Concreto 10 Corte I

Vista previa del material en texto

República Bolivariana De Venezuela 
Ministerio del poder popular para la educación 
Instituto universitario Politécnico 
Santiago Mariño 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Alumno Docente 
Carlos E. Luna C. Ing. Juan B. Rojas S. 
CI:29527013 
 
Concreto 10% corte I 
 
 
 
 
I. Concreto. 
 El Concreto es una mezcla de arena, piedras, agua y cemento que al endurecerse es unos 
de los materiales de construcción mas resistentes para hacer bases y paredes. La mezcla de 
entre la arena, el agua y el cemento en algunos países latinoamericanos se le conoce como 
mortero mientras que cuando el concreto ya esta compactado en el lugar que le corresponde 
recibe el nombre de hormigón. 
 
 Es unos de los materiales de construcción mas usados en el mundo es el concreto, su 
composición en la medida y para el uso adecuado es el mas solido, es el que se utiliza para 
edificar y crear superficies fuertes como pisos y paredes, no es solido por lo que n permite 
ningún tipo de flexibilidad luego de estar endurecido y unas de sus combinaciones mas 
comunes es cuando contiene acero y se denomina como hormigón armado. 
 
 En la construcción civil podemos encontrar variedades de concreto cada uno de los tipos 
tienen propósitos distintos que a continuación nombrare los tipos de concreto y su 
composición. 
 
a) Concreto Simple. 
 
 Este tipo de concreto su composición no contiene armadura de refuerzo, comúnmente es 
utilizado para la construcción de veredas y pavimentos pequeños de poco tráfico, este 
concreto básicamente utiliza cemento de uso general que cumple con las resistencias de este 
concreto. 
 
b) Concreto Ciclópeo. 
 
 Es también un concreto simple pero compuesto por grandes piedras o bloques. No 
contiene armadura y es utilizado en cimientos corridos, bases, rellenos o algunos muros de 
contención que no requieren una alta resistencia. Este ciclópeo en construcciones pequeñas 
es utilizado comúnmente como una base en terrenos sueltos o con humedad, el ciclópeo 
cumple la función de base y prevención de humedades futuras en los muros. 
c) Concreto Armado. 
 
 Este tipo de concreto del que hablaremos ahora es el estructural y tiene armadura de 
refuerzo de acero para obtener mayor resistencia en las edificaciones tales como: Columnas, 
vigas y losas. El concreto simple ciclópeo cumplen bien con las fuerzas de compresión pero 
no se comportan bien con las fuerzas de tracción, flexión, cortante entre otros. El concreto 
estructural o armado se comporta bien con diferentes tipos de fuerzas, pero el diseño de la 
estructura en acero realizado por el ingeniero calculista. 
 
d) Concreto Hidráulico 
 
 Es un concreto rígido, es impermeable y no absorbe el agua aun en condiciones de mucho 
sol, un concreto normal con el tiempo absorbe agua y se rompe o cuartea, este tipo de 
concreto es más resistente a la intemperie. Este tipo de concreto es utilizado en represas, 
tanques y estructuras que trasportan agua. 
 
a) Concreto Premezclado. 
 
 Se dosifica en la planta, que puede ser mezclado en la misma o en camiones mezcladores 
para después ser transportado a obra civil. Existen una gran variedad de concretos 
premezclados según la necesidad especifica de cada obra De alta resistencia de resistencia 
acelerada de baja permeabilidad, de fraguado acelerado, liviano entre otros. 
 
b) Concreto Prefabricado. 
 
 Utilizado para elementos de concreto simple o armado, fabricados en un lugar diferente 
a su posición final en la estructura. Este concreto prefabricado se utiliza comúnmente en 
tapas, placas de losas, objetos como separadores de transito o sillas para lugares públicos. 
 
c) Concreto Polimérico. 
 Este tipo de concreto es una mezcla endurecida de varios agregados secos y una resina 
sintética que se usa como agente aglomerante (No se utiliza cemento). Al estar compuestos 
de esta manera, forma una matriz tridimensional reforzada con fibra de vidrio que al ser 
catalizado se obtiene rápidamente un compuesto sólido de muy alta resistencia a la 
compresión. Sus principales ventajas son: Una resistencia mayor al concreto hidráulico, 
mucho mas ligero que los concretos tradicionales, impermeable y aislante eléctrico. 
 
d) Concreto Vacío. 
 
 El concreto vertido en una moldura que se encuentra equipada con una alfombra al vacío 
para así eliminar el agua o los elementos no necesarios para la colocación del concreto, en 
esta moldura, el concreto logra una resistencia de 28 días evitando que esta se seque. Las 
imperfecciones elásticas y de convulsión son ampliamente mayores que para un concreto de 
peso normal. 
 
e) Concreto Arquitectónico. 
 
 Utilizado en construcciones con elementos caravista y puede solicitarse en la tonalidad 
que se desee. La resistencia varía de acuerdo a especificación del proyecto, sus costos son 
variables, no sólo por el pigmento empleado en su coloración, sino también por la 
complejidad en la logística que conlleva el proceso de producción para evitar el cambio de 
tonalidad en todo el volumen despachado. 
 
f) Concreto Permeable. 
 
 Conocido como “concreto ecológico”, “verde” o sostenible, permite que el agua fluya a 
través de su estructura, permitiendo recuperar el agua y evitar la desertificación de los suelos. 
Principalmente, se emplea para la construcción de estacionamientos, piletas, pistas, veredas, 
ciclo vías, entre otras. 
 
II. Propiedades físicas del concreto. 
 
 Las cuatros principales que mas resaltan en el concreto son: Trababilidad cohesividad, 
resistencia y durabilidad etc: 
 
Las propiedades del hormigón pueden variar mucho controlando sus ingredientes. Por lo 
tanto, para una estructura específica, es económico usar hormigón que tenga propiedades 
absolutamente necesarias, incluso si es más débil en otras. 
 
movilidad. Esta es una propiedad importante para muchas aplicaciones concretas. En 
definitiva, es la facilidad con la que se puede mezclar el material y la mezcla resultante se 
puede manipular, transportar y colocar con poca pérdida de homogeneidad. 
 
sustentabilidad. El concreto debe resistir el clima, los efectos de los productos químicos y las 
tensiones del uso. 
 
