ÍNDICE
Presentación………………………………………………………………. vii1. Fundamentos del Hormigón Simple……………………………………. 1
1.1 Introducción………………………………………………………. 1
1.2 Los Materiales Cementantes……………………………………… 2
1.3 Los Áridos………………………………………………………… 6
1.4 Dosificación y Estructura Interna del Hormigón………………..... 6
1.5 Los Aditivos……………………………………………………..... 10
1.6 Propiedades Mecánicas del Hormigón……………………………. 14
Resistencia a la Compresión………………………………. 14
Módulo de Elasticidad…………………………………….. 17
Ductilidad…………………………………………………. 19
Resistencia a la Tracción………………………………….. 21
Resistencia al Corte……………………………………….. 23
Flujo Plástico……………………………………………… 24
1.7 Otras Propiedades del Hormigón………………………………... 25
Trabajabilidad……………………………………………... 25
Densidad…………………………………………………... 25
Impermeabilidad…………………………………………... 26
Resistencia a la Abrasión…………………………………. 26
1.8 Tareas Complementarias…………………………………………. 27
2. Diseño y Fabricación de Hormigones……………..……………………. 28
2.1 Introducción……………………………………………………..... 28
2.2 Características de los Materiales………………………………….. 29
Cemento…………………………………………………… 29
Agregados…………………………………………………. 31
Agua………………………………………………………. 32
Aditivos…………………………………………………… 32
2.3 Especificaciones Técnicas del Hormigón en Obra………………... 33
Resistencia del Hormigón………………………………… 33
Trabajabilidad del Hormigón Fresco……………………… 33
Velocidad de Fraguado……………………………………. 34
Peso Específico……………………………………………. 35
2.4 Proceso de Diseño de Mezclas…………………………………..... 35
2.5 Control en Obra…………………………………………………… 40
2.6 Tareas Complementarias.................................................................. 40
3. El Acero Estructural en el Hormigón Armado....................................... 42
3.1 Introducción……………………………………………………..... 42
3.2 Propiedades Mecánicas del Acero………………………………… 44
Rango de Comportamiento Elástico………………………. 45
Esfuerzo de Fluencia……………………………………… 45
Resistencia a la Rotura……………………………………. 46
Módulo de Elasticidad…………………………………….. 47
Ductilidad…………………………………………………. 48
3.3 Otras Propiedades del Acero……………………………………… 49
Densidad…………………………………………………... 49
Resistencia a la Corrosión………………………………… 50
3.4 Tareas Complementarias………………………………………….. 50
4. Comportamiento del Hormigón Armado……………………………… 52
4.1 Introducción……………………………………………………..... 52
4.2 El Principio de Compatibilidad de Deformaciones……………...... 53
4.3 El Principio de Navier – Bernoulli………………………………... 53
4.4 Comportamiento del Hormigón Armado ante Cargas de
Compresión……………………………………………………...... 53
4.5 Comportamiento del Hormigón Armado ante Cargas de
Tracción……………….…………………………………………... 59
4.6 Comportamiento del Hormigón Armado ante Cargas de
Flexión………………………….…………………………………. 63
4.7 Resumen de Fundamentos del Comportamiento del
Hormigón Armado………………………………………………... 71
5. Empalmes, Anclajes, Longitud de Desarrollo y Recubrimiento
del Acero………..……………………………………..…………………. 73
5.1 Adherencia entre el Acero y el Hormigón………………………... 73
5.2 Empalmes de Varillas de Acero …………...……………………... 73
5.3 Anclajes……………………………………………………...……. 75
5.4 Longitud de Desarrollo……………………………………………. 76
Definición…………………………………………………. 76
Factores que Influyen en la Longitud de Desarrollo……… 76
Longitud de Desarrollo del Acero a Tracción…………….. 77
Longitud de Desarrollo del Acero a Compresión…………. 79
Longitud de Desarrollo en Paquetes de Varillas………….. 79
5.5 Especificaciones para Empalmes por Traslape…………………… 80
Empalmes de Alambres y Varillas Corrugadas a
Tracción…………………………………………………… 80
Empalmes de Alambres y Varillas Corrugadas a
Compresión……………………………………………….. 80
Requisitos Especiales de Empalmes de Varillas
Corrugadas para Columnas……………………………….. 81
5.6 Especificaciones para Ganchos Estándares o Normalizados……... 81
5.7 Recubrimiento del Acero…………………………………………. 83
5.8 Límites del Espaciamiento del Refuerzo………………………….. 84
6. Fundamentos para el Diseño de Estructuras de Hormigón Armado.... 85
6.1 La Seguridad en el Diseño de las Estructuras…………………….. 85
Diseño por Esfuerzos Admisibles………………………... 85
Diseño por Capacidad Resistente…………………………. 86
6.2 Las Cargas y las Combinaciones de Carga para el Diseño de
