Adherencia: Para lograr un desempeño adecuado del hormigón armado es necesario que se desarrollen fuerzas de adherencia entre ambos materiales con objeto de evitar el deslizamiento. Antiguamente cuando se utilizaban barras lisas la adherencia inicial era provista únicamente por la unión química y la fricción mecánica, relativamente débiles. Para evitar estos desplazamientos, se proporcionan anclajes en los bordes, principalmente en forma de ganchos. Finalmente, con un anclaje adecuado, la viga no colapsará aunque la adherencia se extinga en la longitud, comportándose el elemento como un arco atirantado. Esto genera deflexiones más grandes y mayores anchos de griet as que en vigas donde se mantiene la adherencia. Para mejorar este problema, actualmente se utilizan barras corrugadas. En estas barras, los resaltes se apoyan en el hormigón circundante, lo que produce un incremento importante en la adherencia.
Tipos de falla por adherencia: para adherencia: para barras de refuerzo a tracción se han observado dos tipos de falla última por adherencia: desprendimiento directo de la barra y fracturamiento del hormigón a lo largo de la barra. Longitud de desarrollo: es desarrollo: es la longitud de empotramiento necesaria para desarrollar toda la resistencia a tracción de la barra. No existirá falla por adherencia si la longitud real “L” es mayor o igual a la longitud de desarrollo desa rrollo “Ld”. Así, la viga fallará a flexión o cortante en vez de hacerlo por adherencia. adhere ncia. En caso de no alcanzar la longitud de desarrollo se deben hacer dobleces o anclajes en los extremos mediante ganchos, los cuales son equivalentes a la longitud de desarrollo.
Factores que afectan la longitud de desarrollo: -
Resistencia a tracción del hormigón
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Distancia de recubrimiento Espaciamiento entre barras
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Refuerzo transversal (estribos)
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Ubicación vertical de las barras
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Recubrimiento de barras con epóxico
es la distancia necesaria para transmitir el esfuerzo por adherencia desde una barra hasta Empalme o Traslape: Traslape: es otra. -
Se debe evitar la disposición de empalmes de refuerzo en los puntos de máximo esfuerzo y en el caso de ser utilizados se deben alternar
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Es posible utilizar empalmes soldados, pero se debe asegurar que la conexión desarrolle a tracc ión al menos el 125% de la resistencia a tracción de la barra
No se deben emplear traslapes: Dentro de nudos
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Dentro de una distancia de 2h desde la cara del nudo
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Evitar traslapes en zonas de tracción de armadura longitudinal
Condiciones de servicio: es servicio: es importante que el comportamiento del elemento sea satisfactorio para el uso que se le va a dar. Esto no se garantiza sólo con suministrar una resistencia adecuada, ya que las deflexiones (para cargas de servicio y para cargas sostenidas que producen deflexiones a largo plazo) pueden ser muy grandes, pudiendo ocasionar daños a la estructura. Otro aspecto importante es que las grietas de tracción pueden ensancharse lo suficiente de manera que lleguen a ser desagradables a la vista e incluso pueden permitir una corrosión importante de las barras de refuerzo. Es por esto que se requiere un análisis especial, además del análisis de resistencia. Estos métodos tienen por finalidad asegurar que las grietas por flexión se mantengan limitadas en cuanto a su ancho y distribución, y que las deflexiones a corto y largo plazo no se an excesivamente grandes.
Factores que afectan el ancho de grietas: Adherencia entre el hormigón y el acero -
Esfuerzo en el acero Distancia del recubrimiento
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Distribución del refuerzo en la zona de tracción de la viga
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Efecto de las cargas cíclicas cíc licas y de la cargas sostenidas
Control de deflexiones: los elementos de hormigón armado sometidos a flexión deben diseñarse para tener una rigidez adecuada con el fin de limitar deflexiones que puedan afectar la resistencia o funcionamiento de una estructura. En el pasado, el control de defle xiones se lograba en forma indirecta limitando los esfuerzos e n el hormigón y en el acero, diseñando para cargas más conservadoras (más bajas). Actualmente, con el uso del método de diseño a la resistencia y con el uso de materiales más resistentes, se permiten elementos más esbeltos y más pequeños, por lo que se hace necesario controlar las deflexiones mediante otros métodos.
Deflexiones a largo plazo: son causadas por el flujo plástico del hormigón y por la retracción de fraguado. Como resultado de esto, los elementos de hormigón armado continúan deflectándose con el paso del tiempo. Estas deflexiones continúan por muchos años y pueden ser hasta dos o más vec es las deflexiones instantáneas.
Losa: elemento estructural horizontal (o inclinado, en cubiertas) que soporta su propio peso y las sobrecargas de uso, tabiquería, cargas dinámicas, etc (perpendiculares). Su función es transmitir dichas cargas a otros elementos estructurales, como vigas, muros, pilares, fundaciones, etc. Las losas pueden apoyarse en vigas de hormigón armado (se vacía por lo general en forma monolítica con estas vigas), en muros, en elementos de acero estructural,
en forma directa en columnas o e n el terreno (losa de fundación). Por la forma de transmitir cargas, las losas pueden ser: Unidireccionales: que flectan principalmente en una dirección Bidireccionales: que flectan en 2 direcciones La mayor deflexión y esfuerzos se producen en el centro de la luz del lado corto, ya que est e tiene mayor ángulo. Placas planas: losas de hormigón apoyadas directamente sobre columnas, sin la utilización de vigas secundarias o principales. Losas planas: losas de hormigón apoyadas directamente sobre columnas, sin la utilización de vigas secundarias o principales. Se utilizan a menudo cuando las luces no son muy largas y las cargas no son muy grandes. Este tipo de losas pueden incorporar una región con un sobreespesor de losa en los alrededores de la columna (paneles con ábacos) o columnas con forma acampanada en la parte superior (capitel de columna). Estos son mecanismos para reducir los esfuerzos generados por cortante y flexión negativa alrededor de las columnas. Losas reticulares o nevadas: losa con viguetas longitudinales y transversales que se usa con el fin de reducir el peso propio, formando vacíos entre ellas. Además, estas vigas aportan rigidez a la losa. Métodos de diseño de losas: se diseñan como simplemente armadas y evitando el re fuerzo al corte en exceso. Los métodos usados son: Método de diseño directo Método del pórtico equivalente Efecto de las aberturas: las losas en dos direcciones con vigas en los bordes son menos sensibles a los huecos que las losas de placa plana sin vigas, y para aberturas de tamaño moderado por lo general es suficiente suministrar un refuerzo adicional en cada dirección, adyacente a la abertura en cada lado, equivalente al acero interrumpido y extendiéndolo una longitud de desarrollo completa más allá de las aberturas en todas las direcciones. Efecto cargas laterales en losas: durante la vida de una estructura, las cargas vivas y cargas muertas, y los cambios volumétricos del hormigón pueden producir fisuración en las losas. La fisuración reduce la rigidez de los elementos de losa, e incrementan la flexibilidad lateral cuando actúan sobre la estructura cargas laterales. En un correcto diseño debe considerarse el agrietamiento de la losa en el cálculo de la rigidez, sin pasar por alto los desplazamientos laterales relativos entre pisos causados por viento o sismos. Por lo tanto para cargas laterales, es recomendable combinar los resultados del análisis sísmico con el análisis bajo cargas gravitatorias. Para el desarrollo de losas irregulares tanto en geometría como en condiciones de contorno, es recomendable el uso de elementos finitos para la determinación de e sfuerzos y deformaciones.
