla (N° 2), entrando en la misma con el valor de la desviación estándar y de la resistencia de diseño especificada. Esta tabla ha sido calculada a partir de las ecuaciones anteriores.

10 Resistencia promedio por el método de Walker
Pero, cuando no se cuente con un registro de resultados de ensayos que posibilite el cálculo de desviación estándar de acuerdo a lo indicado, la resistencia promedio requerida deberá ser determinada empleando los valores de la tabla (N°3) debiendo la documentación de la resistencia promedio estar de acuerdo con lo indicado en diseño de mezcla por el método de WALKER

11 Resistencia promedio según el Comité Europeo del Concreto
Los métodos expuestos en los acápites anteriores corresponden al american concrete institute (ACI). El comité europeo del concreto ha desarrollado, igualmente, una ecuación general para la determinación de la resistencia promedio.

12 El coeficiente de Variacion (V):
V =Desviación/promedio No confundir con la varianza. Esta tabla considera el numero de ensayos o probetas que se hallan hecho Importante recordarlo

13 FACTORES DE SEGURIDAD El coeficiente de seguridad (también conocido como factor de seguridad) es el cociente entre el valor calculado de la capacidad máxima de un sistema y el valor del requerimiento esperado real a que se verá sometido. Por este motivo es un número mayor que uno, que indica la capacidad en exceso que tiene el sistema por sobre sus requerimientos. En este sentido, en ingeniería, arquitectura y otras ciencias aplicadas, es común, y en algunos casos imprescindible, que los cálculos de dimensionado de elementos o componentes de maquinaria, estructuras constructivas, instalaciones o dispositivos en general, incluyan un coeficiente de seguridad que garantice que bajo desviaciones aleatorias de los requerimientos previstos, exista un margen extra de prestaciones por encima de las mínimas estrictamente necesarias. “ El factor de seguridad siempre utiliza un valor basado en fallas catastróficas ”

14 FACTORES DE SEGURIDAD Las fórmulas y criterios de diseño estructural involucran una serie de factores de seguridad que tienden a compensar las variaciones entre losresultados. El % pruebas que pueden admitirse por debajo del f"c especificado va a depender de: - El expediente Técnico - El Reglamento de Diseño - El diseñador Cualquiera que sea el criterio, se traduce como la resistencia del concreto requ erida en obra f"cr debe tener un valor por encima del f"c

15 Las fórmulas y criterios de diseño estructural involucran una serie de factores de seguridad que tienden a compensar las variaciones entre los resultados. El % pruebas que pueden admitirse por debajo del f’’c especificado va a depender de: - El expediente Técnico - El Reglamento de Diseño - El diseñador Cualquiera que sea el criterio, se traduce como la resistencia del concreto requerida en obra f"cr debe tener un valor por encima del f"c

16 Calculo del factor de Seguridad

17 Usualmente se emplea el método de los estados límites para proyectar y justificar mediante cálculo una determinada edificación. Esto se puede ilustrar si se considera un ejemplo concreto, como por ejemplo el valor de la presión del viento sobre una fachada de un edificio pW. Esta magnitud es una variable aleatoria que para cada instante de tiempo tendrá un valor diferente, cuando no sople viento será cero o un valor muy pequeño, y cuando existan fuertes vientos alcanzará un valor más grande. La presión del viento podrá caracterizarse mediante una distribución de probabilidad. El valor "probable" o valor característico pW, k se define como el valor tal que: Es decir un valor que con un 95% de probabilidad no será superado (obsérvese aún 1 de cada 20 días el valor de la presión ejercida por el viento superará ese valor probable). En esas condiciones se define el valor de cálculo o valor de dimensionado bajo la acción como:

18 En este caso el coeficiente de seguridad global se estima como:
Este último valor será rebasado con una probabilidad muy pequeña, si el coeficiente de mayoración se escoge adecuadamente. Por otra parte, los métodos de la resistencia de materiales permiten calcular cuanta carga de viento es capaz de resistir una estructura en perfecto estado y construida con materiales en perfecto estado con una resistencia específica. Si se admite que por factores aleatorios y esencialmente imprevisibles el material no está en perfectas condiciones o pueda resultar algo menos resisten de lo previsto, se define la capacidad última de la edificación como En este caso el coeficiente de seguridad global se estima como:

19 CALCULO DE LA DESVIACION ESTANDAR
Si la compañía constructora tiene un registro de sus resultados de ensayo de obras realizadas durante los últimos doce meses, el cual está basado en por lo menos 30 resultados de ensayos consecutivos de resistencia a compresión, o en 2 grupos de resultados de ensayos que totalizan por lo menos 30 y se han efectuado en dicho periodo, deberá calcularse la desviación estándar de estos resultados.

20 El registro de los resultados de ensayos de resistencia en compresión, a partir del cual se calculará la desviación estándar deberá: A) Representar materiales, procedimientos de control de calidad y condiciones de trabajo similares a aquellos que se espera en la obra que se va a iniciar. Las diferencias existentes en materiales y proporciones del registro del conjunto de ensayos no deberán ser mas rigurosas a aquellas que se ha especificado para la obra propuesta. B)Representar a concretos preparados para alcanzar una resistencia en compresión de diseño especificada del orden de la del trabajo a ser iniciado; aceptándose un rango de variación de 35 kg/cm2, para resistencias en compresión hasta de 280 kg/cm2, y de 70kg/cm2 para resistencias mayores en relación a las resistencias de diseño especificada para la obra propuesta. C) Consistir de por lo menos 30 resultados de ensayos consecutivos, o de 2 grupos de ensayos consecutivos que totalicen por lo menos 30 ensayos.

21 Para las condiciones indicadas en el acápite anterior de la desviación estándar se calculara a partir de los resultados con que se cuenta, aplicando la siguiente ecuación

22 Si solo se posee un registro de 15 a 29 ensayos consecutivos, la desviación estándar calculada es amplificada por los factores de corrección dados por la tabla 01 obteniéndose un valor equivalente a aquel de registro de 30 ensayos En ambos métodos la desviación estándar usada en el cálculo de la resistencia promedio requerida debe ser obtenida bajo condiciones similares a las consideradas, es importante para asegurar la aceptabilidad del concreto, lo que significa que deberán utilizarse materiales y métodos de producción similares y que la resistencia empleada en el cálculo se la desviación estándar estará dentro de un rango de 70 k/cm2 de la resistencia especificado. Cuando existan dudas el valor de la desviación estándar usado para calcular el valor de la resistencia promedio requerida debe estar siempre en el lado conservador