Ingenieria Civil




CIMENTACIONES

TEORIA ELASTICA Y PLASTICA PARA EL CONCRETO REFORZADO

26/02/2013

EDER TORRES VILLEGAS



INSTITUTO TECNOLOGICO DE CD VICTORIA
INGENIERIA CIVIL
CIMENTACIONES
“TEORIA ELASTICA Y PLASTICA PARA EL CONCRETO REFORZADO”

ING. EVERARDO JASSO ALEJOS
EDER TORRES VILLEGAS














DISEÑO DE ELEMENTOS DE CONCRETO REFORZADO

Existen dos teoríaspara el diseño de estructuras de concreto reforzado: “La teoría elástica” llamada también “Diseño por esfuerzos de trabajo” y “La teoría plástica” ó “Diseño a la ruptura”.
La teoría elástica 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 laestructura 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.
La teoría plástica es un método para calcular y diseñar secciones de concreto reforzado fundado en las experiencias y teoríascorrespondientes al estado de ruptura de las teorías consideradas.
VENTAJAS DEL DISEÑO PLÁSTICO
1. En la proximidad del fenómeno de ruptura, los esfuerzos no son proporcionales a las deformaciones unitarias, si se aplica la teoría elástica, esto llevaría errores hasta de un 50% al calcular los momentos resistentes últimos de una sección. En cambio, si se aplica la teoría plástica, obtenemosvalores muy aproximados a los reales obtenidos en el laboratorio.
2. La carga muerta en una estructura, generalmente es una cantidad invariable y bien definida, en cambio la carga viva puede variar más allá del control previsible. En la teoría plástica, se asignan diferentes factores de seguridad a ambas cargas tomando en cuenta sus características principales.
3. En el cálculo del concretopresforzado se hace necesario la aplicación del diseño plástico, porque bajo cargas de gran intensidad, los esfuerzos no son proporcionales a las deformaciones.





Hipótesis del diseño plástico
Para el diseño de los miembros sujetos a carga axial y momento flexionante, rompiendo cumpliendo con las condiciones aplicables de equilibrio y compatibilidad de deformaciones, las hipótesis son:
A) Lasdeformaciones unitarias en el concreto se supondrán directamente proporcionales a su distancia del eje neutro. Excepto en los anclajes, la deformación unitaria de la varilla de refuerzo se supondrá igual a la deformación unitaria del concreto en el mismo punto.
B) La deformación unitaria máxima en la fibra de compresión extrema se supondrá igual a 0.003 en la ruptura.
C) El esfuerzo en lasvarillas, inferior al límite elástico aparente Fy, debe tomarse igual al producto de 2.083 x 106 kg/cm2 por la deformación unitaria de acero. Para deformaciones mayores que corresponden al límite elástico aparente, el esfuerzo en las barras debe considerarse independientemente de la deformación igual el límite elástico aparente Fy.
D) Se desprecia la tensión en el concreto en secciones sujetas aflexión.
E) En la ruptura, los esfuerzos en el concreto no son proporcionales a las deformaciones unitarias. El diagrama de los esfuerzos de compresión puede suponerse rectangular, trapezoidal, parabólico, o de cualquier otra forma cuyos resultados concuerden con las pruebas de los laboratorios.
F) La hipótesis anterior puede considerarse satisfecha para una distribución rectangular de esfuerzosdefinida como sigue:
En la ruptura se puede suponer un esfuerzo de 0.85 f'c, uniformemente distribuido sobre una zona equivalente de compresión, limitada por los bordes de la sección transversal y una línea recta, paralela al eje neutro y localizada a una distancia a = ß1 c a partir de la fibra de máxima deformación unitaria en compresión y el eje neutro, se medirá perpendicularmente a dicho eje. El...