Diapositiva 1

DISPOSICIN DE MATERIALESEJECUCIN Y FALLASJUAN-LUIS MENARES

CONCEPTOS INICIALES

ELEMENTOS: Cada una de las partes que constituye una estructura y que posee una funcin resistente dentro del conjunto. Tales como: Vigas, Pilares, Cadenas, Sobre cimientos, Fundaciones, Losas o Muros de Corte.

PIEZAS: Unidades que constituyen un elemento estructural, pudiendo ser independientes o parte de una solucin.Tales como Barras, Estribos, Alambres, Ladrillos, ridos, Cemento, Madera o Cubiertas

CONEXIN: Encuentro de elementos que permiten definir una solucin estructural y dar uncorrecto desempeo ante solicitaciones trabazn-.Tales como: Marcos rgidos, retculas, estereomtricas, Pilotes y encuentros en general.

UNIN: Soluciones que permiten definir o consolidar una conexin de elementos mediantepiezas o aditivos de pega.Tales como uniones apernadas, soldaduras, pega, clavado o amarras.

REVISIN DEL ORIGEN DE LAS FALLASEL ORIGEN DE LAS FALLAS PUEDE ATRIBUIRSE A UNA O MAS DE LAS SIGUIENTES A.- LAS NORMAS RELATIVAS A LAS UNIONES NO SE CUMPLIERON EN PROYECTO

B.- LAS SOLICITACIONES PREVISTAS PARA LA UNIN ERAN MENORES A LAS QUE REALMENTE EXITIERON

C.- LA NORMATIVA NO GARANTIZ LA SEGURIDAD (PRDIDA DE VIGENCIA O IMPRECISIONES)

FALLAS EN UNIONESLO VULNERABLE DE LAS UNIONES QUEDA PATENTE EN LOS TERREMOTOS, DONDE SE MANIFIESTAN LAS FALLAS DE MATERIALES ERRADAMENTE DISPUESTOS. MEDIANTE EL ANALISIS DE FALLAS RESCATAREMOS LECCIONES PERTINENTES A LARESISTENCIA DE MATERIALES ANTE ESFUERZOS DINMICOS

UNA GRIETA DE ORIENTACIN DIAGONAL ESCALONADA SIGUIENDO LAS SUPERFICIES DE CONTACTO DE LAS JUNTAS CON LOS LADRILLOS DENOTA FALLAS DE ADHERENCIADEBIDO A MALA CALIDAD DE LOS MORTEROS.CUANDO EL ALBAIL LEVANTA UN MURO CADA VEZ QUE FORMA UNA HILADA, A LO LARGO DE ELLA EXTIENDE UN TENDEL DE MORTERO Y ASIENTA LOS LADRILLOS DE LA HILADA SUPERIOS. HAY UN TIEMPO ENTRE EL CONTACTO DE AMBAS HILADAS CON LA JUNTA. A MAYOR ESPERA EL MORTERO PERDER PLASTICIDAD Y SU ADHERENCIA.

JUNTAS DE HORMIGONADOES LA REANUDACIN DEL HORMIGONADO DESPUS DE UNA INTERRUPCIN QUE HAYA PERMITIDO EL ENDURECIMIENTO DEL HORMIGN COLOCADO PREVIAMENTE.

Ubicacin de las juntasLas juntas de hormigonado se ubican, en general, perpendicularmente a las tensiones principales de compresin y en las zonas en que las tensiones de traccin o de corte son nulas o las menores posiblesEl hormign QUE LA RECIBIR DEBE ser con LA menor CANTIDAD DE AGUA posible. La compactacin debe realizarse hasta el extremo final. La superficie debe ser regular, evitando los excesos de lechada y mortero en los casos de juntas de corte horizontal. Formacin de la junta

En muros y pilares La junta de trabajo debe ser horizontal y ubicarse 0,2 0,3 m ms abajo del nivel inferior de los elementos horizontales o inclinados en que stos se apoyanEn losas y vigasLas juntas de hormigonado deben ubicarse aproximadamente a una distanciade un cuarto de la luz, pasado el apoyo, y su direccin inclinada a 45

En murosLa junta de hormigonado debe ser horizontal y quedar mnimo 0,1 m msabajo del nivel superior del vanoEn cruces y encuentro de vigasLa junta debe ubicarse en la viga que se hormigonar posteriormente, a unadistancia igual al doble del ancho de la viga que se est hormigonando

