Presentacion de criterios estructurales

Competencia Esperada:
• Interpreta planos de detallado de
elementos de marcos espaciales no
arriostrado de concreto reforzado, para
dirigir o supervisar edificaciones de
dos o más niveles.

Objetivos del Módulo:
1. “Identificar las exigencias básicas que deben
satisfacer las estructuras, relativas a las acciones
mecánicas.”
2. “Distinguir los tipos y clases de sistemas
estructurales utilizados en construcción
arquitectónica y las referencias normativas”.
3. Cumplir con la normativa del detallado del
refuerzo de elementos de concreto armado.

Preguntas Generadoras:
1. ¿Nervadura de concreto reforzado?
2. ¿Elemento estructural de concreto
reforzado?.
3. ¿Fuerza y sus efectos?
4. ¿Propósito del Refuerzo transversal?.
5. ¿Propósito del refuerzo longitudinal?.
6. ¿Altura confinada y Zona confinada?.
7. ¿Grado del acero de refuerzo?

Temática:
1. Conceptos fundamentales
1.1. Sistemas Estructural
1.1.1. Elementos Estructurales
1.1.2. Requisitos Estructurales
2. Acciones
1.1. Tipos de cargas
1.2. Esfuerzos
1.3. Leyes y reglamentos
3. Materiales Estructurales
4. Detallado de elementos estructurales
1.4.1. Zapatas
1.4.2. Columnas
1.4.3. Vigas

1. Conceptos Fundamentales
1.1. Sistemas Estructurales
Conjunto de elementos que
interrelacionados entre sí,
cuyo objetivo es de
asegurar la estabilidad de la
edificación, transmitiendo
las acciones mecánicas al
terreno.
La estructura debe ser capaz soportar y transferir
(a la cimentación) las cargas que recibe.

1. Están constituidos por
elementos estructurales y
por uniones entre ellos
(ensamblaje de elementos)
que mantiene su forma y su
unidad.
2. Las uniones mecánicas
pueden ser apoyos simples,
articulaciones y
empotramientos

Sistemas de Muros
Sistemas Pórticos Arriostrados
Sistemas de Pórticos

• Mampostería Simple (Sin Nervaduras)
• Mampostería Confinada (Sistema Mixto)
• Mampostería Armada (Sistema de Bloques de Concreto)
• Concreto Reforzado (Pantallas)
Sistemas de Muros

• Madera
• Acero
• concreto reforzado
Sistemas Arriostrados

• Madera
• Acero
• Concreto reforzado
Sistemas de Pórticos

1.1. Elementos estructurales (pórticos)
Elementos de un edificio de concreto reforzado. (Tomado de CRSI, 1971)

1.1. Elementos estructurales (pórticos)
Zapata
Pedestal
Tensor
Columna
Viga

1.2. Requisitos Estructurales
a. Equilibrio: Todas las
fuerzas que actúan sobre los
elementos son
contrarrestadas sin afectar su
forma.
b. Resistencia: Conformación
de los elementos sin que
produzca falla o ruptura en
ellos bajo la acción de las
cargas que sobre ellos
actúan,

1.2. Requisitos Estructurales
a. Economía: Conducción correcta de las
cargas y fuerzas hacia al suelo, de la manera
más fluida posible y empleando el mínimo
de elementos sin comprometer la seguridad
del edificio.
b. Rigidez: Se refiere a su capacidad de
resistir la deformación y la torsión.
c. Continuidad Estructural: Debe ser
uniforme, continua y bien conectada.

ACCIONES TENSIONES
Cargas/fuerzas
Temperatura
Humedad/Químicos
Asentamientos
Etc.
Esfuerzos
Deformaciones
Fisuras
Fracturas
Etc.
2.1. Acciones Sobre las Estructuras

a) Cargas: Fuerzas que resultan del
peso de todos los materiales de
construcción.
b) Peso y actividad de sus ocupantes
con el equipamiento
c) Efectos ambientales y climáticos
tales como nieve, viento, lluvia, etc.
d) Fuerzas sísmicas y asentamientos
del terreno.
Principios e Hipótesis Básicos
2.1. Tipos de cargas
2. Acciones
Absorber todos los agentes externos que inducen en la estructura fuerzas
internas, esfuerzos y deformaciones.

Tipos de esfuerzos
• Los tipos de esfuerzos que pueden actuar
sobre un elemento son:
• Tracción o tensión
• Compresión
• Cortadura
• Flexión
• Torsión
• Pandeo

Tipos de esfuerzos
• Tracción
Se llama esfuerzo de tracción a toda carga o fuerza que tiende
a alargar el objeto sobre el que actúa.

