Diseño de Hormigón Armado

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Questions and Answers

¿Cuál es la relación entre la resistencia nominal (Mn) y la resistencia requerida a flexión (Mu)?

  • Mn debe ser menor que Mu.
  • Mn debe ser igual a Mu.
  • Mn y Mu son independientes entre sí.
  • Mn debe ser mayor que Mu. (correct)

¿Qué representa el momento último (Mu) en el diseño estructural?

  • La suma de todas las fuerzas que actúan sobre la pieza.
  • El momento que resiste la pieza sin deformarse.
  • El momento máximo que puede resistir la pieza antes de la rotura. (correct)
  • La carga total permanente aplicada en la estructura.

¿Cuál es el propósito del coeficiente de seguridad (ϕ) en la resistencia de diseño?

  • Aumentar la resistencia al momento aplicado.
  • Disminuir la resistencia nominal para garantizar la seguridad. (correct)
  • Mantener la resistencia nominal constante a través del tiempo.
  • Incrementar el factor de carga en los cálculos estructurales.

En el cálculo de resistencia nominal (Mn), la relación es:

<p>Mn=Mu/ϕ. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué condición debe cumplirse para verificar el método de resistencia última?

<p>ϕ.Mn debe ser mayor o igual a Mu. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se obtienen los momentos mayorados en el diseño estructural?

<p>Multiplicando los momentos por los factores de carga. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la fórmula para calcular el momento flector máximo que resiste una pieza, según la resistencia a flexión?

<p>Mn* = (b×d²)/kd². (B)</p> Signup and view all the answers

La resistencia de diseño se define como:

<p>Igual al momento nominal por un coeficiente de seguridad. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal de las armaduras longitudinales en una columna?

<p>Aportar ductilidad y colaborar con el trabajo resistente (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con una columna sin armaduras en carga de compresión pura cuando se alcanza una ε ≅ 1,5 ‰?

<p>Rompe debido al fallo en la compresión (C)</p> Signup and view all the answers

En el caso de una columna reforzada con estribos, ¿cuál es la función de estos estribos?

<p>Evitar la desintegración de la columna en pedazos (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la indicación de una sección de ancho 'bw' y altura útil 'd' con respecto a la capacidad de resistir el corte?

<p>Es suficiente si la tensión de corte se cumple en la sección crítica (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes elementos no se menciona como comúnmente utilizado en compresión en columnas?

<p>Elementos reforzados con mallas de acero (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de flexión se presenta más comúnmente en columnas?

<p>Flexión compuesta con pequeñas excentricidades (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué significa una ε ≅ 2 ‰ en una columna con armaduras longitudinales?

<p>Indica un colapso estructural (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de carga soportan principalmente las columnas?

<p>Cargas a compresión y a flexión (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la relación que define la cuantía mínima en términos de resistencia del hormigón?

<p>$\rho_{min} = \frac{f_{y}}{f'_{c}} \geq 0,33$ (B)</p> Signup and view all the answers

Para aumentar la resistencia necesaria de un elemento estructural, ¿cuál de las siguientes acciones es inapropiada?

<p>Aumentar la calidad del hormigón sin restricciones. (C)</p> Signup and view all the answers

La fórmula que representa el brazo plástico en un elemento estructural es:

<p>$Z = 3 \cdot h$ (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la condición correcta para el área de acero traccionado en relación con la presión de compresión?

<p>$0,85 \cdot f'<em>{c} \cdot d \cdot b = A</em>{s} \cdot f_{y}$ (A)</p> Signup and view all the answers

En el dimensionamiento de secciones sometidas a flexión simple, los parámetros básicos incluyen:

<p>Ancho, altura, recubrimiento y sección de acero traccionado. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué valor representa la relación entre $\epsilon_{t}$ y $\epsilon_{c}$ en un elemento estructural?

<p>$\epsilon_{t} = 5%$ y $\epsilon_{c} = 3%$ (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué método no debe usarse para el cálculo de la cuantía máxima?

<p>Calcular utilizando una relación no considerada entre $A_{s}$ y $f_{y}$. (A)</p> Signup and view all the answers

Para definir la cuantía máxima, se debe tener en cuenta:

<p>La deformación del hormigón y sus limitaciones en términos de presión. (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Resistencia Requerida a Flexión (Mu)

Es el momento máximo que resulta de las cargas aplicadas a una pieza estructural, multiplicado por los factores de carga.

