Construcciones en Concreto Armado – Ing. Gianfranco Ottazzi | PDF

1. Construcciones en Concreto Armado Ing. Gianfranco Ottazzi P.
2. ¿Por qué debemos hacer bien las cosas? – Diseñar – Detallar – Construir – Supervisar
3. Una de nuestras principales preocupaciones: Los sismos Peru
4. Una de nuestras principales preocupaciones: Los sismos Turquía
5. Una de nuestras principales preocupaciones: Los sismos Turquía, Filipinas
6. Una de nuestras principales preocupaciones: Los sismos Popayán, Colombia
7. Losas planas sin vigas Hospital Juárez – Terremoto Méjico 1985 Una de nuestras principales preocupaciones: Los sismos
8. Viaducto Hanshin –Kobe 1995 –Diametro Columnas 3.1 m Una de nuestras principales preocupaciones: Los sismos
9. Chile, 2010 Una de nuestras principales preocupaciones: Los sismos
10. Chile, 2010
11. Las solicitaciones ocasionadas por un sismo fuerte, son, en edificios convencionales, las solicitaciones más severas que deberá resistir una estructura durante su vida útil
12. La construcción: La materialización del proyecto Las prácticas constructivas no deben modificar: – La seguridad de la estructura. – Las condiciones de servicio (fisuración, deflexiones)
13. Los pilares para una seguridad “razonable” y un buen comportamiento bajo condiciones de servicio son: – La estructuración del edificio. La fase conceptual del proyecto. – El diseño y detallado de los refuerzos. – La calidad de los planos. – La compatibilidad entre los diversos sistemas que conforman el edificio (sanitarios, eléctricos, mecánicos, seguridad, comunicaciones, etc.) – La construcción: La materialización del proyecto.
14. Calidad del Concreto
15. Calidad del Concreto Resistencia a la Compresión fc se utiliza como indicador de la calidad del concreto. Pueden existir otros indicadores (resistencia a la tracción, tracción por flexión, abrasión, potencial de retracción y de flujo plástico, resistencia a los ataques de sulfatos, impermeabilidad, etc.). Los códigos relacionan las características mecánicas del concreto con fc .
16. Resistencia a la Compresión Se determina sobre ensayos de laboratorio: – Proceso de confección de las probetas. – Probetas Cilíndricas 6” x 12” (el ACI acepta 4” x 8”). – Proceso de curado (laboratorio, obra). – Proceso de ensayo. Ensayo controlado por carga o por deformación.
17. Slump = 8” f’c = 210 (probetas)
18. Resistencia a la Compresión
19. Resistencia a la compresión
20. Principales Factores que Afectan – fc – Asumiendo que tanto los agregados como el cemento son de buena calidad.
21. Influencia de la relación w/c en la resistencia y la forma de la curva. Influencia de la relación w/c Cuidado con el agua añadida en obra Relación agua cemento (w/c). Una w/c baja reduce la porosidad del concreto endurecido, mejora la traba entre los sólidos
22. Efecto de w/c en concretos con y sin aire incorporado.
23. El aire incorporado en la mezcla a través de aditivos, tiende a reducir la resistencia en compresión. También aire atrapado por una consolidación no adecuada del concreto dentro de los encofrados, tiende a reducir la resistencia.
24. Condiciones de humedad y temperatura durante el curado. Proceso continuo de hidratación del cemento.
25. Resistencia del Concreto en la Estructura Real La resistencia del concreto en la estructura real, tiende a ser menor que el fc de laboratorio. En teoría, las probetas de laboratorio miden el potencial resistente del concreto al cual representan.
26. Las principales razones son: Diferencias en el curado. Diferencias en la colocación y compactación. Efecto de la migración del agua hacia arriba (vigas). Efecto de la segregación en las columnas. Diferencias de forma y tamaño. Diferencias en el régimen de esfuerzos entre la probeta y el elemento real.
27. Segregación de los agregados
28. Cangrejeras y segregación en una columna. f ’c = ??
29. Cangrejeras en una placa. f ’c = ??
30. Cangrejeras en placas delgadas f ’c = ??
31. Cangrejeras (vacíos)
32. Cangrejeras, ausencia de recubrimiento
33. Curado ??
34. La resistencia del concreto en una estructura real no se puede estimar con precisión. En caso de serias dudas sobre la calidad del concreto colocado, se puede acudir a los testigos perforados o al Esclerómetro para tener una idea de la uniformidad del concreto.
