SUPOSICIONES FUNDAMENTALES PARA EL COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO REFORZADO .

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- Las fuerzas internas, tales como momentos flectores, fuerzas de corte y esfuerzos normales y cortantes en una sección cualquiera de un elemento, están en equilibrio con los efectos de las cargas externas en esta sección. Esta premisa no es una suposición sino una realidad, debido a que cualquier cuerpo o parte de éste estará en reposo sólo si todas las fuerzas que actúan sobre él están en equilibrio.

- La deformación unitaria en una barra de refuerzo embebida (a tensión o a compresión) es la misma que la del concreto circundante. Expresado de otra manera, se supone que existe una adherencia perfecta en la interface entre el concreto y el acero de manera que no ocurre deslizamiento entre los dos materiales. Así, en la medida en que uno se deforme, lo mismo debe ocurrir con el otro. Con las barras corrugadas modernas se dispone de un alto grado de traba mecánica adicional a la adhesión natural superficial, de manera que esta suposición está muy cerca de la realidad.

- Las secciones transversales planas antes de la aplicación de la carga siguen siendo planas para el elemento cargado. Mediciones precisas han demostrado que cuando un elemento de concreto reforzado está cargado muy cerca de la falla esta suposición no es absolutamente correcta. Sin embargo, las desviaciones son usualmente menores y los resultados de la teoría basada en esta suposición coinciden bien con la amplia información de ensayos disponible.

- Debido a que la resistencia a la tensión del concreto es tan sólo una pequeña fracción de su resistencia a la comprensión, el concreto en aquella parte del elemento sometido a tensión estará usualmente fisurado, Aunque para elementos bien diseñados estas fisuras son en general tan delgadas que resultan apenas visibles (a veces se les llaman grietas capilares), éstas evidentemente obligan a que el concreto fisurado sea incapaz de resistir esfuerzos de tensión. De acuerdo con esto, se supone en general que el concreto no es capaz de resistir ningún esfuerzo de tensión. Esta suposición es una simplificación de la situación real debido a que, de hecho, el concreto antes del agrietamiento, al igual que el concreto localizado entre fisuras, sí resiste esfuerzos de tensión de pequeña magnitud. En discusiones sobre la resistencia a cortante de vigas de concreto reforzado, resultará claro que bajo ciertas condiciones esta suposición particular se desprecia y se toma en consideración la modesta resistencia a la tensión que puede desarrollar el concreto.

- La teoría se basa en las relaciones esfuerzo-deformación reales y en las propiedades de resistencia de los dos materiales constituyentes o en alguna simplificación razonable relacionada. Debido a que en la teoría moderna se considera el comportamiento inelástico, a que el concreto se supone inefectivo a tensión y a que se toma la acción conjunta de los dos materiales, los métodos analíticos aplicables resultan considerablemente más complejos y también más desafiantes que aquéllos adecuados para elementos hechos de un solo material esencialmente elástico.

Estas cinco premisas permiten predecir mediante cálculos el comportamiento de elementos de concreto reforzado únicamente para algunas situaciones simples. En realidad, la acción conjunta de dos materiales tan distintos y complicados como el concreto y el acero es tan compleja que no ha sido posible llevarla a un tratamiento analítico. Por esta razón, los métodos de diseño y análisis, aunque utilizan estas suposiciones, están basados ampliamente en los resultados de una intensa investigación experimental. Estos métodos se modifican y mejoran en la medida en que se dispone de nuevas evidencias experimentales.

HIPÓTESIS BÁSICA DEL CONCRETO REFORZADO

El concreto simple está formado por una mezcla fraguada de cemento, agua, agregado fino, agregado grueso, aire, y con frecuencia otros aditivos. La mezcla plástica se coloca y se compacta en la cimbra luego se cura para facilitar la aceleración de la reacción química de la hidratación de la mezcla agua-cemento, produciendo un concreto de aspecto duro. El producto terminado tiene una alta resistencia a la compresión y una baja resistencia a la tensión, de tal forma que su resistencia a la tensión es aproximadamente un décimo de su resistencia a la compresión. Debido a eso, se proporciona refuerzo de tensión y de cortante en las regiones donde existen tensiones de las secciones para compensar la debilidad en estas zonas de los elementos de concreto reforzado.

Es esta la diferencia en la formación de una sección de concreto reforzado respecto a la homogeneidad de secciones estándar de madera o acero la que requiere una aproximación modificada de los principios básicos del diseño estructural. Los dos componentes de la sección de concreto reforzado heterogéneo deberán ser distribuidos y proporcionados de tal manera que se utilicen en forma óptima los materiales involucrados. Esto es posible porque puede darse al concreto cualquier forma, colocando y compactando la mezcla húmeda dentro de moldes apropiados en donde la masa plástica endurece. Si todos los ingredientes son proporcionados en forma adecuada, el producto terminado resulta fuerte, durable y, en combinación con las varillas de refuerzo, adaptable para usarse como parte de los miembros principales de cualquier sistema estructural.

DEFINICIÓN DE LA TEORÍA CLÁSICA O ELÁSTICA

La teoría convencional del concreto armado se deriva del hecho de que en condiciones normales de trabajo, los esfuerzos de los materiales no pasan de sus límites elásticos, es decir, que existe proporcionalidad entre los esfuerzos y las deformaciones (ley de Hooke). Es ideal para calcular los esfuerzos y deformaciones que se presentan en una estructura de concreto bajo las cargas de servicio. Sin embargo esta teoría es incapaz de predecir la resistencia última de la estructura con el fin de determinar la intensidad de las cargas que provocan la ruptura y así poder asignar coeficientes de seguridad, ya que la hipótesis de proporcionalidad entre esfuerzos y deformaciones es completamente errónea en la vecindad de la falla de la estructura.

Básicamente se plantea una linealidad entre las deformaciones máximas a compresión y las máximas a tensión, y de aquí en adelante los libros utilizan leyes de triángulos básicas y varios artilugios matemáticos para obtener las fórmulas de análisis y diseño según la teoría elástica. Mediante un diseño a la elástica se generan diseños sin grietas en los cuales el hormigón puede o no aportar a tracción, como también llevar un control de los agrietamientos, los cuales serían muy leves.[pic 2]

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