Impermeabilidad Esta es una propiedad importante del hormigón que a menudo se puede 
mejorar reduciendo la cantidad de agua en la mezcla. 
 
Persistencia Esta es una propiedad del hormigón que casi siempre es motivo de preocupación. 
Por lo general, se determina por la resistencia a la rotura de una muestra bajo compresión. 
Dado que el hormigón tiende a aumentar su resistencia con el tiempo, la resistencia a la 
compresión de 28 días es la medida más común de esta propiedad. 
 
Resistencia a la Compresión: La resistencia mecánica del concreto frecuentemente se 
identifica con su resistencia a compresión, debido a que por un lado es la propiedad mecánica 
mas sencilla y practica de determinar y por otro, esta representa la condición de carga en la 
que el concreto exhibe mayor capacidad para soportar esfuerzos, de modo que la mayoría de 
las veces los elementos estructurales se diseñan con el fin de obtener el mayor provecho a 
esta propiedad. La resistencia potencial a la compresión suele estimarse con muestras de 
concreto tanto en estado fresco como en estado endurecido. Los parámetros de realización 
de las pruebas se encuentran determinados en las correspondientes normas con el ánimo de 
reducir al mínimo las variaciones por efecto de forma, tamaño, preparación, curado, 
velocidad de carga, etc. propias de cada muestra. 
 
La falla bajo la acción de una compresión uniaxial resulta de una falla por tensión de los 
cristales de cemento o por adherenciaen una dirección perpendicular a la carga aplicada; o a 
un colapso causado por el desarrollo de planos de cortante inclinados. Es posible que la 
deformación unitaria última sea el criterio de falla, pero el nivel de deformación varia con la 
resistencia del concreto, a medida que es mayor la resistencia, la deformación unitaria última 
es menor. 
III. Propiedades Mecánicas 
 
Las propiedades que caracterizan al hormigón son: 
• El módulo de rotura, fr = Mc/I, varía entre el 11 y el 23% del esfuerzo de compresión. 
 
• Módulo de Young, E = carga unitaria/deformación unitaria, es la resistencia que 
resiste el material al estirarse. 
 
 
• Esfuerzo cortante igual a aproximadamente 20 o 30% mayor que el esfuerzo de 
tracción. 
 
• Esfuerzo de tracción, FSP = 0.0088 P, que es despreciable por diseño, según la prueba 
brasileña (donde P es la fuerza aplicada). 
 
 
• Esfuerzo de compresión, Fc = 0,0265 p aprox. 
 
• Relación de Poisson: varía de 0.15 a 0.20 para concreto normal a liviano, pero se 
puede mantener un valor promedio de 0.18; El rango elástico es la relación entre la 
deformación transversal y longitudinal bajo carga axial. 
 
• Los cambios volumétricos, la contracción (que ocurre durante el fraguado) y la 
expansión (debido al cambio de temperatura) pueden aumentar la fatiga del elemento. 
 
 
• Fluencia del hormigón: se produce cuando se aplica una carga al elemento de 
hormigón. Hay tres tipos de tensión de fluencia: 1 deformación elástica; 2, 
deformación plástica; y 3, deformación permanente. Se basan en la permanencia de 
los cargos. 
 
IV. Curvas esfuerzo – deformación. 
 
 La grafica que está a continuación del concreto demuestra que la capacidad que posee el 
concreto para resistir compresión es mucho mayor que la que posee para soportar esfuerzos 
de tensión. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Debido a esta respuesta a tales fuerzas, el concreto se usa dentro de las estructuras para resistir 
las fuerzas de compresión y parte de la fuerza de tracción o de tracción la proporciona la 
barra de refuerzo cuyas estructuras están reforzadas. 
 
El acero utilizado para el refuerzo o elementos de refuerzo se puede clasificar en barra 
laminada en caliente y alambre estirado en frío según el proceso de fabricación; Según la 
forma de la superficie, se divide en barras lisas, onduladas o con muescas; Y dependiendo 
del uso puede haber barras tensadas, pretensadas y sin tensar. 
 
Para el caso comentado en este documento, se utilizan varillas corrugadas sin abrazaderas. 
Las varillas se fabrican en varios diámetros y longitudes; La fuerza que soportan depende de 
su sección transversal y de las propiedades del acero del que están hechos. Así, existen aceros 
que van desde aceros ordinarios hasta aceros de alta resistencia. 
 
V. Efecto de la edad en el concreto. 
¿Qué es fraguado? Es el proceso de hidratación de los diversos componentes del ligante 
hidráulico lo que le da mayor estabilidad, lo que ha sido destacado en pruebas estandarizadas. 
Es el proceso de aumentar la resistencia mecánica después del tiempo de fraguado. 
Aguas mezcladas de mala calidad en hormigones que pueden provocar efectos indeseables a 
corto, medio y largo plazo. Los efectos a corto plazo generalmente están relacionados con el 
tiempo de fraguado y la resistencia iniciales, los efectos a mediano plazo con la resistencia y 
 
 
el endurecimiento por envejecimiento subsiguientes (28 días o más), y los efectos a largo 
plazo pueden incluir ataque de sulfato, reacción de agregación alcalina y corrosión. acero de 
refuerzo. , 
 
El concreto se fortalecerá con el tiempo siempre que haya humedad y se mantenga una 
temperatura favorable. Por tanto, la resistencia a una edad dada es menos función de la 
relación agua/cemento y más del grado de hidratación alcanzado por el cemento. Después de 
un largo período de tiempo, el hormigón es capaz de soportar grandes esfuerzos de 
compresión. Después de 28 días, el hormigón alcanzó su máxima resistencia. 
 
