ESTRUCTURAS II CATEDRA ARQ. GLORIA S. DIEZ CUESTIONARIO Nº1 1) ¿Qué expresan los diagramas de Tensión/Deformación?
Los diagramas de tensión/ deformación, son producto de un resultado de ensayos con una cantidad de probetas a rotura. Dichos diagramas expresan los valores obtenidos durante la práctica con las probetas hasta alcanzar la rotura. Mediante estos ensayos, se puede observar los múltiples factores que actúan sobre la resistencia que puede manifestar el hormigón. Como resultado al observar los distintos diagramas, se puede ver, como los mismos coinciden en distintos periodos: -Periodo Elástico, gráficamente en el diagrama de forma rectilínea, representa que cuando la probeta es descargada recupera toda su longitud inicial, y por la ley de Hooke, las deformaciones son proporcionales a las tensiones aplicadas. -Periodo Plástico, desarrollado como una parábola, representa que las deformaciones ya no son proporcionales a tensiones. En el ensayo, se manifiesta cuando la probeta ya no recupera su longitud -Periodo de Rotura, es simplemente el punto donde la pieza colapsa frente a las tensiones
[pic]
2) ¿De qué modo se establece la Tensión de Calculo ``Br``?
El valor Br se obtiene en un 85% de la tensión característica a la rotura (Bcn).Esto se considera así, debido a los factores reologicos que actúan en la resistencia del hormigón : -Retracción Volumétrica -Fluencia Lenta. -Deformaciones diferidas a través del tiempo por la variación de la carga.
Como conclusión a cada valor de rotura (Bcn) se le atribuye un valor de Tensión de Calculo (Br)
|Tensión característica: Bcn (Kg/cm2) |380 |470 | |Tensión de cálculo: Br (Kg/cm2) |300 |
|130 |105
|170 |140
|210 |175
|300 |230
|270
3) ¿Qué es la Reología?
Es un concepto definido por Eugene Bingham en 1929, al estudio de la deformación y el fluir de la materia. La reología es una parte de la mecánica de medios continuos. Una de las metas más importantes en reología es encontrar ecuaciones constitutivas para modelar el comportamiento de los materiales. Dichas ecuaciones son en general de carácter tensorial. Las propiedades mecánicas estudiadas por la reología se pueden medir mediante reómetros, aparatos que permiten someter al material a diferentes tipos de deformaciones controladas y medir los esfuerzos o viceversa [pic]
4) ¿Con que fin se adopta el Diagrama Parábola/Rectángulo?
[pic]
Se adopta este diagrama representar la relación del hormigón frente a las condiciones reologicas y expresan las variaciones entre las tensiones y las deformaciones. Este tipo de diagrama no varía notablemente con respecto al diagrama real.
A medida que el estado de solicitaciones en la sección se va asemejando más a la compresión simple, el diagrama Parábola-Rectángulo va “perdiendo” parte del diagrama parabólico y “ganando” tramo rectangular. El caso límite de la compresión simple supone un rectángulo con altura 0,85 fcd, donde todas las fibras alcanzan la deformación de 0,002 y por tanto la sección es de rotura
5) ¿En qué se diferencian las Solicitaciones Axiles de las Solicitaciones Excéntricas?
La diferencia que hay entre ambas solicitaciones, se puede ver claramente en sus diagramas de deformaciones. En el caso de las solicitaciones axiles su deformación máxima es igual al 2% y la solicitación es baricentrica, es por eso que se representa con un diagrama rectangular.
[pic]
En el caso de las solicitaciones excéntricas su deformación será de 3,5%, es decir para alcanzar la rotura de la sección de hormigón las fibras que se encuentren más alejadas al eje neutro, deben superar el valor de Eb=2%. Por consiguiente su diagrama de deformación se representa de forma triangular.
[pic]
6) ¿Cuáles son las relaciones entre las tensiones y las deformaciones? De distintos ensayos se pueden extraer las conclusiones que permiten establecer que: • A medida que aumenta la resistencia característica a la rotura, aumenta el modulo de elasticidad del hormigón. • El modulo de elasticidad es constante en cualquier punto, dentro del periodo elástico.
• A medida en que aumenta el modulo de elasticidad, aumenta la rigidez del hormigón. • A medida que aumenta la rigidez, simultáneamente disminuye la porosidad del hormigón.