CRUCESE TIENE UN CRUCE CUANDO UN ELEMENTO PROSIGUE AL OTRO LADO DE LA CONEXIN

ENCUENTROEL ENCUENTRO SE PRODUCE CUANDO EL ELEMENTO NO PROSIGUE MS ALL DE LA CONEXIN

Uniones en Hormign ArmadoA CONTINUACIN DEFINIREMOS LAS PRINCIPALES UNIONES DEL HORMIGN ARMADOA TENER PRESENTES EN EL ESTUDIO DE CASOS.JUNTAES LA UNIN DE HORMIGN FRESCO CON HORMIGONES ENDURECIDOS CON MAYOR TIEMPO DE FRAGUADO-

EMPALMEES LA UNIN DE UNA BARRA DE ACERO CON OTRA PARA FINES DE CONSOLIDACIN O EXTENSIN DE LA ARMADURA DEL HORMIGN SUELE SER POR TRASLAPE-

ANCLAJEES LA UNIN DE ACERO CON HORMIGN CON FINES DE AMARRE DE ELEMENTOS MEDIANTE LONGITUDES APROPIADAS DE ADHERENCIA ROCE-

TRASLAPEES EL EMPALME DE BARRAS MEDIANTE MONTA Y AMARRE DE EXTREMOS EN UNA LONGITUD ADECUADA QUE MAYORE ADHERENCIA

vibradoMediante medios mecnicos la mezcla vertida de hormign es vibrada con los siguientes objetivos.Para acomodar el hormign y extraerel aire atrapadoPara lograr una mayor densidad,compactacin y homogeneidad

Mayor Unin o Adherenciacon la ArmaduraMayor calidad de las Juntas deConstruccin, durabilidad y terminacin

Vibracin adecuadaEl vibrado debe considerar la s siguientes1.- Sumergir rpidamente el vibrador2.- Extraerlo lentamente 1 a 2 por seg.3.- vibrar alineado al sentido principal Del elemento.4.- no tocar en ningn caso la armadura O el moldaje, ni vibrar fuera5.- establecer una malla de vibraciones Paralela

Esfuerzos estructuralesCompresin: Capacidad de resistencia de un elemento a cargas de aplastamiento. Los cimientos trabajan a la compresin por que resisten las cargas de la edificacin.

Traccin: Actuacin de fuerzas en direcciones contrarias, que tienden a producir el estiramiento. Se mide tal como la compresin en kg/cm. Resisten la traccin el acero y la madera, el hormign armado precisamente porque tiene acero en su interior)

Flexin: La flexin es una forma de esfuerzo en que intervienen los dos tipos de trabajo recin estudiados compresin y traccin. una viga que recibe carga se dice que trabaja a la flexin,

Pandeo: Se llama as a una brusca curvatura fuera de su eje que sufre el pilar o la barra y que generalmente termina en su ruptura. El pandeo se produce al comprimir un elemento esbelto longitudinalmente. Las fuerzas al trasladarse en lnea recta a lo largo del eje, se anulan o contrarrestan en punto intermedio del paramento, antes de alcanzar fundacin.

Corte o Cizalle: Un elemento se halla sometido a corte cuando dos fuerzas transversales y contrarias a su plano mayor, tendern a desgarrar la superficie del mismo. Por lo general se manifiesta en grietas colineales a la lnea de empuje o en 45 -entre esquinas-

Fallas en junta de hormigonado

Junta de hormign fallada a lo largode zona con barras mal traslapadasJunta de hormign falladaal interior de una vivienda

Junta de hormign fallada conlneas de filtracin de lquidos

Muro volcado y falla en conexin de pilar y viga, a causa de una junta mal ejecutada grieta horizontal aislada y espontnea-

Falla y desplazamiento

EMPALMES, ANCLAJES Y RECUBRIMIENTO DEL ACEROPara lograr el funcionamiento integrado del hormign con el acero es necesario que se genere fuerzas de adherencia en la superficie de contacto de los 2 materiales.

Son las fuerzas de adherencia el mecanismo bsico de transferencia de las solicitaciones que actan desde el hormign hacia el acero de refuerzo, y desde el acero de refuerzo hacia el hormign.EMPALMES DE VARILLAS DE ACEROMientras el hormign, por su consistencia plstica en estado fresco, puede tener lasdimensiones continuas que el diseo estructural requiera, las dimensiones longitudinalescomerciales de las barras de acero pueden ser insuficientes para cubrir las necesidadesde los elementos. En dichos casos ser necesario empalmar algunas barras, colocados de manera continua, para asegurar el comportamiento de cada seccin de estructural

La discontinuidad del acero de refuerzo puede atentar contra la capacidad resistente de la estructura, por lo que se requerira de algn mecanismo de transferencia de los esfuerzos de una varilla hacia otra. Por lo general SOLDADURA, UNION ENROSCADA o TRASLAPE

