1. Explique cada una de las hipótesis utilizadas para calcular la resistencia en flexión de una sección de concreto armado ¿Cuáles de ellas son las indispensables y cuáles son las simplificadoras, admitidas por los códigos? Página 143 Indispensables: Las secciones permanecen planas. Se desprecia la resistencia a tracción del concreto. Existe, perfecta adherencia entre el concreto y el acero de refuerzo. Los esfuerzos en el concreto y en el acero pueden ser calculados utilizando sus relaciones constitutivas
(σ −ε )
Simplificadoras: El acero es elastoplástico perfecto. Se puede usar el bloque de compresiones para el concreto.
εc
Es igual a 0.003; deformación máxima del concreto.
2. Explique el motivo por el cual los códigos exigen un área mínima de acero en tracción por flexión en las vigas. Página 160 La norma peruana y el ACI, requieren un acero mínimo, tal que resista el momento de agrietamiento de la sección y esto se requiere para que no se produzca falla frágil en la sección. Colocar menos que el acero mínimo es como si el concreto estuviese solo trabajando a tracción, lo que induciría a una falla frágil. 3. Comente los principales factores o variables que influyen en las deflexiones de los elementos de concreto armado sometidos a flexión. Página 297
La resistencia a tracción del concreto ya que de esta depende el inicio de las fisuras las cuales aumentan las deflexiones. El módulo de elasticidad del concreto. Cantidad de acero por flexión, a mayor cantidad menos deflexiones. Cambio en la cantidad de acero a lo largo del elemento. Patrón de grietas. Creep o flujo plástico y por ende las historia de las cargas de los elementos. Retracción o contracción por secado.
4. Explique las principales diferencias en el cálculo de deflexiones de vigas de concreto armado entre la norma peruana y el reglamento del ACI ¿Cuál es más conservador y por qué? Página 295 El ACI que desde el 2002 considera una carga U igual a 1.2D +1.6L, y la Norma E.060 2009 una carga U igual a 1.4D + 1.7L. Por ende la Norma E.060 es más conservadora, y con un diseño el acero necesario de flexión será mayor y los
esfuerzos bajo cargas de servicio en el acero serán menores. Pues con un diseño basado en el ACI-08 existe mayor riesgo de exceder los límites tolerables de fisuración y deflexiones por flexión, en tal caso será necesario revisar con cuidado ambos estados límites. 5. Comente los principales factores que influyen en las deflexiones diferidas de elemento sometidos a flexión simple Página 305 La influencia del creep y
la retracción. Interviene un parámetro
(ζ )
en
función de la duración de la carga y la cuantía del acero en compresión en el centro del tramo para vigas simples o continuas y en el apoyo para voladizos.
λ=
ζ 1+50 ρ '
6. Explique claramente todas las funciones que pueden cumplir los estribos en una columna de concreto armado. Página 374 Montaje, facilita el ensamblaje de las armaduras longitudinales. Pandeo, evita pandeo de barras verticales en compresión. Confinamiento, confinan el concreto comprimido y confiere mayor ductilidad aumentando la deformación de agotamiento del concreto
ε cu .
Control de agrietamiento, controla el agrietamiento diagonal por cortante evitando falla frágil. 7. Diferencia entre estribos abiertos y cerrados. Página 375 y Norma E.060 Art. 7.1 y 21.1)
Abiertos, se usan en elementos sin responsabilidad sísmica ya que no sirven para confinar el concreto (elementos que no tengan que disipar energía). Cerrados, obligatorio en elementos sometidos a torsión y con responsabilidad sísmica. Gancho a 135 grados.