Desarrollo de la resistencia a la compresión del concreto Portland normal Edad del concreto 
en días 3 7 28 90 360 Resistencia a la compresión 0.40 0.65 1.00 1.20 1.35 En condiciones 
normales, el concreto Portland normalmente comenzará a fraguar entre 30 y 45 minutos 
después de descansar en la forma Goes termina después de 10 o 12 horas. Luego comienza 
el endurecimiento, que avanza a un ritmo acelerado desde los primeros días hasta el primer 
mes, luego aumenta gradualmente hasta que ese año se vuelve prácticamente estable. 
 
VI. Retracción de fraguado. 
 
 La práctica y el estudio de este aspecto ha sugerido cinco tipos de causas para la 
aparición de este fenómeno; Contracción autógena, contracción plástica, contracción por 
secado, contracción térmica y contracción por carbonatación, el control de estos aspectos es 
equivalente al control del fenómeno de agrietamiento. 
 
La retracción o contracción tiene dos etapas: la primera etapa, durante el proceso de 
fabricación, transporte, vaciado y curado, en la que el hormigón se comporta frente a la 
retracción o contracción; Y el paso dos, después de 24 horas, si también hay otras 
características relacionadas con el problema. 
 
Los componentes del hormigón consisten en un material cementoso, cuya función es 
formar una denominada pasta, que se encarga de unir otros componentes y proporcionar la 
resistencia requerida del material. Pero para lograrlo, desarrolla una reacción química de 
hidratación que genera calor según un comportamiento exotérmico. 
 
Otro factor en la mezcla de concreto es la presencia de agua: un metro cúbico de concreto 
contiene un estimado de 175 litros de agua (excluyendo aditivos), de los cuales entre 24 y 
28% se utiliza para hidratar el cemento; Otros tienen otras funciones para el buen 
comportamiento del hormigón durante la construcción, transporte y vertido. En otras 
palabras, parte del agua restante seguramente saldrá de la mezcla debido a algún tipo de 
evento de evaporación. 
 
Los ágregados son los llamados "esqueletos pétreos del hormigón", finos y gruesos, que 
también juegan un papel fundamental en este proceso físico. Básicamente, una estructura 
porosa puede retener agua en sí misma, provocando una contracción o efecto de 
contracción. El agua extraída de la matriz de hormigón también crea tensiones internas en 
la misma y por lo tanto es otro componente que provoca este tipo de lesiones. 
 
El concreto endurece con el paso del tiempo; su estado inicial es fluido, con manejabilidad 
y el grado de hidratación del cemento es inferior al 2%, por lo tanto, la evaporación del 
agua es nula o lenta. En la medida que aumenta la reacción química de hidratación -que 
lleva consigo la generación de calor- la matriz del concreto inicia la evacuación de agua por 
medio de exudación, evaporación o una combinación de ambas. 
 
Producto de este comportamiento, el material internamente genera esfuerzos de tensión por 
la evaporación o salida del agua, lo cual se ve reflejado en la superficie del mismo, 
causando alteraciones, que en algunos casos son solamente estéticas; pero dependiendo del 
elemento y su magnitud, puede ser un tema delicado que requiere un análisis detallado. 
 
El concreto tiene propiedades relacionadas directamente con el medio que rodea el proceso 
de fundida, sus tiempos de fraguado y la maduración final. Las condiciones climáticas o 
ambientales presentes durante el vaciado tienen componentes como la humedad relativa, la 
temperatura y la velocidad del viento, que actúan sobre el material, y que, sumadas a la 
temperatura del concreto, definirán su comportamiento final frente a la contracción o 
retracción. 
 
La razón es que se aumenta la tasa de evaporación del agua del concreto y esto produce la 
desecación del material más rápidamente, dejando dentro de su trayectoria conductos que 
van desde dentro de la matriz y se manifiestanen la superficie como fisuras o cambio del 
volumen en el elemento final. 
 
Muchas investigaciones elaboradas por expertos han permitido entender el fenómeno, y con 
esto desarrollar productos que, mezclados con el concreto en estado fresco o posterior al 
vaciado, logran de alguna manera controlar estos movimientos internos de la masa de 
concreto y son una buena alternativa para estos propósitos, siempre y cuando sea empleada 
de una forma adecuada. 
 
La contracción o retracción nulas son un tema en el cual los avances seguramente continúan 
en desarrollo, buscando lograr que este fenómeno no siga causando problemas en nuestras 
estructuras. 
 
VII. Fluencia del concreto. 
 
La fluencia es el aumento de la deformación bajo carga continua. Cuando las tensiones son 
tales que el hormigón sufre deformaciones constantes bajo carga, la fluencia se manifiesta 
por una disminución gradual de la tensión a lo largo del tiempo, fenómeno conocido como 
relajación. Entonces, cual es la afluencia máxima la tensión máxima requerida para una 
fluencia dada en un período de tiempo dado. También se utiliza para describir la tensión 
máxima que puede surgir en un material a una temperatura constante, por debajo de la cual 
la tasa de fluencia disminuye con el tiempo. 
 
VIII. Módulo de elasticidad 
 
La elasticidad es la propiedad mecánica que hace que los materiales sufran deformaciones 
reversibles por la acción de las fuerzas exteriores que actúan sobre ellos. La deformación es 
la variación de forma y dimensión de un cuerpo. Un material es elástico cuando la 
deformación que sufre ante la acción de una fuerza, cesa al desaparecer la misma. 
 
Los materiales totalmente elásticos pueden llegar hasta cierta deformación máxima, es lo que 
se conoce como límite elástico. Si se sobrepasa este límite, la deformación del material es 
permanente y sus propiedades cambian. Si el esfuerzo que incide sobre el material supera las 
fuerzas internas de cohesión, el material se fisura y termina por fallar. 
 