Resistencia Nominal (Mn)

Es la resistencia a la flexión que un elemento estructural puede soportar, calculada mediante Mn=Mu/ϕ.

Resistencia a Flexión

El momento flector máximo que la pieza puede soportar antes de romperse.

Resistencia de Diseño (Utilizable)

Es la resistencia nominal multiplicada por un factor de reducción de seguridad (ϕ).

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Condición Básica de Diseño

La resistencia de diseño (ϕ.Mn) debe ser mayor o igual que la resistencia requerida (Mu).

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Hipótesis de Equilibrio Estático

En el cálculo de la resistencia, se asume el cumplimiento de la condición de equilibrio estático en la estructura.

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𝜺 Proporcional a la Distancia al Eje Neutro

Las tensiones en los puntos de la sección transversal son proporcionales a su distancia al eje neutro.

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Factor de Carga

Factor aplicado a los momentos producidos por cargas de servicio para obtener los "momentos mayorados".

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Cuantía

Relación entre la superficie de la sección de acero (As) y la sección útil del elemento estructural (b.d).

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Cuantía mínima (𝝆𝒎𝒊𝒏)

Valor mínimo de la cuantía necesario para garantizar una resistencia mínima del elemento estructural. Se calcula en función de la resistencia del concreto (f’c) y la resistencia del acero (fy).

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Cuantía máxima (𝝆𝒎𝒂𝒙)

Valor máximo de la cuantía que se puede usar en un elemento estructural. Se determina considerando la deformación del acero y del concreto.

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¿Cómo aumentar la resistencia de un elemento estructural?

Para aumentar la resistencia, se puede: aumentar la sección útil, aumentar la deformación del hormigón (Єc), aumentar la armadura a tracción o colocar armadura a compresión.

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Flexión simple

Tipo de solicitación que hace que un elemento se doble, con fuerzas que actúan perpendicularmente al eje del elemento.

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Brazo plástico (Z)

Distancia entre el centro de la fuerza de compresión (C) y el centro de la fuerza de tracción (T) en una sección transversal.

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Fuerza interna de compresión (C)

Fuerza interna que busca comprimir la sección transversal del elemento.

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Fuerza interna de tracción (T)

Fuerza interna que busca estirar la sección transversal del elemento.

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¿Qué son las columnas?

Elementos que soportan principalmente cargas de compresión, aunque también pueden estar sometidas a momentos flectores (Mf) respecto a uno o ambos ejes de la sección transversal, pudiendo generar tensiones sobre parte de la sección.

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Tipos de elementos a compresión

a) Elementos reforzados con barras longitudinales y estribos transversales; b) Elementos reforzados con barras longitudinales y espirales continuos; c) Elementos compuestos con perfiles de acero y refuerzo transversal.

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Función de las barras de refuerzo (°A)

Aumentan la ductilidad y la resistencia de las columnas.

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Resistencia de una columna sin armadura (°A)

Una columna sin armadura (°A) sometida a carga pura falla a una deformación (ε) aproximadamente de 1,5‰.

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Resistencia de una columna con armadura (°A)

Una columna con armadura (°A) longitudinal colapsa aproximadamente a una deformación (ε) de 2‰.

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Función de las (°A) longitudinales

Son paralelas al eje de la pieza, y por adherencia, se deforman simultáneamente con el elemento, contribuyendo a la resistencia.

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Sección crítica en un apoyo

La sección a la distancia "d" del borde del apoyo (apoyo directo) o en la cara interna del apoyo (apoyo indirecto), donde se evalúa la tensión de corte.

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Suficiencia de la sección transversal en la resistencia al corte

La sección transversal (ancho 'bw' y altura útil 'd') tiene suficiente capacidad de corte si la tensión de corte en la sección crítica es menor o igual a la tensión de corte permitida. En caso contrario, las dimensiones deben aumentarse.

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Study Notes

Diseño de Elementos de Hormigón Armado

  • Definiciones: Diseño de una pieza estructural para obtener una resistencia igual o mayor a la requerida.