Tipos de esfuerzos
• Compresión
Se llama esfuerzo de compresión a toda carga o fuerza que al
actuar sobre un cuerpo sólido tiende a comprimirlo.

Tipos de esfuerzos
• Cortadura o cizalladura.
Se llama esfuerzo de cortadura a un par de fuerzas que al
actuar sobre un cuerpo sólido tienden a cortarlo en dos
mitades.

Tipos de esfuerzos
• Flexión
Un elemento está sometido a flexión cuando sobre él actúan
una o más fuerzas que tratan de curvarlo. Actúan al mismo
tiempo el esfuerzo de tracción y el de compresión.

Tipos de esfuerzos
• Flexión

Tipos de esfuerzos
• Torsión
Se llama esfuerzo de torsión a un par de fuerzas que el actuar
sobre un cuerpo sólido tienden a retorcerlo.

Tipos de esfuerzos
• Pandeo (flexocompresión)
El pandeo es un fenómeno de inestabilidad elástica que puede
darse en elementos comprimidos esbeltos, y que se manifiesta
por la aparición de desplazamientos importantes transversales
a la dirección principal de compresión.

Sismo:
Originan aceleraciones transmitidas por el terreno que
al actuar sobre la masa se traducen en fuerzas, a
mayor masa, mayor fuerza. La acción del sismo
puede tener cualquier dirección y provoca empujes,
(cargas) verticales y horizontales, pero en la práctica se
considera la más desfavorable que es la horizontal.

Las acciones se miden en:
2. Acciones
Unidades de fuerza
Unidades de fuerza / longitud
Unidades de fuerza/ superficie

Ejemplos
En el columpio se han
señalado los esfuerzos
que soporta cada uno de
sus elementos:
flexión
compresión
tracción
flexión y
compresión
flexión
tracción

Leyes y reglamentos
1. Ley de Urbanismo y Construcción
2. Norma Técnica Para Control de Calidad de los Materiales
Estructurales
3. Norma Técnica Para Diseño Por Sismo
4. Norma Técnica Para Diseño Por Viento
5. Reglamento Para la Seguridad Estructural de las Construcciones.
6. ACI 211.1-02: Práctica Estándar para para Seleccionar el
Proporcionamiento de Concreto de Peso Normal, Pesado y Masivo.
7. ACI 613-44: Recomendaciones practicas para el diseño de mezclas
de concreto
8. ACI 318-05:Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural
9. ACI 315-99: Detalles y detallado del acero de refuerzo del concreto
10. AISC
11. ASTM

CONCRETO
COMBINACIÓN CORRECTA
CEMENTO AGREGADO AGUA ADITIVOS
CONCRETO
ESPECIFICADO
Principios
cientificos
“TECNICOS”
Principios
empiricos
“ARTE”
TRABAJABILIDAD del
concreto fresco: Facilidad de
colocacion, compactado y
acabado
RESISTENCIA del concreto
endurecido a una edad
especificada

Requerimientos técnicos del concreto
a. Premezclado
b. Elaborado a pie de obra
1. Hechura o Elaboración
2. Transporte
3. Colocación o colado
4. Compactación
5. Desencofrado
6. Curados
Tipos de concretos:
Aspectos a Controlar:
Aspectos a verificar: (calidad, requerimientos)
1. Ingrediente
2. Resistencia (fc’)
3. Trabajabilidad

Para restringir el movimiento longitudinal de las
varillas relativo al concreto que las rodea, se rolan
costillas o protuberancias llamadas corrugaciones en
la superficie de la varilla. Las varillas corrugadas de
acero se producen en tamaños que van de los
números 3 al 18 en que el numero de la varilla
significa el numero de octavos en pulgada.
ACERO DE REFUERZO

Barra
Nº
Diámetro
Nominal
(cm y pulg)
Peso
(Kg/m)
Área
(cm2)
2 0.64 (1/4) 0,248 0,32
3 0,95 (3/8) 0,559 0,71
4 1,27 (1/2) 0,994 1,27
5 1,59 (5/8) 1,552 1,98
6 1,91 (3/4) 2,235 2,85
7 2,22 (7/8) 3,042 3,88
8 2,54 (1) 3,973 5,07
9 2,86 (1-1/8) 5,060 6,41
10 3,18 (1-1/4) 6,403 7,94
11 3,49 (1-3/8) 7,906 9,58
ACERO DE REFUERZO
Normas ASTM-1562 y ASTM-615-68 respectivamente.