El módulo de elasticidad de un material es la relación entre el esfuerzo al que está sometido 
el material y su deformación unitaria. Representa la rigidez del material ante una carga 
impuesta sobre el mismo. 
 
Cuando la relación entre el esfuerzo y la deformación unitaria a que está sometido el material 
es lineal, constante y los esfuerzos aplicados no alcanzan el límite de proporcionalidad, el 
material tiene un comportamiento elástico que cumple con la Ley de Hooke. 
 
Él módulo de elasticidad del hormigón representa la rigidez de este material ante una carga 
impuesta sobre el mismo. El ensayo para la determinación del módulo de elasticidad estático 
del concreto se hace por medio de la Norma Técnica Colombiana 4025 que tiene como 
antecedente la ASTM C 469 y tiene como principio la aplicación de carga estática y de la 
correspondiente deformación unitaria producida. 
 
La primera fase es la zona elástica, donde el esfuerzo y la deformación unitaria pueden 
extenderse aproximadamente entre 0% al 40% y 45% de la resistencia a la compresión del 
concreto. 
 
Una segunda fase, representa una línea curva como consecuencia de una microfisuración que 
se produce en el concreto al recibir una carga, estas fisuras se ubican en la interfase agregado- 
pasta y está comprendida entre el 45% y 98% de la resistencia del concreto. 
 
 
IX. Resistencia a la tracción. 
 
La resistencia a tracción del concreto es un comportamiento de gran interés para el diseño y 
control de calidad de todo tipo de estructuras, especialmente hidráulicas y de pavimentación. 
Sin embargo, desde que surgieron los métodos de prueba de tracción a fines de la década de 
1950, la resistencia a la compresión ha mantenido su predominio como indicador de calidad, 
en gran parte debido a los largos períodos de uso que han permitido ganar experiencia. 
Precioso. , 
 
La resistencia a la tracción del concreto se determinó inicialmente mediante ensayos de 
flexión. Luego se desarrollaron dos métodos de prueba, llamados prueba de división de 
deformación directa, también conocida como compresión de diámetro. 
 
El método de ensayo de tracción directa consiste en una pieza de ensayo cilíndrica o 
prismática con una relación H/D entre 1,6 y 1,8, que se obtiene observando los extremos de 
una pieza de ensayo conformada para determinar la tensión de tracción. Axial para eliminar 
zonas con mayor asimetría. Las probetas se fijan en sus extremos, mediante resinas epoxi, a 
dos placas de acero que llevan tirantes y se articulan mediante una rótula, las mismas que se 
fijan al cabezal de una máquina cortadora. Ensayo de tracción convencional. 
 
Aunque el método de estirado directo es representativo del comportamiento del hormigón, 
requiere de un proceso complejo, por lo que sólo ha sido firmado en laboratorio. 
 
El ensayo de tracción por hendidura consiste en romper un cilindro de hormigón de tipo 
estándar para el ensayo de compresión entre los cabezales de la prensa según el generador 
opuesto. 
 
Este método fue desarrollado en 1943 en Brasil por Lobo Carneiro y Barcelles, cuando 
estudiaban el comportamiento del hormigón para llenar cilindros de acero utilizados para 
mover una iglesia antigua. En el mismo año, t. Azakawa completó su tesis doctoral en Japón, 
en la que desarrolló el método. 
 
X. Módulo de ruptura. 
 
 La resistencia a la flexión se expresa como el modulo de ruptura (MR) en Libras por 
pulgada cuadrada (MPA) y es determinado mediante los métodos de realiza de acuerdo a las 
exigencias de la norma NTC 2871. 
ASTM C78 (cargados en los puntos tercios 
ASTM C293 (Cargada en el punto Medio). 
El módulo de ruptura es cerca del 10% al 20% de la resistencia a compresión, en dependencia 
del tipo, dimensiones y volumen del agregado grueso utilizado, sin embargo la mejor 
correlación para los materiales específicos es obtenida mediante ensayos de laboratorio para 
los materiales y el diseño de la mezcla. 
El módulo de ruptura determinado por la viga cargada en los puntos tercios es más bajo que 
el módulo de ruptura determinado por al viga en el punto medio, en algunas ocasiones tanto 
como en un 15%. 
 
 
 
 
XI. Acero y tipos de acero. 
 
El acero es un metal formado a partir de una aleación entre el hierro y el carbono. Se 
caracteriza por su durabilidad y porque se puede procesar en caliente, es decir, sólo en estado 
líquido. Bueno, una vez que está arreglado, es casi imposible de manejar. Los dos elementos 
que componen el acero (hierro y carbono) se encuentran en la naturaleza, por lo que es 
positivo que se produzcan en serie. 
 
Acero de corten 
El Acero Corten es una aleación que está formada por cobre, cromo, fósforo y níquel. Se trata 
de un tipo de acero muy resistente incluso a la oxidación. Utilizado principalmente en la 
industria cementera y en proyectos de decoración y paisajismo. 
 
Acero Corrugado 
El Acero Corrugado es un tipo de acero laminado compuesto por hierro y carbono. El nombre 
lo recibe porque tiene unos resaltos o corrugas, que sirven para mejorar su adherencia con el 
hormigón. Se utiliza en proyectos de construcción para crear estructuras de hormigón 
armado. 
 
Acero galvanizado 
El Acero Galvanizado consiste en una aleación de hierro con carbono y procesado con zinc. 
Destaca por su resistencia a las rayaduras y se utiliza para crear componentes industriales 
como estanterías metálicas, así como mobiliario de estilo industrial. 
 
Acero inoxidable. 
El Acero Inoxidable está compuesto de cromo, hierro y carbono. Según la aleación puede 
también contener otros componentes. Destaca sobre todo por su gran resistencia a la 
corrosión. Hoy en día es utilizado en múltiples ámbitos, desde fabricación de coches hasta 
construcción o accesorios para el hogar. 
 