35. Extracción de testigos de una estructura existente
36. Extracción de testigos
37. Esclerómetro para tener una idea de la uniformidad del concreto
38. Muros Anclados
39. Cuidado con el apuntalamiento
40. Cuidado con la secuencia de excavación
41. Cuidado con el llenado del concreto
42. Recubrimiento de concreto para el refuerzo
43. Recubrimiento de concreto para el refuerzo – Protección del refuerzo de acero contra agentes externos tales como la humedad. – Protección del refuerzo contra el fuego El concreto protege al acero de la acción directa de las altas temperaturas que se pueden alcanzar en un incendio. Cuando mayor sea el recubrimiento de concreto, mayor será el tiempo de exposición a las altas temperaturas que puede soportar el acero.
44. Recubrimiento de concreto para el refuerzo – Adherencia entre el acero y el concreto Un adecuado recubrimiento permite que se desarrollen plenamente los esfuerzos de adherencia entre el acero y el concreto. Recubrimientos insuficientes pueden conducir a fallas prematuras de adherencia.
45. Recubrimiento de concreto para el refuerzo . – Facilidad de colocación del concreto: Los recubrimientos mínimos permiten que el concreto fluya fácilmente alrededor de las barras. Si los recubrimientos son muy pequeños es posible que el concreto no llene completamente el espacio comprendido entre las barras y las superficies libres del elemento.
46. Falta de recubrimiento
47. Falta de recubrimiento
48. Anclaje del refuerzo???
49. Falta de recubrimiento , mala calidad del concreto
50. Recubrimiento excesivo
51. Espaciamiento entre armaduras de refuerzo Espaciamiento Mínimos Espaciamientos máximos.
52. Espaciamiento entre armaduras de refuerzo – Espaciamiento Mínimos – Necesidad de garantizar el flujo del concreto fresco dentro de los espacios libres entre las barras y entre estas y el encofrado, de tal modo que no se generen “cangrejeras” en el concreto.
53. Espaciamiento entre armaduras de refuerzo Espaciamiento Mínimos – Asegurar la adherencia entre las barras y el concreto. Si las barras de una capa están poco espaciadas, puede sobrevenir una falla de adherencia que se manifiesta con una hendidura (split) a lo largo del concreto a la altura de la capa de refuerzo.
54. Espaciamiento entre armaduras de refuerzo
55. Espaciamiento entre armaduras de refuerzo – Espaciamiento Máximos Asegurar un agrietamiento mejor distribuido y evitar que grandes porciones de concreto se queden sin ningún refuerzo.
56. Corrosión del Acero de Refuerzo Durabilidad. Las estructuras de concreto armado no son eternas
57. Corrosión del Acero de Refuerzo (Durabilidad) La corrosión del acero de refuerzo es considerada uno de los problemas más importantes para el mantenimiento de obras civiles tales como puentes, túneles, muelles y edificios. Los daños que puede ocasionar la corrosión pueden tener un impacto económico y social muy importante.
58. Corrosión del Acero de Refuerzo El concreto protege al acero de refuerzo mediante dos mecanismos: 1)Formando una barrera física que separa a las barras de refuerzo de la exposición directa al medio ambiente. 2) Debido a que la solución encerrada en los poros del concreto es altamente alcalina se forma una capa pasiva que protege al acero de la corrosión.
59. Corrosión del Acero de Refuerzo Cómo se afecta la durabilidad de la estructura: • La corrosión reduce la sección de las barras de acero y merma fuertemente su adherencia con el concreto. La capacidad estructural del elemento resulta seriamente comprometida. • El volumen de la herrumbre volumen es varias veces superior al de los componentes que le dieron origen. Este aumento de volumen genera esfuerzos internos de tracción en el concreto que agrietan progresivamente el recubrimiento de concreto e incluso, lo desprenden totalmente en situaciones de corrosión avanzada.
60. Corrosión del Acero de Refuerzo Cuando el concreto está expuesto a condiciones externas “agresivas” tales como la presencia de fuentes externas de cloruros provenientes de la aplicación de productos anticongelantes, agua de mar, rocío del agua de mar, agua salobre, aguas servidas, suele ser necesario incrementar los recubrimientos de concreto. Cuando las condiciones de exposición son agresivas no resulta suficiente incrementar los recubrimientos, en estos casos la calidad del concreto y su impermeabilidad son decisivos para una adecuada protección del refuerzo.
61. Cangrejeras, ausencia de recubrimiento
62. Falta de recubrimientos. Mala calidad de concreto
63. Corrosión en las armaduras de un aligerado exterior. Falta recubrimiento. Acero mal colocado
64. Corrosión en las armaduras de un aligerado. Falta recubrimiento. Acero mal colocado
65. Volados Expuestos a la brisa marina
66. Tabiquería (Elementos no Estructurales)
67. Tabiquería (Elementos no Estructurales) No le prestamos la atención debida: – Tabiques sin amarre (columnitas). – Mala calidad del ladrillo. – Espesores reducidos. – No hay supervisión del mortero ni de sus componentes. – Las instalaciones eléctricas y sanitarias debilitan seriamente a los tabiques.