ACERO DE REFUERZO
Especificación ASTM
Grado /
Tensión mínima de fluencia
Pulgada-libra
(psi)
Métrico
(MPa)
A 615 y A 615M
40/40.000
60/60.000
75/75.000
300/300
420/420
520/520
A 616 y A 616M
50/50.000
60/60.000
350/350
420/420
A 617 y A 617M
40/40.000
60/60.000
300/300
420/420
A 706 / A 706M 60/60.000 520/520

Aspectos fundamentales a verificar:
ACERO DE REFUERZO
1. Grado
2. Calibre/corrugas/peso
3. Dobleces
4. Traslapos o empalmes (longitud y
ubicación)
5. Longitudes
6. Limpieza
7. Colocación (Posición /amarres y
separación)
8. Recubrimiento

Herramientas
de Corte
Cizalla Manual
Hoja de Sierra
Cizalla de Banco
CORTE

Antes de la aplicación de las cargas
Deslizamiento entre acero y concreto
por efecto de las cargas
L
Fuerzas de adherencia en el
hormigón: Compresión
L
L
P P P
Fuerzas de adherencia en el
acero: Tracción
Tensiones de adherencia por flexión
“ entre el hormigón y el acero debe existir una perfecta adherencia tal que se
garanticen iguales deformaciones en los dos materiales bajo la acción de las cargas ”.
Interacción Acero de Refuerzo Concreto

Detallado de Elementos de Concreto
Reforzado
Confinamiento:
a) Vigas
b) Columnas

Reforzado
Elementos:
1. Zapatas (cuadradas, flexibles, rígidas, corridas, etc.)
2. Tensores /Soleras de fundación
3. Columnas (cuadradas, rectangulares, circulares, etc.)
4. Vigas (simplemente apoyadas empotradas)
5. Losas densas (densas, aligeradas, unidireccionales,
bidireccionales)

1. Zapatas
Reforzado

Reforzado
1. Zapatas
Tipo de fallas en patas aisladas
Falla por flexión Falla por punsonamiento

Reforzado
1. Zapatas
Detalle típico de una zapata

Reforzado
Ejemplo de una Zapata cuadrada
1. Zapatas

Reforzado
2. Columnas
Definiciones: Columna,
elemento que tiene una
altura de por lo menos 3
veces su dimensión lateral
menor y se emplea para
cargas axiales de
compresión. (ACI 318-05,
sección 2.1)

Reforzado
2. Columnas

Reforzado
2. Columnas
SECCIONES TÍPICAS DE
COLUMNAS DE CONCRETO

Ash de la sección puede ser cubierto por:
• Un estribo o corona.
• Un estribo y grapas.
• Dos o más coronas o estribos.
• Espiral
Reforzado
2. Columnas

Reforzado
3. Vigas

Reforzado
3. Vigas
Datos:
bastón = refuerzo longitudinal adicional para absorber los momentos
máximos negativos en los apoyos o en el centro del claro de la viga.
2h = en esta zona se colocan los estribos con menor separación,
debido a que los esfuerzos cortantes son mayores en esta región.
b = ancho de viga
h = peralte de viga

Refuerzo Transversal fuera de la zonas Confinadas
• La separación de los estribos no será mayor de d/2 a todo lo largo de la zona no
confinada.
• En toda la zona, la separación de los estribos no será mayor que la requerida por
la fuerza cortante.
• Los estribos deben ser cerrados, de una pieza y deben rematar en una esquina
con debleces de 135 grados, con una extensión de 6 diámetros de horquilla, pero
no menor de 7.5 cm.
• Los radios de doblez deben cumplir con lo especificado en la sección 7.2 del ACI
318 –05.
Reforzado
3. Vigas

Reforzado
Viga columna

REQUISITOS PARA EL DETALLADO DEL ACERO DE REFUERZO
DIÁMETROS MÍNIMOS DE DOBLEZ ACERO DE REFUERZO LONGITUDINAL
Ganchos estándar para refuerzo principal
Grado del Refuerzo Tamaño de barra
Diámetro mínimo de
doblez
Todos los grados de
refuerzos
No. 3 al No. 8 6 diámetros de barra
No. 9 al No. 11 8 diámetros de barra
No. 14 y No. 18 10 diámetros de barra
DIÁMETROS MÍNIMOS DE DOBLEZ ACERO DE REFUERZO TRANSVERSAL
Ganchos estándar para estribos
Grado del
Refuerzo
Tamaño de barra
del estribo
Diámetro mínimo
de doblez
Todos los grados
de refuerzos
No. 3 al No. 5 4 diámetros de
barra
Mayor de No. 5 Igual que el
refuerzo principal