Estructuras de Hormigón Armado………………………………… 87
6.3 Los Factores de Reducción de la Capacidad Resistente………….. 88
6.4 La Falla Dúctil por Flexión en Pórticos…………………………... 91
7. Diseño a Flexión de Vigas de Hormigón Armado………………….….. 104
7.1 Esfuerzos y Deformaciones Definidos en los Códigos de
Diseño…………………………………………….……………….. 104
7.2 El Bloque de Compresión de Whitney……………………………. 107
7.3 Ecuaciones para la Obtención de la Sección Transversal de
Acero en Vigas Rectangulares……………………………………. 116
7.4 Cuantías de Armado………………………………………………. 123
Definición…………………………………………………. 123
Cuantía Balanceada……………………………………….. 124
Cuantías Máximas de Armado en Vigas………………….. 129
Cuantías Mínimas de Armado en Vigas………………….. 137
7.5 Especificaciones de los Códigos para Flexión……………………. 141
Sección Crítica en Zona de Apoyo………………………... 141
Diseño Sísmico a Momento Flector Reversible
Mínimo……………………………………………………. 142
Viga Débil y Columna Fuerte…………………………….. 143
7.6 Diseño de Vigas “T” y Vigas “L”…………………..…………….. 144
Primer Caso: Ala Comprimida……………………………. 145
Segundo Caso: Ala y Parte del Alma Comprimidas ……... 145
Tercer Caso: Alma Comprimida………………………….. 147
7.7 Diseño de Vigas de Sección Transversal Arbitraria………………. 161
7.8 Diseño a Flexión de Vigas con Armadura de Compresión……….. 180
Diseño de Vigas que no Pueden Incrementar sus
Dimensiones Exteriores…………………………………… 182
Diseño de Vigas que ya Disponen de Armadura
de Compresión…………………………………………….. 190
7.9 Tareas Complementarias………………………………………….. 201
8. Diseño a Cortante de Vigas de Hormigón Armado………………….... 203
8.1 Introducción………………………………………………………. 203
8.2 Los Esfuerzos Cortantes…………………………………………... 203
8.3 La Resistencia a Cortante en Vigas de Hormigón, sin
Refuerzo en el Alma………………………………………………. 204
8.4 El Papel del Acero en la Resistencia a Corte del
Hormigón Armado………………………………………………... 206
8.5 Diseño a Cortante de Vigas de Hormigón Armado, con
Refuerzo en el Alma………………………………………………. 208
8.6 Especificaciones para el Diseño de Vigas ante Fuerzas
Cortantes…………………………………………………………... 212
Capacidad Máxima del Acero de Cortante………………... 212
Sección Crítica a Cortante………………………………… 212
Espaciamiento Mínimo de los Estribos…………………… 213
Espaciamiento de los Estribos de Confinamiento
en Zonas Sísmicas………………………………………… 214
Armado Mínimo de Cortante……………………………... 214
Armado Mínimo para Comportamiento Dúctil…………… 215
8.7 Tareas Complementarias………………………………………….. 226
9. Diseño de Losas de Hormigón Armado………………………………… 228
9.1 Introducción………………………………………………………. 228
9.2 Tipos de Losas…………………………………………………….. 228
Clasificación de las Losas por el Tipo de Apoyos………... 228
Clasificación de las Losas por la Dirección de Trabajo…... 230
Clasificación de las Losas por la Distribución Interior
del Hormigón……………………………………………… 231
9.3 Comportamiento de las Losas…………………………………….. 233
Losas Unidireccionales……………………………………. 233
Losas Bidireccionales……………………………………... 235
9.4 Especificaciones para Losas en los Códigos de Diseño…………... 238
Deflexiones Máximas en Losas…………………………… 238
Armadura Mínima………………………………………… 241
Armadura Máxima………………………………………... 243
Recubrimiento Mínimo…………………………………… 243
Resistencia al Cortante……………………………………. 243
Aberturas en Losas………………………………………... 245
9.5 Diseño de Losas Macizas y Nervadas Rectangulares
Sustentadas Perimetralmente en Vigas Descolgadas……………... 252
Tablas para Diseño de Losas Macizas Rectangulares
Sustentadas Perimetralmente, Sometidas a Cargas
Distribuidas Uniformes…………………………………… 263
Tablas para Diseño de Losas Macizas Triangulares
Sustentadas Perimetralmente, Sometidas a Cargas
Distribuidas Uniformes…………………………………… 268
Tablas para Diseño de Losas Nervadas Rectangulares
Sustentadas Perimetralmente, Sometidas a Cargas
Distribuidas Uniformes…………………………………… 270
9.6 Diseño de Losas Macizas y Nervadas Rectangulares con
Vigas Embebidas Perimetrales……………………………………. 294
Introducción……………………………………………….. 294
Los Modelos Analizados en este Estudio…………………. 294
Las Deformaciones en las Vigas y las Losas ……………... 295
Las Solicitaciones en las Vigas y las Losas………………. 307
