Tipos de Falla Sometidos a Flexion

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TIPOS DE FALLA A FLEXION”

CURSO:

DOCENTE:

PRESENTADO POR:

PUNO-PERÚ

2014

Los elementos sometidos a flexión casi siempre fallan por compresión del concreto, sin embargo el concreto puede fallar antes o después que el acero fluya. La naturaleza de la falla es determinada por la cuantía  de refuerzo y es de tres tipos: Se aprecian grandes deflexiones y rajaduras antes del colapso lo cual alerta a los

usuarios acerca del peligro inminente. Estas secciones son llamadas también

sub- 

reforzadas.

El acero no tiene oportunidad de fluir y el concreto falla repentinamente. Estas secciones son llamadas

sobre-reforzadas.

La resistencia de una sección  sobre-

reforzada es mayor que la de otra sub-reforzada de dimensiones similares. Sin embargo, la primera no tiene comportamiento dúctil y el tipo de colapso no es

conveniente. En el diseño se evita este tipo de falla.

Se produce cuando el concreto alcanza la deformación unitaria Última de   0.0033 simultáneamente al inicio de la fluenci a del acero (ACI-10.3.2). La falla es frágil y no deseada.

Perfiles de deformaciones a flexión y posición del eje neutro

La capacidad del concreto simple a flexión se evalúa por medio del ensaye de vigas, durante este ensaye el concreto se ve sometido tanto a compresión como a tensión. La capacidad a la flexión del concreto se representa por el módulo de ruptura, el módulo de ruptura es esencial para el diseño y control de calidad de estructuras como las de los pisos y pavimentos de concreto. La prueba para este caso se rige por la norma ASTM C-78 donde se acostumbra probar vigas de 6x6x21 pulgadas, la Figura

ilustra esta prueba, en ella se observa la viga después de fallar, la viga se apoya libremente y se carga en los tercios medios.

El módulo de ruptura del concreto se calcula por medio de la fórmula:

Partiendo de la distribución de esfuerzos mostrada en la figura se establece la condición de  equilibrio

donde: b: Ancho de la sección de concreto. a: Altura del bloque rectangular de esfuerzos de compresión en el concreto.  Area de refuerzo en tensión de la sección.

Esfuerzos en una sección rectangular con refuerzo en tensión sometida a flexión

Peralte efectivo de la sección igual a la distancia de la fibra extrema en compresión al centroide del área del refuerzo en tensión. El índice de refuerzo es un parámetro adimensional usado para medir el comportamiento de la sección ya que involucra las tres variables principales que lo afectan: p. fy y f ' se concluye:

Finalmente, el momento resistente nominal de la sección estará dado por 

de donde se obtiene:

Las expresiones deducidas en la sección anterior son válidas siempre que el esfuerzo en el acero sea igual a su esfuerzo de fluencia. Ello se verifica siempre que la cuantía de la sección sea menor o igual que la cuantía básica.

En la figura se muestra las características de una sección balanceada en la rotura. En el diagrama de deformaciones, por semejanza de triángulos, se puede plantear la siguiente relación: Esfuerzos y deformaciones en una sección rectangular con falla balanceada