Ensayo de Concretos.

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Pero debemos recordar que existen incertidumbres al momento de analizar y diseñar cargas, éstas incertidumbres deben ser muy bien analizadas debido a que en algunos casos una falla podría ser remediable, pero en otros casos podría ocasionar la pérdida de una vida humana, que es lo que siempre trataremos de evitar o el colapso completo de nuestra estructura.

Para evitar que esto suceda debemos considerar varios elementos, los cuales son:

- Variabilidad de las cargas: Debido a que la carga máxima. que va a ocurrir durante la vida de una estructura es incierta, ésta puede considerarse como una variable aleatoria. A pesar de esta incertidumbre, el ingeniero debe diseñar una estructura adecuada.

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- Resistencia: La resistencia de una estructura depende de las resistencias de los materiales que la conforman; por esta razón se especifican en forma estándar las resistencias mínimas de los materiales. Las resistencias reales de los materiales no pueden conocerse en forma precisa y por tanto también constituyen variables aleatorias.

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- Seguridad Estructural: Una estructura dada tiene margen de Seguridad M si:

M = S – Q > 0.

Es decir, si la resistencia de la estructura es mayor que las cargas que actúan sobre ella. Debido a que S y Q son variables aleatorias, el margen de seguridad M = S - Q también es una variable aleatoria. Una gráfica de la función de probabilidad de M puede representarse como en la figura 1.13 la falla ocurre cuando M es menor que cero; la probabilidad de falla está representada entonces por el área sombreada de la figura.

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FUNDAMENTOS DEL DISEÑO

La característica más importante al momento de diseñar es nuestra resistencia real, debemos diseñar en base a ella y con un margen de reserva. Se deben calcular todo tipo de carga que podría actuar sobre nuestra estructura en el transcurso de su vida sin que se presenta falla. Debemos analizar para los concretos reforzados cuál es el límite elástico de nuestros elementos para así saber que margen podemos soportar hasta que falle.

El acero debemos calcularlo en resistencia nominal, con base en el comportamiento inelástico de los materiales que lo conforman.

Elementos diseñados bajo el método de resistencia deben mostrar comportamiento satisfactorio ante las cargas normales de servicio. Como alternativa al método de diseño a la resistencia, los elementos pueden dimensionarse algunas veces de manera que los esfuerzos en el acero y en el concreto resultantes de cargas normales de servicio, estén dentro de unos límites especificados. Estos límites, conocidos como esfuerzos admisibles, son apenas fracciones de los esfuerzos de falla de los materiales.

CÓDIGOS DE DISEÑO Y ESPECIFICACIONES

Como mencionábamos anteriormente, para el diseño se toman en cuenta tres tipos de cargas: Vivas, Muertas y Ambientales. Para las tres cargas existen códigos y tablas para calcular márgenes de carga y resistencia, éstas tablas se encuentran en los códigos de cada país, en Honduras las encontramos en el código de la construcción, y el libro nos recuerda que ningún código puede sustituir el criterio ingenieril sólido que tenga un profesional de las estructuras.

DISPOSICIONES DE SEGURIDAD DEL CÓDIGO ACI

Las disposiciones de seguridad del Código ACI se adaptan a las formas de las ecuaciones (1.3b) y (1.3c), las cuales utilizan factores de carga de resistencia y factores de mayoración de las cargas.

Estos factores están basados hasta cierto punto en información estadística, pero confían en un alto grado en la experiencia, en el criterio de ingeniería y en ciertos compromisos. La resistencia de diseño S, de una estructura o elemento debe ser por lo menos igual a la resistencia requerida U calculada a partir de las cargas mayoradas, es decir:

Resistencia de diseño > o = Resistencia requerida

En la tabla 1.2 se resumen los factores de carga especificados por el Código ACI los cuales

deben aplicarse a las cargas muertas calculadas, y a las cargas vivas y ambientales especificadas en los códigos o normas apropiados.

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Los factores de carga de resistencia Ø del Código ACI tienen asignados valores diferentes

dependiendo del estado de conocimiento, es decir, de la precisión con la cual pueden calcularse las diferentes resistencias. De esta manera, el valor para flexión es mayor que aquél para cortante. Los valores de Ø reflejan también la importancia probable de un elemento en particular en la supervivencia de la estructura y del control de calidad probable alcanzado. Por estas dos razones se utiliza un valor menor para colmas que para vigas. La tabla 1.3 presenta los valores de Ø especificados por el Código ACI.

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COMPORTAMIENTO DE ELEMENTOS SOMETIDOS A CARGAS AXIALES

Muchos de los fundamentos del comportamiento del concreto reforzado, para todo el rango completo de cargas desde cero hasta la carga última, pueden ilustrarse en forma clara en el contexto de elementos sometidos a comprensión o tensión axial simple. Los conceptos básicos ilustrados a continuación se reconocerán en los capítulos siguientes en el análisis y diseño de vigas, losas, columnas cargadas excéntricamente y otros elementos sometidos a situaciones de carga más complejas.

En elementos que soportan principal o exclusivamente cargas axiales de compresión, tales como columnas de edificios, resulta económico hacer que el concreto lleve la mayor parte de la carga.

Aun así es siempre recomendable incluir acero de refuerzo por varias razones. En primer lugar, muy pocos elementos estarán realmente sometidos a cargas axiales puras; el acero es esencial para resistir cualquier flexión que pueda presentarse. Por otro lado, si el acero con mucho mayor resistencia que el concreto toma parte de la carga total, las dimensiones de la sección transversal del elemento podrán reducirse en mayor grado cuanto mayor sea la cantidad de refuerzo incluido en la sección.

En una columna cuadrada con 4 barras longitudinales