7) ¿Qué es la tensión de fluencia característica de un acero para uso estructural?
Para determinar la resistencia de un hormigón, se ensayan a la tracción una cantidad determinada de barras de acero hasta que entren en el periodo de fluencia, y de forma estadística, se determina la tensión característica a la fluencia para una determinada calidad de acero.
8) ¿Qué es la tensión característica de resistencia limite a la tracción de un acero?
Tensión a la cual una barra de acero colapsa agotando toda su capacidad para seguir deformándose y de ese modo, responder tensionalmente ante una solicitación determinada.
9) ¿Cuál es el alargamiento característico a la rotura reglamentario para los aceros?
El reglamento CIRSOC establece como ductibilidad necesaria y suficiente, un alargamiento mínimo a la rotura para barras de acero igual o menor al 12 %; las barras se comercializan en un largo estándar de 12 m.
10) ¿Cómo define a un acero de dureza mecánica?
Son laminadas en caliente que adquieren resistencia mediante un proceso de deformación como lo es el torsionado en frio. Morfología: 2 nervaduras continuas longitudinales, se dispone una serie ininterrumpida de nervaduras transversales; el torsionado de la barra, hace que las nervaduras longitudinales adquieran la configuración helicoidal.
11) ¿Cómo define a un acero de dureza natural?
Las barras adquieren sus propiedades mecánicas a partir de su composición química, elaboración de 2 etapas: Fusión en horno y afino en cuchara. (presenta mayor resistencia que aceros torsionados. Morfología: 2 nervaduras longitudinales continuas, con nervios cortos transversales y paralelos entre si . Éste acero no posee características de soldabilidad, excepto el ADN 420 S, (solo a pedio)
12) ¿Cuál es la nomenclatura del tipo de acero utilizado en las estructuras de hormigón armado?
ADN 42/50
13) ¿Qué expresan los periodos Recto y Curvo en los diagramas típicos de Tensión/ Deformación de los aceros?
• Periodo Recto: en el cual se verifica el Comportamiento elástico. Las deformaciones son proporcionales a las tensiones y al descargarse la pieza, esta recupera su longitud inicial; se cumple la ley de Hooke. • Periodo Curvo: en el cual se verifica el comportamiento plástico, el material alcanza el punto de fluencia y al retirarse la carga, la pieza recupera en parte su longitud. Las deformaciones son permanentes.
14) ¿A que se refieren los “planos límite de Rotura”?
Antes, para el dimensionamiento a la flexión de elementos estructurales de Hº Aº, se suponía un comportamiento elástico lineal de los materiales (acero y hormigón). El nuevo método se realiza en base al diagrama de las deformaciones de los dos materiales en estado de Rotura; trazado en base a las curvas de Tensión/Deformación para el hormigón y acero. Defomaciones máximas tolerables: • Hormigon: solicitación baricetrica εb= -2 o/oo Solicitación excéntrica εb= -3,5 o/oo
• Acero: εs: 5 o/oo 15) ¿Qué diferencia hay entre los estados de Rotura Fragil y Rotura Ductil? Los estados de fractura suelen clasificarse en frágiles o dúctiles según la deformación plástica que acompaña a la rotura. La diferencia entre estos dos estados es que uno NO avisa (rotura frágil : coeficiente 2,10) y el otro avisa con fisuras (rotura dúctil: coeficiente 1.75) 16) ¿Qué relación guardan los Coeficientes de Seguridad de los estados de Rotura con y sin aviso? Para el dimensionamiento a la flexión de elementos estructurales de HºAº, se suponía un comportamiento elástico lineal de los materiales, y la Norma DIN expresaba admitiendo
una relación entre los módulos Young del acero y del hormigón: N= Ea/Eb, el nuevo método de dimensionado se aparta de dicha suposición y se realiza en base al diagrama de deformaciones de los materiales en estado de rotura: Hº: Solicitacion Baricentrica : Eb= -2 o/oo Solicitacion Excentrica : Eb= -3,5 o/oo Acero: Es: 5º/oo Teniendo en cuenta que los elementos que avisan son las vigas y las losas; y los que no avisan son las columnas, Vigas: Rotura por compresión