Resistencia Requerida a Flexión (Mu)

  • Fórmulas de Estabilidad: MU = 1.4 MD + 1.6 ML (MD = momento por cargas permanentes, ML = momento por cargas variables).
  • Información clave: El momento último (Mu) es la resistencia límite del elemento estructural; obtenido combinando los momentos producidos por las cargas de servicio multiplicados por los "factores de carga".

Resistencia Nominal (Mn)

  • Fórmula: Mn = Mu/φ.
  • Explicación: Es el momento flector que puede resistir el elemento.

Resistencia a Flexión

  • Explicación: Es el valor del momento flector que produce la rotura de un elemento.
  • Fórmula: Mn* = (b • d²)/kd².
  • Relación con Mu: Para la estabilidad estructural, Mn* debe ser mayor que Mu.

Resistencia de Diseño o Utilizable

  • Descripción: Momento nominal de un elemento estructural multiplicado por un factor de reducción de resistencia (menor que uno).
  • Ejemplo: Un valor nominal de 1200 kg/cm², para mayor seguridad es utilizado 1000 kg/cm².
  • Importancia: El factor de reducción de resistencia (o) aumenta a mayor importancia estructural.

Hipótesis para el Cálculo de Resistencia Nominal

  • Cantidad: Ocho hipótesis básicas se utilizan para el método de resistencia última.
  • Explicación: Se aplican hipótesis sobre el comportamiento de materiales (acero y hormigón) y equilibrio estructural.

Diagrama Tensión-Deformación (Acero)

  • Módulo de Elasticidad (Es): 200,000 MPa aproximadamente.
  • Tensión de Fluencia (fy): Tensión a la que se deforma permanentemente el acero.
  • Alargamiento (et): 0,005.

Diagrama Tensión-Deformación (Hormigón)

  • Tensión de rotura a compresión (fc): Tensión máxima que puede soportar el hormigón a compresión.
  • Acortamiento (ec): 0,003.

Diagrama Rectangular de Tensiones

  • Uso: Se adopta un diagrama equivalente.
  • Factor (β₁): Este factor que dependerá de la resistencia a compresión del hormigón (fc').
  • Distancia "a": Calculada como "a = β₁. c", donde "c" es la distancia al eje neutro.

Dimensionamiento de Secciones sometidas a Flexión Simple

  • Variables: "fy", "fc'", "b", "h", "d", "As", "a", "c", etc.
  • Fórmulas: Se presentan fórmulas para el cálculo de la sección, con énfasis en el brazo plástico (Z) y el momento resistente (Mn).

Fórmula P/ Dimensionamiento de Secciones Rec. con A° en Tracción y Compresión

  • Formula para cálculo de sección rectangular: Mn*=As.fy.Kz.d
  • Uso: La formula proporciona la expresión para calcular el momento resistente.

Viga Placa

  • Objetivo: La misma fuerza total de compresión en el ancho reducido que en el ancho total .
  • Condición: Viguetas no se vinculan monolíticamente entre sí. La sección de la placa (utilizando las alas y el nervio) deberá soportar las cargas. (Considerar la resistencia de las alas).

Casos de Dimensionamiento

  • Condición: a ≤ hf, ( a ≤ espesor de placa) ; la sección se modela rectangularmente.
  • Condición: a > hf (a > espesor placa), el cálculo de la cuantía requiere algunas definiciones previas.

Cuantía

  • Explicación: La relación entre la superficie del acero y la superficie útil del elemento de la estructura.

Columnas

  • Definiciones: Elementos estructurales que resisten principalmente la compresión axial, aunque también pueden someterse a flexión.

Diseño para Resistencia a Compresión y Flexión

  • Descripción: Se evalúan columnas sometidas a compresión axial y a flexión simultáneamente.
  • Consideraciones: Excentricidad de la fuerza de compresión, y la combinación de esfuerzos.
  • Diagrama de interacción: Utilizado para determinar la capacidad resistente de la columna bajo combinaciones de cargas.

Tipos de Rotura en Columnas

  • Rotura frágil: Falla repentina sin aviso (compresión en zonas donde el hormigón es más débil).
  • Rotura dúctil: Falla paulatina con aviso (se deforma antes de romper el material).

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