Acero laminado 
El Acero Laminado es el acero tratado mediante un proceso que puede ser «en caliente» o 
«en frío»(a temperatura ambiente). El acero laminado en caliente presenta una apariencia 
áspera con bordes redondeados, pero es más moldeable. El acero laminado en frío es más liso 
y presenta bordes afilados, perfecto para mobiliario y electrodomésticos. 
Acero de carbono 
El Acero al Carbono está compuesto principalmente por carbono, junto otros materiales como 
hierro o manganeso. Es el acero más presente en la industria de construcción, para fabricar 
maquinaria, vehículos, motores o tuberías, entre otros. 
 
Acero de aleación 
El Acero de Aleación es aquél acero resultante de la mezcla con otros metales. Dependiendo 
de la cantidad de estos metales y sus diferentes combinaciones, podemos obtener un acero 
con propiedades muy diferentes. 
 
Acero dulce. 
El Acero Dulce es también conocido como Acero al Carbono o Acero Suave. Destaca por 
tener bajos niveles de carbono de entre 0,15% y 0,25%. Es utilizado sobre todo para la 
fabricación de piezas con una resistencia media. 
 
Acero efervescente. 
El Acero Efervescente es aquél que no está completamente desoxidado y tiene un carbono 
menor al 0,3%. Su nombre se debe a que durante su creación se produce monóxido de 
carbono que provoca una efervescencia al desprenderse. Es útil para operaciones de 
soldadura, laminación y forja. 
 
Acero estirado en frio 
El Acero Estirado en Frío es el tipo de acero resultante de un estiramiento del metal que se 
realiza en frío. El objetivo normalmente es mejorar la superficie y sus propiedades mecánicas 
para aumentar la resistencia a la tracción. 
 
Acero estructural 
El Acero Estructural debe su nombre a su aplicación, principalmente la fabricación de 
estructuras tanto de edificios como de maquinaria. 
 
Acero intemperizado 
El Acero Intemperizado es un tipo de acero que cuenta con una gran resistencia. Al ser 
expuesto a la lluvia y a la humedad, desarrolla una capa de óxido. Destaca también por su 
adherencia al elemento metálico principal, que le permite protegerse ante la corrosión. 
 
Acero negro 
El Acero Negro tiene muy poco carbono y no es sometido a tratamientos adicionales. Esta 
falta de tratamiento hace que su superficie se oscurezca por la presencia de carbono y es lo 
que le ha hecho recibir esta denominación. 
 
XII. Elasticidad y plasticidad. 
Probablemente hayas oído hablar de la idea de la elasticidad. En pocas palabras, significa 
que algunos materiales vuelven a su forma anterior después de ser estiradas. Experimentaste 
una honda. no es así ? Es un material elástico. Exploremos los términos elasticidad y 
plasticidad para aprender más sobre estas dos propiedades de la materia. 
 
La elasticidad es la capacidad de un cuerpo para volver a su configuración original (forma y 
forma) una vez que se han eliminado las fuerzas de deformación. Cuando se eliminan las 
tensiones de deformación de los cuerpos de plástico, no vuelven a su estructura anterior. La 
plasticidad es la propiedad de un cuerpo que hace que pierda su elasticidad y desarrolle una 
deformación permanente una vez que se elimina la fuerza deformante. 
 
Elasticidad 
Cuando se eliminan las fuerzas de deformación, la propiedad de un cuerpo le permite 
restaurar su tamaño y forma anteriores, esa propiedad se conoce como Elasticidad . La 
elasticidad es un fenómeno que ocurre a nivel molecular. 
 
 
 
La deformación elástica es la deformación que se disipa cuando se eliminan las fuerzas 
externas que causaron la modificación y la tensión ligada a ella. Como resultado, la 
deformación elástica es reversible y no permanente. La noción química de " elasticidad " 
describe mejor la deformación elástica. La elasticidad es la capacidad de una sustancia para 
volver a su estado original después de haber sido deformada. 
 
La deformación elástica está determinada principalmente por la unión química del material. 
Esa sustancia puede sufrir una deformación elástica si los enlaces químicos pueden tolerar 
un alto estrés al deformarse sin romperse. 
 
Plasticidad 
La capacidad de un cuerpo para perder su elasticidad y desarrollar una deformación 
permanente cuando se elimina una fuerza deformante se conoce como plasticidad . 
 
La deformación plástica se define como la deformación persistente o el cambio en la forma 
de un cuerpo sólido causado por una fuerza sostenida. Esto sucede cuando se aplica una gran 
cantidad de tensión a un material. La deformación plástica es permanente e irreversible. La 
plasticidad es la capacidad de formarse o moldearse permanentemente. 
 
La deformación plástica ocurre como resultado de la ruptura de algunos enlaces químicos 
entre los átomos que componen el material. Los átomos pueden deslizarse unos sobre otros 
durante la deformación plástica. Como resultado de las dislocaciones de los átomos, el 
material permanece inmóvil cuando se elimina la tensión aplicada. 
 
XIII. Teorías para el estudio de la flexión en concreto armado. 
 
En el desarrollo de la teoría de flexión para el análisis y diseño de vigas de hormigón es 
necesario considerar ciertas suposiciones fundamentales, sin las cuales la tarea del ingeniero 
calculista sería muy difícil de realizar, puesto que existirían muchas incertidumbres y 
variables. 
 
Hormigón Armado = Hormigón + Acero 
• Material no homogéneo 
• No tiene comportamiento elástico 
• No es isótropo 
Por tanto, los procedimientos utilizados para el diseño de vigas en otros materiales, como el 
acero, no se aplican. Pero, algunos principios fundamentales pueden ser mantenidos y sobre 
la base de ellos desarrollar otro método para el diseño y análisis en hormigón armado. 
 
 
Principios fundamentales: 
• En cualquier sección transversal existe una distribución de esfuerzos que puede ser 
descompuesta en dos componentes: una perpendicular (normal) y la otra paralela (tangencial) 
a la sección. Los esfuerzos normales a la sección son los esfuerzos por flexión y son los que 
resisten los momentos flectores, mientras que los esfuerzos tangenciales son los esfuerzos 
por corte y son los que resisten las fuerzas cortantes. 
 