68. Aporticado con muros de relleno
69. Terremotos de Pisco y Tacna
70. Terremotos Turquía y Popayán
71. Tubos para instalaciones sanitarias. Y el muro portante de ladrillo? Bien, gracias.
72. Tubos para instalaciones eléctricas. Y el tabique de ladrillo? Bien, gracias.
73. Tubos para instalaciones eléctricas. Y el muro portante y la columna? Bien, gracias.
74. Encofrados
75. Encofrados
76. Desencofrado Prematuro
77. Juntas de llenado
78. Se recupera la fe en la humanidad
79. Se recupera la fe en la humanidad
80. Funciones o Propósitos del Refuerzo Los refuerzos de acero en el concreto cumplen numerosas funciones, para construir bien hay que entender las funciones que está cumpliendo cada refuerzo colocado por el diseñador
81. Funciones o Propósitos del Refuerzo 1) Resistir los esfuerzos de tracción. Acero longitudinal y estribos (tracción diagonal corte y torsión). 2) Asegurar que los anchos de grieta, bajo condiciones de servicio, no excedan de ciertos límites. 3) Prevenir el agrietamiento excesivo producido por la retracción y los cambios de temperatura restringidos.
82. Funciones o Propósitos del Refuerzo 4) Proveer fuerzas de compresión cuando el concreto solo no puede resistir los esfuerzos actuantes. 5) Restringir el pandeo de las armaduras en compresión (estribos). 6) Proveer confinamiento al concreto en las zonas de esfuerzos de compresión altos de vigas, columnas, nudos.
83. Las múltiples funciones de los refuerzos
84. Las múltiples funciones de los refuerzos
85. Falla por cortante
86. Falla por cortante en columna. Sismo Moquegua 2001
87. Falla por cortante en columna con estribos. Sismo San Fernando 71
88. Falla masiva por cortante en columna. Con fractura de estribos
89. Falla masiva en columnas.
90. Falla por cortante en placas
91. Pandeo del refuerzo longitudinal. Ausencia de estribos
92. Falla masiva en placa. Pandeo de armaduras. Ausencia de estribos.
93. Pandeo del refuerzo longitudinal. Ausencia de estribos en el nudo.
94. Pandeo del refuerzo longitudinal. Ausencia de estribos en el nudo.
95. Falla masiva en nudos
96. ¿Y los estribos en el nudo?
97. Colocación del Acero de Refuerzo
98. Norma de Concreto – Estribos Ganchos sísmicos: doblez de 135 grados más una extensión de 8 db al extremo libre de la barra, extensión no menor de 75mm. 8 db 75 mm 8 db 75 mm
99. Estribos Abiertos
100. Estribos deficientes. Mala habilitación del fierro
101. Elementos de borde en Placas
102. Pandeo del refuerzo longitudinal. Ausencia de estribos
103. Empalmes En los empalmes traslapados con las barras en tracción, los esfuerzos se transfieren de una barra a otra por adherencia. En los empalmes traslapados con las barras en compresión, parte de los esfuerzos se transfieren por efecto de punta (apoyo directo de la barra sobre el concreto). En consecuencia las barras en tracción necesitan mayores longitudes de anclaje y empalme.
104. • Empalmes 100% de barras verticales empalmadas
105. Empalme del 100% de las Barras
106. Anclajes y Empalmes • Posibilidad de emplear dispositivos mecánicos para el anclaje y empalme de barras.
107. Juntas de construcción Tal vez sea uno de los aspectos más descuidados de la construcción.
108. Juntas de Construcción
109. Proceso constructivo deficiente. Junta fría horizontal en vigas
110. Juntas de Construcción
111. Juntas de llenado
112. Juntas de llenado
113. Juntas de llenado en placas
114. Juntas de llenado en placas. Transferencia del Cortante?
115. Juntas de llenado en placas. Transferencia del Cortante?
116. Incompatibilidad entre Estructuras e Instalaciones Ductos y cajas para instalaciones eléctricas. Del muro de concreto no quedó nada
117. Ductos y cajas para instalaciones eléctricas. Del muro de concreto no quedó nada
118. Años 1920 – 1935
119. MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION Pontificia Universidad Católica del Perú Departamento de Ingeniería Sección Ingeniería Civil Ing. Gianfranco Ottazzi Pasino