Conclusiones y Recomendaciones………………………... 315
10. Introducción al Diseño de Cimentaciones de Hormigón Armado……. 316*
10.1 Introducción………………………………………………………. 316
10.2 El Suelo de Cimentación………………………………………….. 316
10.3 Tipos de Cimentaciones…………………………………………... 316
Plintos Aislados…………………………………………… 316
Zapatas Corridas…………………………………………... 317
Zapatas Combinadas………………………………………. 317
Vigas de Cimentación…………………………………….. 318
Losas de Cimentación…………………………………….. 318
Pilotes……………………………………………………... 319
Caissons…………………………………………………… 320
10.4 Criterios para el Diseño de Plintos………………………………... 320
11. La Compresión Axial en los Elementos de Hormigón Armado…......... 338*
11.1 Introducción………………………………………………………. 338
11.2 Columnas de Hormigón Armado…………………………………. 339
11.3 La Resistencia del Hormigón a Procesos de Carga Lentos y
a Cargas de Larga Duración………………………………………. 340
11.4 Resistencia a la Compresión de Columnas de Hormigón
Armado con Estribos Transversales………………………………. 345
11.5 Resistencia a la Compresión de Columnas de Hormigón
Armado con Zunchos Transversales……………………………… 353
11.6 Pandeo en Elementos Sometidos a Compresión Axial…………… 358
11.7 Carga Crítica de Pandeo…………………………………………... 359
12. Tensores de Hormigón Armado………………………………………… 367
12.1 Introducción………………………………………………………. 367
12.2 Criterios de Análisis, Diseño y Construcción de Tensores……….. 368
Criterios de Análisis………………………………………. 368
Criterios de Diseño………………………………………... 368
Criterios de Construcción…………………………………. 370
13. La Flexocompresión en los Elementos de Hormigón Armado……....... 373
13.1 Introducción………………………………………………………. 373
13.2 Diagramas de Interacción de Columnas con Flexión
Unidireccional………………………………………………..….... 373
13.3 Especificaciones Codificadas para el Uso de Diagramas de
Interacción en el Diseño de Columnas……………………………. 381
13.4 Diagramas de Interacción Adimensionales para el Diseño
de Columnas…...………………………………………………….. 386
13.5 Utilización de los Diagramas Auxiliares de Interacción
Adimensionales para Columnas Rectangulares con Flexión
Unidireccional…………………………………………………….. 388
13.6 Utilización de los Diagramas Auxiliares de Interacción
Adimensionales para Columnas Zunchadas Circulares con
Flexión Unidireccional……………………………………………. 391
13.7 Efecto del Pandeo en el Diseño a Flexocompresión……………… 394
13.8 Flexocompresión Biaxial………………………………………….. 408
13.9 Diseño de Columnas a Corte Unidireccional ……………………... 415
13.10 Diseño de Columnas a Corte Bidireccional………………………. 418
13.11 Características del Refuerzo Transversal en Columnas con
Estribos………………………………………………………...….. 423
13.12 Características del Refuerzo Transversal en Columnas
Zunchadas……………………………………………………….… 426
14. La Torsión en los Elementos de Hormigón Armado………………...... 428
14.1 Introducción………………………………………………………. 428
14.2 El Flujo de Esfuerzos Cortantes Diagonales……………………… 429
14.3 El Comportamiento ante la Torsión de los Elementos de
Hormigón Armado con Sección Transversal Rectangular………... 430
14.4 Diseño Combinado a la Torsión y al Corte……………………….. 431
15. Cargas en Edificaciones de Hormigón Armado………...……………... 452
15.1 Cargas en las Estructuras…………………………………………. 452
15.2 Cargas Permanentes………………………………………………. 452
15.3 Cargas Vivas…………...…………………………………………. 453
15.4 Cargas Sísmicas………...…………………………………………. 454
Criterios para la Definición de las Fuerzas Sísmicas……... 455
Procedimiento de Cálculo de las Fuerzas Sísmicas……….. 456
Carga Gravitacional Presente el Momento
del Sismo………………………………………….. 456
Factor Z de Zona Sísmica…………………………. 457
Factor de Importancia de la Estructura……………. 458
Coeficiente de Interacción Suelo-Estructura……… 459
Coeficiente de Configuración Estructural
en Planta…………………………………………... 462
Coeficiente de Configuración Estructural
en Elevación………………………………………. 463
Factor de Reducción de la Fuerza Sísmica………... 465
Procedimiento de Distribución de las Fuerzas
Sísmicas…………………………………………………… 466
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Diseño de Hormigón armado del Ing. Marcelo Romo( Ecuador)
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