8. Explique las razones por las cuales es necesario limitar el ancho de grietas en un elemento de concreto armado en flexión. Página 280 y 286
Durabilidad, esto tiene que ver con el ataque de los sulfatos, corrosión del acero de refuerzo, ciclos de congelación y deshielo, ataque de sustancias acidas. Evitar que se pierda el acondicionamiento acústico. Apariencia, anchos de grietas muy grandes son estéticamente inaceptables porque generan daños en los acabados. Impermeabilización, evita filtraciones en estructuras que retienen líquidos
9. Explique dos razones por las cuales las dimensiones del elemento afectan la magnitud del creep que puede experimentar una columna bajo cargas sostenidas. Página 49
La intensidad del esfuerzo de compresión aplicado, hasta 0.5f´c, las deformaciones por creep son proporcionales a las deformaciones elásticas y también a la magnitud del esfuerzo. Al incremento de este esfuerzo el creep se incrementa rápidamente. Si el elemento tiene dimensiones mayores que las necesarias por resistencia, el esfuerzo aplicado será bajo, en consecuencia también el creep La relación real superficie-volumen del elemento, cuanto mayor sea esta relación, mayor será el creep y la retracción que experimenta el elemento.
10. ¿Cuáles son los dos principales factores que controlan los diámetros mínimos de doblado del acero de refuerzo? Página 74
Capacidad (Ductilidad) del acero, de doblarse sin romperse o rajarse. Necesidad de prevenir el aplastamiento del concreto dentro del doblez.
11. ¿Qué Representa el ancho efectivo del ala “be” en compresión en una sección T? ¿Cuáles son los factores que más influyen en el ancho efectivo? Página 227 Ancho en el cual se puede suponer un esfuerzo uniforme de las compresiones originadas por la flexión, es decir un ancho en el cual la resultante de compresiones
( fc max ) x (be hf )
es la misma que se desarrolla en el ancho real.
Factores: Tipo de carga (concentrada, distribuida) Tipo de viga (continua o simplemente apoyada) Tipos de apoyo. Espaciamiento entre las vigas paralelas. Rigidez relativa viga-losa. 12. Enuncie y comente las principales incertidumbres que tratan de cubrir los factores de reducción de resistencia. Página 89
La variabilidad en la resistencia, tanto de los materiales con pruebas en laboratorio de lo realmente colocado en obre, diferencias en las dimensiones de los planos y la construcción real e incertidumbre en los métodos de determinación de la resistencia. Las consecuencias de la falla del elemento, la importancia del elemento dentro de la estructura y las consecuencias de la falla del mismo.
El tipo de falla del elemento. Marcada diferencia entre una falla dúctil y una falla frágil.
13. Explique la razón física del por qué el flujo plástico y la retracción
generan deflexiones diferidas. Para su explicación utilice el caso de una viga simplemente apoyada con armadura inferior longitudinal de tracción únicamente. Página 304 La retracción del concreto hace que las fibras superiores se acorten casi libremente por la ausencia de acero superior, mientras que las fibras inferiores están restringidas por la presencia del acero de tracción. En este caso, la curvatura de la sección debida a la retracción es del mismo signo que la curvatura producida por las cargas externas, en consecuencia, se producirán deflexiones adicionales por la retracción que son del mismo signo que las producidas por las cargas externas. Si la sección y las armaduras fuesen simétricas la retracción no originaria ni curvaturas ni deflexiones adicionales.
14. Mencione y explique, los3 principales tipos de fallas, asociados a la fuerza cortante, en un elemento, sin refuerzo en el alma. Página 324
Falla por tracción diagonal, la grieta se produce sin previo aviso y se extiende hasta causar el colapso. Falla por compresión por cortante, la grieta inclinada se desarrolla gradualmente. El colapso se produce por el aplastamiento de la zona comprimida en el extremo de la grieta. Falla de adherencia, por cortante, cuando el agrietamiento inclinado alcanza el acero de refuerzo y la grieta se vuelve paralela al refuerzo destruyendo la adherencia.
15. Mencione los principales tipos de fallas asociados a la fuerza cortante en un elemento con refuerzo en el alma. Página 342
Falla por fluencia de los estribos o del refuerzo por cortante. Falla de cortante ocasionada por la falla del anclaje de los estribos. Falla por un excesivo ancho de grietas bajo cargas de servicio. Falla de cortante debida a la excesiva compresión en el alma de la viga. Puede suceder en vigas con almas delgadas. Falla por cortante iniciada por un anclaje insuficiente o deficiente del refuerzo longitudinal.