Separación del acero de refuerzo
1. La distancia libre entre varilla paralelas en una
capa no debe ser menor del diámetro de la varilla
(db) o 1 in (25.4 mm).
2. Cuando las barras paralelas del refuerzo se
colocan en dos o más capas, las barras de las
capas superiores serán colocadas en la misma
vertical de las capas inferiores, con una separación
libre entre las capas no menor de 2,5 cm.
(Elaborar esquema de interpretación)

3. La distancia libre entre varillas longitudinales
en columnas no deber menor de 1.5db o 1.5
in (38.1 mm).
4. Los valores límites para la separación libre
entre las barras se aplicarán también para la
separación libre entre los empalmes por
solape, y entre éstos y las barras adyacentes

5. El mínimo recubrimiento libre en vigas y columnas de
concreto coladas en el lugar no debes ser menor a 1.5
in (38.1 mm) cuando no existe exposición a
la intemperie o contacto con el suelo; este mismo
requisito de recubrimiento también se aplica a estribos,
amarres y espirales.
6. En muros, losas y placas (con excepción de losas y
placas nervadas), la separación para el refuerzo
principal no será mayor que tres veces el espesor del
muro, la losa o placa ni más de 45 cm

RECUBRIMIENTOS MÍNIMOS ACI 3018-05
En ambientes corrosivos u otras condiciones de exposición muy
severas, el recubrimiento de concreto debe aumentarse adecuadamente
y tomar en consideración su compacidad e impermeabilidad o disponer
de otras protecciones.

Sección de Viga 0.25 x 0.50
Ejercicio de detallado de refuerzo en vigas
Viga VC
Viga V1
A - A B - B C - C
A - A B - B C - C
Armado longitudinal de Vigas
0.60
0.50
5.50 m
7.00 m
Sección de Viga 0.30 x 0.60
4# 7 + est .# 3 @ 0.10
4# 7 + est .# 3 @ 0.10
5 # 7 + est .# 3 @ 0.21
4 # 7 + 1# 8 + est .# 4 @ 0.18
4# 8 + 3 # 6+ est .# 4 @ 0.10
4# 7 + 2 #8 +est .# 3 @ 0.10

Ejercicio de detallado de
refuerzo en columnas
4 # 8 + 4 # 7 + est. # 4 + [ # 4 @ 0.10
(altura confinada lo)
4 # 8 + 4 # 7 + est. # 4 + [ # 4 @ 0.14
Sección de columna
Primer Nivel
(altura no confinada)
0.45
1.05
3.20
0.50
Elevación de columna
Primer nivel
0.45
0.50
0.45
0.50

Ejercicio de detallado de
refuerzo en columnas
0.50
3.20
0.40
4 # 7 + 4 # 6 + est. # 3 + [ # 3 @ 0.14
4 # 7 + 4 # 6 + est. # 3 + [ # 3 @ 0.10
Sección de columna
Segundo Nivel
0.50
(altura no confinada)
(altura confinada lo)
Elevación de columna
Segundo nivel
0.40
0.45
0.50

0.45
0.25
0.70
0.10
1.40
1.20
Asx = 11.88 cm2 y Asy =13.68 cm2
Ejercicio de detallado de refuerzo en zapata
Sección de zapata
Planta de zapata
y
x

Referencias
ACI 315-99: Detalles y detallado del acero de refuerzo del concreto.
ACI 318-05: Reglamento de las construcciones de concreto reforzado
SISMICA DE LAS EDIFICACIONES; Ing. Roberto Morales Morales
DISEÑO ESTRUCTURAL, Roberto Meli Piralla
NORMAS TÉCNICAS PARA EL DISEÑO SÍSMICO, MOP, EL SALVADOR.
GUTIERREZ DE LOPEZ, L.; El Concreto y otros materiales para la construcción, Universidad
Nacional de Colombia Sede Manizales, 2003
JARAMILLO, J.O.; Ingeniería Estructural, Universidad Nacional Sede Manizales, segunda edición,
2001
KINNEY, J. Sterling, Indeterminate Structural Analysis. Ed. Addison Wesley, 1957
SALAZAR, J.E.; Mecánica básica para estudiantes de ingeniería, Universidad Nacional,
Manizales, 1999, 2001
URIBE, J.; Análisis de Estructuras. Ed. Uniandes, Bogotá, 1992.
WHITE, GERGELY y SEXSMITH; Ingeniería Estructural, Tomo 1, Introducción a los conceptos de
análisis y diseño, Ed. Limusa, México, 1980.
WINTER G.,NILSON A.; Design of Concrete Structures; Editorial Mc Graw-Hill, Nueva York,1972.
.

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BENDICIONES

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