El traslape de varillas es el mecanismo de empalme de mayor uso en nuestro medio. Enprincipio las 2 varillas deben cruzarse una longitud apropiada para que el acerotransmita esfuerzos al hormign por adherencia, y este ltimo los restituya a la otravarilla, sin acumular esfuerzos elevados de traccin en el hormign, pues estos ltimosprovocaran una fisuracin extensa, con sus consecuencias indeseables

ANCLAJESA partir del sitio en que la barra de acero alcanza su esfuerzo mximo encuentros- , se debe desarrollar un mecanismo de anclaje en el hormign para asegurar su funcionamiento adecuado. Las alternativas utilizadas son- Anclaje por desarrollo de la longitud de la varilla dentro del hormign.- Ganchos de anclaje dentro del hormign en el extremo de la varilla- Anclaje mecnico de la varilla a travs de dispositivos especiales.

Los cdigos permiten combinar tcnicamente varias de las alternativas de anclaje antesmencionadas.El desarrollo del anclaje se requiere en las dos o ms direcciones para evitar la generacinde intersticios inadecuados para el escurrimiento libre del hormign NIDOS-

Fallas en anclajes

Colapso de viga por defectos de anclaje

Detalle de ganchos desprendidos. Son permitidos, pero vulnerables

Falla hormign en encuentro saturado de ganchos de anclajeGrieta de corte en albailera

Desplome de muro Catedral de Valdivia. La armadura de murallas no estaba anclada al sobrecimiento

Cuando se empalma una columna, lo ideal es hacerlo en los dos tercios centrales (empalme A). Sin embargo, a veces se empalman en la parte inferior de la columna (empalme B y C), lo que no es recomendable ya que debilita esa seccin. En el caso que se hagan los empalmes B C, la longitud de empalme deber aumentar en 30% y 70% respectivamente, la distancia entre estribos disminuir en estos puntos para suplir la inevitable prdida de resistenciaLongitud de empalme en columnas

LO correcto ES EVITAR LA DISPOSICIN ERRADA DE LOS EMPALMES EN FORMA PARALELA O EN CERCANA AL NIVEL DE PISO, PARA EVITAR GRIETAS. LAS SOLUCIONES PRESENTADAS SON PROPIAS DEL OFICIO EN EDIFICIOS PARTICULARES DONDE EL PRESUPUESTO OBLIGA REPARAR

El acero superior debe empalmarse en el centro de la viga; y los inferiores, cerca de los extremos. En el caso de usar empalmes inadecuados, se debe aumentar la longitud del traslape obtenida para el tipo A en un 30% y el B en 70%. Cerca de la zona de traslape se aumentar levemente la distancia entre estribos.Longitud de empalme en vigas:

FALLAS EN EMPALMES DE BARRAS TRASLAPADAS

Rotura de una cadena en zonade traslapos paralelos

Falla a la compresin de pilares en zona de traslapos paralelos y NIDOS

Pandeo de barras porfalta de estribos17

Doblado y de Barras (curvas y anclaje)Cuando se dobla unabarra, se debe cumplir con un dimetro mnimo de doblado y con una longitud mnima del extremo doblado. El primero nos garantiza que se pueda doblar la barra sin fisuras, y el segundo, asegura un adecuado anclaje del refuerzo en elhormignEn obra, generalmente se dobla elfierrocon tubo y trampa, para lo cual se deben respetar ciertas distancias mnimas, es decir, las distancias del tubo a la trampa, que nos aseguren un adecuado procedimiento de doblado

Para el doblado de fierros -curvas, anclajes, horquillas o estribos- se utiliza bancos que pueden ser de fierro o de madera con cubierta metlica o de tablones.En bancos con cubierta metlica estas piezas se confeccionan soldando trozos de fierro ubicados estratgicamente de manera que se produzcan apoyos precisos para lograr el doblado adecuado (mnimo aproximado: 4 dimetros en estribos, 6 dimetros en barra)

LONGITUD DE DESARROLLOEs la longitud que se requiere embeber a una varilla de acero dentro del hormign, paraalcanzar los esfuerzos especificados en el diseoFactores que Influyen en la Longitud de DesarrolloFluencia: Mientras mayor sea el esfuerzo de fluencia, se requerir proporcionalmente una mayor longitud de desarrolloEsfuerzo de fluencia: Es elesfuerzopara el cual termina la proporcionalidad entre elesfuerzoy la deformacin

rea de Barras: Cuanto mayor sea la seccin transversal de la varilla, ejercer una mayor fuerza, y se necesitar proporcionalmente una mayor longitud de desarrolloPermetro de Barras : Mientras mayor sea el permetro, existir una mayor superficie de hormign en la que se desarrolle adherencia, por lo que se requerir menor longitud de desarrolloResistencia a traccin del Hormign: Cuanto mayor sea la resistencia a traccin delhormign se podrn desarrollar esfuerzos ms altos de adherencia, por lo que se requerir menor longitud de desarrollo

