hormigon armado y fallas

Capítulo 4: Diseño en Flexión- Teoría Elástica

Facultad de Arquitectura, Construcción e Ingeniería Civil
Universidad Católica del Norte

Jorge Omerovic Pavlov

Capítulo 4: Diseño en Flexión-Teoría Elástica

DISEÑO EN FLEXION.
Hipótesis básica en la resistencia a Flexión :
“Las secciones planas antes y durante la flexión permanecen planas”, (Hipótesis de Bernoulli).
Esta Hipótesis sehace en el diseño y verificación por Teoría Elástica y también en la Teoría de
Resistencia Máxima. (Nota: La Norma ACI en su Artículo 10.7.1. establece que para elementos
sometidos a flexión cuya razón entre altura total y luz libre es mayor que 0.4 para tramos continuos o
que 0.8 para tramos simplemente apoyados, deben diseñarse como elementos de gran altura
sometidos a flexión, tomando encuenta la distribución no lineal de las deformaciones y el pandeo
lateral (volcamiento).
En los componentes en que la hipótesis de Bernoulli es válida se debería cumplir que la deformación
longitudinal en el hormigón y en el acero en los distintos puntos de una sección es proporcional a la
distancia al eje neutro.
Las investigaciones han demostrado que la suposición es bastante correcta entodas las etapas de
carga hasta alcanzar la falla a flexión, siempre que exista buena adherencia entre el hormigón y el
acero. Esta suposición es exacta en la zona a compresión del hormigón, en cambio en la zona a
tracción resulta sólo aproximada, ya que una grieta allí implica que ha ocurrido cierto deslizamiento
entre el acero y el hormigón que le rodea, lo que quiere decir que la suposición nose aplica
completamente al hormigón en la vecindad de una grieta. Sin embargo, si se mide la deformación del
hormigón en una longitud calibrada que incluya varias grietas, se encuentra que el principio de Bernoulli
es válido para esta deformación promedio de tracción.
Además de la hipótesis anterior existen otras consideraciones que se formulan según sea la Teoría de
Diseño que se estáempleando.
TEORÍA ELÁSTICA :
1. Se considera válida la Ley de Hooke en el intervalo en que se trabaja con las tensiones de los
materiales. Esto lleva a que la ley de distribución de tensiones sea de tipo lineal en la sección
considerada.
2. Se trabaja con tensiones admisibles en el acero y en el hormigón ( mediante factores de seguridad
adecuados se limitan las tensiones de trabajo a un rangoelástico - situación que es aproximada en el
caso del hormigón).
3. Se trabaja con una "razón modular" n = Es / Ec , para compatibilizar el trabajo conjunto de ambos
materiales. A fin de considerar en el diseño la redistribución de tensiones en el acero y hormigón que se
produce por el fenómeno de flujo plástico en éste último, en el diseño se suele considerar n=15.
Al respecto la Norma ACI en elMétodo Alternativo de Diseño de su Apéndice A, indica:
“A.5.4 Se permite tomar la razón n = Es / Ec como el número entero más próximo (pero no menor a 6).
Excepto para el cálculo de las deformaciones, se debe suponer que el valor de n para hormigones con
agregado liviano es el mismo que para hormigones de peso normal de igual resistencia.
A 5.5. En elementos doblemente armados sometidos aflexión, debe tomarse una razón efectiva entre
módulos de n = 2(Es / Ec ) , para transformar la armadura de compresión en los cálculos de tensiones.
La tensión de compresión en dicha armadura no debe exceder la tensión admisible de tracción.”

Facultad de Arquitectura, Construcción e Ingeniería Civil
Universidad Católica del Norte

1

Jorge Omerovic Pavlov

Capítulo 4: Diseño enFlexión-Teoría Elástica

Facultad de Arquitectura, Construcción e Ingeniería Civil
Universidad Católica del Norte

2

Jorge Omerovic Pavlov

Capítulo 4: Diseño en Flexión-Teoría Elástica

La Hipótesis de Bernoulli -que la sección permanece plana durante la flexión- obliga a que el Diagrama
de Deformaciones de las fibras de la sección, resulte ser una línea recta, en que los valores máximos...