 
Principios fundamentales: 
• Una sección transversal, plana antes de la aplicación de la carga, se mantiene plana una vez 
que las cargas actúan sobre el elemento. Por tanto, la distribución de los esfuerzos en la 
sección transversal es lineal y proporcional a la distancia desde el eje neutro. Los esfuerzos 
normales, por flexión, dependen de la deformación de la sección en el punto considerado de 
acuerdo a la variación de la curva tensión-deformación. Para un material elástico, el esfuerzo 
𝑓 es igual a la deformación 𝜀 multiplicada por el módulo de elasticidad. 
 
 La distribución de los esfuerzos de corte 𝑣 en la sección transversal depende de la forma de 
la sección y del diagrama tensión de formación del material. Los esfuerzos cortantes son 
mayores en el eje neutro y cero en las fibras extremas, además estos esfuerzos son iguales en 
planos verticales y horizontales de un punto. En cualquier punto a lo largo y alto del elemento 
se pueden hallar los esfuerzos principales de compresión 𝑓2 y tracción 𝑓1 conociendo los 
esfuerzos cortantes y de flexión en ese punto. 
 
XIV. En que consiste y para qué sirve el método de la sección transformada. 
 
En vigas de hormigón armado, en el rango elástico, es posible aplicar la ley de Hooke para 
ambos materiales considerando, además, que las deformaciones del hormigón y del acero son 
iguales; es decir: 
εc = σc/Ec y εs = σs/Es 
Si igualamos las deformaciones y sustituimos los esfuerzos por fc y fs, obtenemos: 
fs = (Es/Ec)fc 
La relación Es/Ec la denominaremos “relación modular” y la representaremos por la letra 
minúscula n: 
fs = nfc 
Esta expresión, en el rango elástico, es útil para determinar la carga o el momento resistente 
de una sección. Para ello, se debe calcular el área de hormigón equivalente (área 
transformada) al área compuesta de hormigón y acero. 
Donde:Ag: es el área bruta de la sección 
As: Área del refuerzo 
Ac= es el área neta; es decir, área bruta menos el área de refuerzo 
P: es la carga axial 
El área transformada (At) se obtiene a partir del cálculo de la fuerza axial: 
P = fcAc + fsAs = fcAc + nfcAs = fc(Ac + nAs) 
nAs se interpreta como un área (ficticia) de concreto equivalente al área de acero. La sección 
transformada (figura 1.4.4 b) queda, entonces, con unos vacios dejados por el acero 
transformado. Si llenamos esos vacío (figura 1.4.4 c), debemos restarlo al área total; es decir: 
At = (Ac + As) + nAs – As; simplificando, 
At = Ag + (n – 1) As 
Los módulos de elasticidad del hormigón y del acero, que usamos en el cálculo del área 
transformada, determinan la rigidez del elemento de hormigón reforzado. El módulo de 
elasticidad, Ec , para el concreto puede tomarse como wc1.5 0.043√f’c (en MPa), para valores 
de wc comprendidos entre 1440 y 2560 kg/m3. Para concreto de densidad normal, Ec puede 
tomarse como 4700√f’c. Por otra parte, el módulo de elasticidad, Es, para el acero de 
refuerzo no preesforzado puede tomarse como 200000 MPa. 
 
XV. Resistencia de diseño 
 
La resistencia de diseño proporcionada por un elemento estructural, sus uniones con otros 
elementos y su sección transversal, en términos de flexión, carga axial, corte y torsión, es 
igual a la resistencia nominal calculada de acuerdo con los requisitos e hipótesis estipulados 
en el código, multiplicada por un factor de reducción de la resistencia φ, que es menor que la 
unidad. Las reglas para el cálculo de la resistencia nominal generalmente se basan en los 
estados límites elegidos de forma conservadora para tensión, deformación, fisuración o 
aplastamiento, y concuerdan con datos experimentales para cada tipo de acción estructural. 
Sólo revisando los antecedentes de los requisitos del código es posible comprender 
cabalmente todos los aspectos de las resistencias calculadas para las diferentes acciones. 
 
 
XVI. Estados de comportamiento si una sección de viga es sometida a un momento 
creciente. 
Suponiendo que una viga de concreto reforzado se somete a una carga creciente, esta sección 
pasará por diferentes etapas. A saber: -Concreto No Agrietado. -Concreto Agrietado. -Falla 
de la Viga. bajo cargas pequeñas, cuando los esfuerzos de tensión son menores que el módulo 
de rotura, todo el concreto resulta efectivo para resistir los esfuerzos de compresión a un lado 
y de tensión al otro costado del eje neutro. εs εc fs fc Tensión en el acero. Tensión en el 
concreto Def. unitaria Tensiones Etapa del concreto no agrietado. - En esta etapa, el acero y 
el concreto trabajan en conjunto. Tomando esfuerzos que no sobrepasan el valor aproximado 
de 0,1f´c. -Se considera que toda la sección es efectiva, un material homogéneo y linealmente 
elástico. -El eje neutro pasa por el centro de gravedad de la sección. 
 
Concreto Agrietado: -Cuando la carga es aumentada un poco más, pronto se alcanza la 
resistencia a la tensión del concreto y en esta etapa se desarrollan grietas de tensión. -La 
deformación unitaria del concreto a tracción llega a su límite, aprox. 0,00015. -El momento 
cuando comienzan a formarse las grietas, es decir, cuando los esfuerzo de tensión en la parte 
inferior de la viga son iguales al módulo de rotura, se denomina Momento de Agrietamiento. 
Donde: It= Inercia de la sección transformada. fr= módulo de ruptura. Concreto Armado. 
 