17) ¿Cuál es el dominio 1? Indicar un ejemplo de elemento estrucutural comprendido en este caso. Es aquel en el que las secciones se encuentran solicitadas desde tracción axil hasta la tracción con baja excentricidad. En esta zona el hormigon no aporta su colaboración y la sección esta constituida exclusivamente por las armaduras de acero. Ejemplo: Tensor. Cuando esta en posición ortogonal la tensión de tracción es uniforme, pero cuando esta inclinado se presenta, además de la tracción, un momento pequeño. [pic]
[pic]
18) ¿Cuál es el dominio 2? Indicar un ejemplo de elemento estrucutural comprendido en este caso. Es aquel en el que las secciones se encuentran solicitadas a Flexion simple o Flexion compuesta y el eje neutro se ubica en la parte alta de la sección. Ejemplo : Tensor que sostiene la ochava de un edificio. [pic] 19) ¿Cuál es el dominio 3? Indicar un ejemplo de elemento estructural comprendido en este
caso. Es aquel en que las secciones se encuentran solicitadas a flexión simple o compuesta, donde las excentricidades que se verifican son medias o grandes y el eje neutro se ubica en la parte baja de la sección. Ejemplo: viga de hormigón armado con carga uniformemente distribuida [pic] 20) ¿Cuál es el dominio 4? Indicar un ejemplo de elemento estructural comprendido en este caso. Es aquel en que las secciones se encuentran solicitadas a compresión axil, donde las excentricidades que se verifican son reducidas y medias y el eje neutro se ubica en la parte baja de la sección. Se produce flexo compresión dado que esta es la zona limite de aprovechamiento de los 2 materiales donde alcanza Ɛs = 0. Ejemplo: puntal oblicuo de apoyo para vigas de ochava de edificio [pic] 21) ¿Cuál es el dominio 5? Indicar un ejemplo de elemento estructural comprendido en este caso. Es aquel en que las secciones se encuentran solicitadas a compresión axil, donde las excentricidades que se verifican son pequeñas y el eje neutro no corta la sección, por lo tanto se forman tensiones de compresión. Ejemplo: sección de una columna [pic] 22) ¿Cuáles son los estados de Tensión / Deformación para las secciones de hormigón armado? Antes de la rotura de una viga se pueden observar 3 estados del proceso tensión / deformación: Estado1: periodo elástico Cuando las cargas son de baja consideración como el peso propio de una viga la sección se comporta como si el material fuese homogéneo y como consecuencia el eje neutro se ubica en el baricentro de la misma. Las fibras de hormigos ubicadas debajo del eje neutro toman tracción con el acero. Las deformaciones son elásticas y las tensiones son proporcionales a las tensiones.
[pic] Estado 2: periodo plástico Cuando la viga entra en estado de carga y toma el apoyo de las losas y/o apeo de otras vigas y/o columnas, la poca capacidad de respuesta tensional a la tracción (que posee el hormigón) es superada, por lo que provoca la fisuración en las fibras inferiores es por eso que se debe contar indefectiblemente con el acero para absorber el esfuerzo. El eje neutro se desplaza hacia arriba (no es mas baricéntrico), es decir que deja de haber proporcionalidad entre tensiones y deformaciones.
[pic] Estado 3: punto de rotura / estado último Toda sección soporta el incremento de cargas hasta un determinado limite a medida que aumenta la carga las fisuras penetran mucho mas en la sección, desplazando el eje neutro hacia arriba. Por lo tanto se reduce la sección de hormigón que toma el esfuerzo de compresión; en este punto la rotura se produce por compresión del hormigón o tracción del acero. Es decir cuando colapsa la pieza estructural. [pic] 23) ¿Qué determina el eje neutro en una sección plana de HºAº? Analizando el estado de rotura se determina que el eje neutro deja de ser baricentrico por lo tanto, se debe calcular su posición a partir del diagrama de deformaciones. Una vez conocida su posición en la sección se puede conocer la zona comprimida. 24) ¿De qué modo se determina la posición de eje neutro?
25) ¿Qué es el brazo elástico de una sección plana de Hº Aº?
Es la longitud entre la fuerza de compresión y la de tracción. En sección plana de HºAº: DU (compresión)
Separados una distancia llamados
ZU (tracción)
brazos de palanca [pic]
26) ¿De qué modo se determina la longitud del brazo de palanca? La longitud se determina: [pic] [pic]