En consideracin a los criterios expuestos una frmula basica para el clculo de la longitud de desarrollo, que incluye todos los factores, sera:

Donde:

Ld: longitud de desarrollo: coeficiente de proporcionalidadFy: esfuerzo de fluencia del aceroAb: rea de una varillaPb: permetro de la varillaft: resistencia a la traccin del hormign

Dado que la resistencia a la traccin del hormign es proporcional a la raz cuadrada desu resistencia a la compresin, se tendra la siguiente modificacin

La longitud bsica de desarrollo para barras con resaltes, en traccin, debe calcularse, peroen ningn caso podr ser menor que 30 cm traccionada- en ningn caso podr ser menor que 20 cm comprimida-

La longitud bsica de desarrollo Ld para barras corrugadas en compresin debe calcularse como la mayor de las siguientes expresiones:

RECUBRIMIENTO DEL ACEROCon el objeto de que el acero pueda desarrollar los esfuerzos de adherencia con elhormign que le rodea, y que adems se encuentre adecuadamente protegido del medioambiente, la norma especifica recubrimientos mnimos de hormign para el acero basados en la norma americana ACI Reinforced Concrete Design Manual-

Se debe tomar en cuenta que este recubrimiento se mide desde la cara exterior del estribo. A continuacin, se presenta un cuadro resumen con los recubrimientos:

Barras poco recubiertas, dobladas por corte ssmico Fallas por bajo recubrimiento

Falla en empalme poco recubierto Sismo Valdivia 1960

Pandeo de barras de aceroen encuentro mal recubierto

Recubrimiento desprendido ante oxidacin por bajo espesor

Recubrimiento desprendido por falta de vibrado

Llamamos configuracin a un conjunto de caractersticas que tiene todo estructura y que, segn como se ha diseado, definir el comportamiento del edificio ante las cargas gravitatorias o las cargas ssmicas.CONFIGURACION HORIZONTALLo configuracin se refiere a la forma del edificio en su conjunto, a su tamao, naturaleza y ubicacin de los elementos resistentes y no estructurales.

Estructuras Irregulares:

Irregularidad de masaLa Masa de un piso es mayor que el 150% de la masa de un piso adyacente

Irregularidad de rigidezPiso blando, esbeltez estructural bajo plantas estructuralmente compactas o de menor alturaSe forman rotulas y falla al corte.

Irregularidad de geometra Dimensin de salientes en planta es mayor al 150% de volumen adyacente ()

Irregularidad torsionalCon losas rgidas, que el desplazamiento de algn entrepiso exceda el 50%

Irregularidad de diafragmaEvitar losas superiores con discontinuidades ()

La IRREGULARIDAD significa un diseo mucho mas largo en tiempo y dedicacin y por consecuencia mas costo. Las estructuras regulares no necesitan tanto trabajo como las irregulares. La experiencia muestra que los edificaciones de configuracin irregular rara vez muestran eficacia a comparacin con las regulares. La irregularidad tambin pide al diseo conexiones especiales y otro tipo de miembros mas fuertes y caros.

Se ha hablado de la necesidad de proyectar plantas estructurales regulares, con el fin de poder predecir su comportamiento y efectos estticos equivalentes. En la figura se ilustran, en forma cualitativa, las disposiciones en planta que resultan recomendables y las que son inconvenientes.Cimientos de amarre y juntas de dilatacin

MUROS DE CORTELos muros de corte, tambin conocidos como placas: son paredes de hormign armado porLo general- que dada su mayor dimensin en una direccin ancho de importancia- dan enaquella orientacin una gran resistencia y rigidez ante movimientos laterales principalmentessmicos o bien si procediere- viento, rellenos o marea.

LECTURA DE PLANOS ESTRUCTURALESLos Planos Estructurales son una representacin grfica de elementos estructurales. permiten guiarnos en la materializacin de cualquier obra, por tal motivo, debe tener el orden secuencial del proceso constructivo, haciendo constar, cada etapa de manera general, mostrando adems los detalles de cada elemento estructural que la conforma o que se construyen conjuntamente CONTENIDOplanta de fundaciones Cimiento y sobrecimientos: Puntos zapata- o fundacin corrida envigado-planta de estructuras Paramentos verticales:, muros de corte, pilares, y sus armaduras. planta de cubierta TECHUMBRE: Cerchas en planta o bien envigado de cielos y armadura de losasELEVACIN ESTRUCTURALMUROS Y ARMADO atencin a anclaje, empalme, traslapo, estribos, ganchos y piezas en generalDETALLE ESTRUCTURALPIEZAS Y UNIONES vistas en seccin sin contexto- que consolidan los elementos anteriormente vistosCORTES VISTA INTERIOR de los diferentes elementos estructurales que conforman la estructura general.