Concreto Agrietado. -El eje neutro de la sección es desplazado hacia arriba. -Al agrietarse la 
viga, el concreto no puede resistir esfuerzos de tensión, debe resistirlos entonces el acero. -
Esta etapa continuará mientras los esfuerzos de compresión en las fibras superiores sean 
menores a aprox. La mitad de la resistencia a la compresión del concreto, f´c, y mientras el 
esfuerzo en el acero sea menor que su limite elástico. El momento real es mayor que el 
momento de agrietamiento. Concreto Armado. 
 
Falla de la Viga: etapa de resistencia última. -La carga sigue creciendo, resultando en 
esfuerzos de compresión mayores que 0,5f´c, por lo tanto las grietas de tensión se desplazan 
aún más hacia arriba, igual que el eje neutro. Concreto Armado. 
 
Al desplazarse hacia arriba el eje neutro de la sección, disminuye la sección resistente de 
concreto, pero como Cc es, por equilibrio, igual a que permanece constante, debe entonces 
aumentar grandemente sus esfuerzos para compensar la pérdida de altura de la zona 
comprimida (recordar que el producto del área del diagrama de los esfuerzos de compresión 
por el ancho de la zona comprimida proporciona la fuerza Cc. Cuando la deformación en la 
fibra más comprimida llega a su máximo valor de 0.003, entonces sobreviene el colapso de 
la sección por aplastamiento del concreto. Cuando ocurre la falla, el concreto en esta región 
se aplasta. Concreto Armado. 
 
Hipótesis de diseño. Las hipótesis de diseño están especificadas en la sección 10.2 de la 
norma COVENIN 1753-06. 1. Deformaciones del acero de refuerzo y el concreto. (Secc. 
10.2.1) Las secciones planas antes de la flexión permanecen planas después de la flexión. 
Implica que la deformación longitudinal en el concreto y el acero en los distintos puntos a 
través de una sección es proporcional a la distancia de su eje neutro. Suposición correcta en 
todas las etapas de carga hasta alcanzar la falla a flexión. La suposición no es valida para 
vigas de gran peralte o en regiones de cortante elevado. 
 
 
XVII. Fallas y tipos de fallas 
 
Fallas en el diseño 
 
En el desarrollo del diseño de cualquier estructura de concreto, actualmente se usan diferentes 
programas computacionales que permiten simular y calcular las estructuras mediante la 
definición de diferentes aspectos como cargas, dimensiones, materiales, detalles 
arquitectónicos, entre otros, con el fin de cumplir con los estándares estipulados en la 
normativa sismo resistente vigente. Sin embargo, adicional a esto es importante tener en 
consideración aspectos como las condiciones ambientales, el tiempo estimado de servicio, el 
tipo de operación de la estructura y el avance tecnológico de materiales. 
 
Algunas de las fallas más comunes que se presentan en estructuras de concreto debido al 
diseño son: 
 
Ausencia de inclusión en cálculos cargas, esfuerzos adicionales y condiciones de servicio. 
Siempre es necesario verificar todas las variables que se están considerando y asegurarse 
que ellas estén incluidas en la simulación de la estructura, ya que puede haber omisión de 
información que conduzca a imprecisiones en el cálculo. 
Falta de concepción e inclusión en los diseños estructurales, el diseño arquitectónico 
estipulado y viceversa. 
Falta de posibles contactos entre la estructura y el agua, es decir, drenajes o desagües sobre 
el concreto, puntos en la estructura expuestos a acumulación de agua o a periodos de 
humedecimiento y secado, entre otros. 
 
• Proyección inadecuada u omisión de juntas que controlan la generación de fisuras. 
• Dimensionamiento inapropiado tanto de las secciones de elementos como vigas, 
columnas, espesores de placas, etc., así como de la distribución de su refuerzo. 
• Especificación faltante o errónea de los materiales a emplearse en obra. 
• Carencia de información de detalles en planos de construcción. 
• Fallas por materiales 
 
La ingeniería de materiales de construcción han venido presentando avances tecnológicos 
importantes, que han permitido ampliar el uso y las aplicaciones de los mismos, y a su vez 
realizar estructuras con mayores retos ingenieriles. En el caso del concreto, en la actualidad 
se cuenta con múltiples tipos de cemento, con posibilidades agregados tanto de cantera como 
reciclados y con múltiples aditivos y adiciones que aumentan propiedades del concreto como 
su resistencia, entre otras. 
 
 
 
Todas estas opciones y avances tienen innumerables ventajas; sin embargo, losdiseñadores 
y constructores deben conocer bien sus propiedades con el fin de, escoger el cemento 
adecuado en términos de durabilidad, destinar los aditivos y adiciones correctas y en la 
dosificación adecuada, determinar una granulometría que no genere segregación en la 
mezcla, elegir el agua con la calidad apropiada y en la cantidad adecuada, entre otros. Así 
mismo, en el diseño de mezclas se debe tener en cuenta realizar dosificaciones de materiales 
por peso, correcciones de humedad en agregados y ajustes al agua por absorción. Entre las 
fallas por materiales más comunes se encuentran: 
 
Diseño inadecuado de la mezcla u omisión del uso de la curva de relación agua/material 
cementante (a/mc) de los materiales. 
Falta de control de calidad a los materiales y a la mezcla desconociendo su resistencia y 
comportamiento, teniendo posibles fatigas a temprana edad y deteriorando su durabilidad. 
Uso de: exceso de aire, adición de agua sin control, poco o exceso de cemento generando 
porosidad o alta contracción respectivamente, y exceso de agregado fino o grueso afectando 
la resistencia o causando segregación respectivamente. 
En el fraguado: 
Retardos excesivos que forman fisuras y afectando la adherencia entre el concreto y el acero. 
Falso fraguado que pueden inducir a adicionar agua de mezclado afectando la relación a/mc. 
Fraguados acelerados que pueden generar estructuras de adherencia pobre y bajas 
resistencias. 
Uso de acero de calidad inapropiada o uso del acero de forma inadecuada (corrugado como 
acero principal y liso como acero secundario en estribos, flejes, etc.) 
Fallas por construcción 
 