FORMATOEs el tamao de la hoja o papel del Plano, en el que se representan los elementos de construccin, est definido por su ancho y su alto. Las medidas ms comunes en nuestro medio son las del Formato ISO, Serie A antiguo DIN A-

La escala es la proporcin en la que se ha reducido el tamao real del diseo, en el plano. Seala en cuanto se reducen las medidas reales para dibujarlas en el plano. Las medidas del plano pequeo se indican de la siguiente manera:

ESC 1/N 1: NDonde:N representa en cuanto se ha reducido el plano real y se lee:UNO EN N (Tambin UNO es a N)escala EJEMPLOS:1. Se tiene un plano a escala 1:200, quiere decir que cadacentmetro del plano representa 200 cm (2 metros)sobre el terreno.2. Un plano a escala 1:50 representa que cada centmetrode dibujo corresponde a 50 centmetros (medio metro)sobre el terreno.3. Un plano topogrfico de escala 1:20,000 representa porcada centmetro, 20,000 centmetros (200 metros).

El escalmetro es una regla triangular que presenta seis caras e indica directamente los tamaos sobre el terreno, segn la escala respectiva. Por ejemplo si medimos en el plano una escala de 1:100, el escalmetro nos indica directamente que cada centmetro corresponde a un metro.escalmetro

Deben estar en el ngulo inferior derecho de la lmina, con posibilidades de ampliacin hacia la izquierda y hacia arriba existen varios tipos segn norma DIN. Su tamao est en funcin de las dimensiones de la lmina. Debe contener las siguientes indicaciones: TITULO: Clase de dibujo (croquis, anteproyecto, proyecto, etc) CONTENIDO Distintas proyecciones de la edificacin (ubicacin, planta,primer piso, etc) GUIAS Norte, Escala, Rol, Fecha, Dibujante y Proyectista, otros El nmero del plano ubicado en la parte inferior derechaRtulos

NOMENCLATURA DE ENFIERRADURA ENPLANOSF 8 @ 22 cmF = Fierro si son estribos se antepone E-8 = Dimetro 8 mm@ 22 = Cada 22 cm desde el ejes = postura superior fierros i inferior-

NOTA: Puede anteponerse el numero de barras

Algunos prefieren reemplazar el numero del plano en el rtulo (lamina 1 de ) por una sigla inicial del tipo de plano: arquitectura (A-1;A-2); estructuras: (E-1;E-2) instalaciones sanitarias: (IS-1;IS-2); instalaciones elctricas (IE-1;IE-2).

Se indicarn otros aspectos en funcin de la institucin a la cual se presentan: Municipio, Ministerio, etc. Acompaarn el nombre del profesional o empresa y el propietario.

DETALLESCortes de los cimientos: donde puede observarse laprofundidad de la zanja, la altura del sobrecimiento y elfierro, si se ha previsto.

Columnas: que generalmente se encuentran en la interseccin delos ejes en la planta de funaciones o en planta de estructura Zapatas: indicando profundidad, altura, posicin de lascolumnas, etc.

A continuacin se presenta un detalle de la representacin de losdistintos tipos de suelo.

Las partes principales que componen un plano son las siguientes:

Ejes Acotaciones Nombre de los espacios Representacin grfica Tipos de planos Clave y nmero de plano Escala Norte Simbologa y especificacionesInterpretacin de planosEjesLos ejes son lneas punteadas con una numeracin consecutiva por un lado. Y con letras por el otro eje.

AcotacionesLas acotaciones son lneas que aparecen enseguida de losejes.Las acotaciones son lneas continuas y se dividen en: Cotas generales Cotas parciales Cotas especficas

Las cotas generales proporcionan la distancia total del rea a construir.

Las cotas parciales estn en el rengln de abajo de las cotas generales y proporcionan la distancia entre los ejes.Las cotas especficas proporcionan las medidas de vanos y espesores

Planta de cimentacin donde se indica el tipo de cimentacin de la obra.

ejemplosPlano estructural contiene la informacin al detalle de los elementos estructurales como columnas, pilares, muros y lozas. Puede sumar al de fundaciones

Detalles de vigas de la planta de entrepiso y azotea.

planta de cubierta

Detalle viga losa-