Durante el proceso constructivo de cualquier proyecto es importante seguir lo máximo 
posible el diseño y la planeación del proyecto con el fin de que la estructura se comporte 
acorde con las especificaciones estipuladas. Para esto es necesario contar con la experiencia 
adecuada, mano de obra calificada, control de calidad, entre otros aspectos que permitan el 
desarrollo satisfactorio de la obra y evitar fallas en el concreto causadas por: 
 
En formaletas: 
Falta de diseño. 
Deformaciones o defectos. 
Falta de verificación de su estabilidad antes de realizar el vaciado. 
Descimbrado anticipado o con técnicas inadecuadas. 
Incumplimiento de tolerancias dimensionales en la geometría de los elementos de concreto, 
así como en la colocación del acero permitiendo posibles desplazamientos del mismo y 
afectando el recubrimiento estipulado por el diseño o norma. 
Malas prácticas en la colocación, manejo, compactación, y falta de procesos de protección y 
curado adecuado. 
Procesos inadecuados de levantamiento, izaje o montaje de elementos prefabricados. 
Afectar el cuerpo de la estructura o de un elemento para conectar instalaciones anexas o 
precargar la estructura sin poseer la resistencia necesaria. 
Fallas por operación 
 
La vida útil de servicio de una estructura, consiste en ese periodo para el cual se le considera 
en buen estado de funcionamiento hasta llegar a un nivel de deterioro aceptable. La vida útil 
además de estar ligada a un adecuado diseño, al uso correcto de los materiales adecuados y 
a la calidad con la que se lleva a cabo el proceso constructivo, también se encuentra vinculada 
con el uso que se le dará a la estructura durante ese periodo de tiempo. 
 
La operación o función que se le otorga a la estructura podrá disminuir su vida útil de servicio 
estipulada, viéndose generalmente afectada por la aplicación de cargas mayores a las 
contempladas en el diseño debido a diferentes acciones o fenómenos, o por el cambio de uso 
general de la estructura. 
 
Fallas por mantenimiento 
 
Cómo toda estructura de concreto, con el fin de garantizar su integridad, funcionalidad y 
durabilidad durante su vida útil, se deben realizar inspecciones rutinarias que permitan 
determinar el estado de la estructura y establecer planes de acción a tomar en la estructura 
para corregir los problemas identificados. Las acciones incluyen entre otras realizar un 
mantenimiento, una reparación, una rehabilitación o un refuerzo de la estructura. 
 
XVIII. Como se calcula la resistencia nominal. 
 
HIPOTESIS PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA NOMINAL A FLEXIÓN 
I. El concreto no podrá desarrollar una fuerza de comprensión mayor a la de su resistencia 
f'c 
II. El concreto tiene una resistencia a la tracción muy pequeña y que se agrieta 
aproximadamente cuando este 
alcanza un 10% de su resistencia f'c, por lo que se omite en los cálculos de análisis y diseño 
y se asume 
que el acero toma toda la fuerza total en tracción. 
III. La relación esfuerzo-deformación del concreto se considera lineal solo hasta 
aproximadamente el 50% de 
su resistencia. 
IV. Prevalece la hipótesis de Bernoulli en la que las secciones planas antes de la flexión 
permanecen planas y 
perpendiculares al eje neutro después de la flexión. 
V. La deformación unitaria del concreto en la rotura es: Ec= 0.003. 
VI. Las tracciones debidas a la flexión, en cualquier punto, depende directamente de la 
deformación en dicho 
punto. 
VII. La distribución de esfuerzos depende de la sección transversal y diagrama de “esfuerzo 
- deformación”. 
VIII. La intensidad del esfuerzo debido a la flexión normal a la sección, aumenta 
directamente proporcional a la 
distancia del eje neutro. 
𝑣 =
𝑉. 𝑄
𝐼. 𝑏
 
𝑓
𝑀𝑦
𝐼
 
 
 
 
 
II. Cuando existe una condición de deformación balanceada. 
 
En una sección transversal existe un condición de deformación balanceada cuando la máxima 
deformación específica en la fibra comprimida extrema llega a εu = 0,003 en el mismo 
instante en que se produce la primera deformación de fluencia εs = εy = fy/Es en la armadura 
de tracción. Esta condición de deformación balanceada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
III. Secciones controladas por compresión 
Las secciones son controladas por compresión cuando la deformación específica neta de 
tracción en el acero más traccionado es menor o igual que el valor límite de la deformación 
específica para secciones controladas por compresión justo en el momento que el hormigón 
solicitado a compresión llega a su valor límite supuesto de 0,003. El valor límite de la 
deformación específica para secciones controladas por compresión es la deformación 
específica neta por tracción correspondientes a condiciones de deformación balanceada. Para 
la armadura Grado 60 y para cualquier armadura pretensada, estará permitido fijar el valor 
límite de la deformación específica para secciones controladas por compresión igual a 0,002. 
Observar que cuando se utiliza armadura de diferente grado, el valor límite de la deformación 
específica para secciones controladas por compresión no es igual a 0,002. Esto modifica el 
valor límite de la deformación específica para secciones controladas por compresión, y por 
lo tanto varía las ecuaciones "de transición" para el factor de reducción 
 
 
 
II. Secciones controladas por tracción y secciones en transición 
 
Las secciones son controladas por tracción cuando la deformación específica neta de tracción 
en el acero más traccionado es mayor o igual que 0,005 justo en el momento en que el 
hormigón comprimido llega al valor límite de la deformación específica para secciones 
controladas por compresión supuesto de 0,003. Las secciones en las cuales la deformación 
específica neta por tracción en el acero más traccionado está comprendida entre el valor 
límite de la deformación específica para secciones controladas por compresión y 0,005 
constituyen una región de transición entre las secciones controladas por compresión y 
aquellas controladas por tracción.