Ingenieria

CARGA AXIAL
Los elementos de C.A. rara veces están sometidos a carga axial. Debido a que casi siempre las estructuras son continuas la carga axial se encuentra actuando simultáneamente con momento flexionante, aún en estructuras isostáticas, las excentricidades accidentales y los procesos constructivos introducen momentos flexionantes. Sin embargo, el estudio del comportamiento bajo carga axialpura es importante para comprender muchos aspectos del comportamiento del C.A. cuando actúa en combinación con otro tipo de solicitaciones. Los elementos de concreto armado pueden estar sometidos a: - Compresión axial pura - Tracción axial pura

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Comportamiento y Diseño en Concreto
Prof.: Ing. EDUARDO CABREJOS

COMPRESION AXIAL (Columnas cortas) En elementos sometidos a compresiónaxial es económico hacer que el concreto soporte la mayor parte de la carga; sin embargo, siempre se incluye alguna armadura por varias razones entre estas, que las dimensiones transversales del elemento pueden reducirse tanto más cuanto mayor es la proporción de armaduras. Las columnas llevan refuerzo longitudinal sujetas por refuerzo transversal (estribos ó espirales continuos-zunchos-) paraevitar el desplazamiento de las barras principales durante la construcción y contra restando la tendencia al pandeo saliéndose del concreto y rompiendo el recubrimiento; asimismo este refuerzo proporciona confinamiento al elemento aumentando su ductilidad y resistencia. Cuando se aplica una carga axial, la deformación unitaria por compresión es la misma en toda la sección transversal y, comoconsecuencia de la adherencia entre el concreto y acero es idéntica en ambos materiales.

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Prof.: Ing. EDUARDO CABREJOS

Comportamiento elástico (Esfuerzos de trabajo). El análisis que se presenta sólo se aplica a columnas con estribos. Los esfuerzos calculados a través de la teoría elástica no corresponden a los verificados experimentalmente, aunque las cargasaplicadas sean lo suficientemente pequeñas para que tanto el acero como el concreto se comporten dentro del rango elástico. Se ha comprobado que los efectos de creep, la contracción y la historia de carga juegan un papel muy importante en la distribución de los esfuerzos; por otro lado, los estudios han permitido concluir que la resistencia última de un elemento sometido a compresión no varía con suhistoria de carga. Para esfuerzos bajos hasta aproximadamente f’c/2 el concreto se comporta casi elásticamente, esto es, esfuerzos y deformaciones son aproximadamente proporcionales: c = fc = s = f s Ec Es fc Es = fs Ec n fc = fs donde n= Es (Relación Modular) Ec

Si tenemos una columna con un área bruta de la sección transversal Ag, de ancho b y un peralte total h, que está reforzada con un áreatotal de acero As repartida en todas las caras de la columna. El área neta Ac de la sección transversal de concreto es Ag - Ast sometida a una carga axial P P = (Ag – Ast) fc + As fs P = Ac fc + As fs Luego: P = Ac fc + n fc As factorizando y ordenando P = fc (Ac + n As)

El término (Ac + n Ast) puede interpretarse como el área de una sección transversal ficticia de concreto llamada “seccióntransformada” que sometida al esfuerzo propio del concreto fc produce la misma carga axial P, que la sección compuesta real de acero y concreto (ver figura).

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Prof.: Ing. EDUARDO CABREJOS

De la figura tenemos:

P = fc [Ag + (n - 1) As]

Resistencia última o rotura Similarmente considérese una columna con un área bruta de la sección transversal Ag, deancho b y un peralte total h, que está reforzada con un área total de acero Ast repartida en todas las caras de la columna. El área neta Ac de la sección transversal de concreto es Ag - Ast Teóricamente se puede obtener la capacidad máxima de carga axial para la columna como : P = Ast fy + (Ag – Ast) f’c Área neta En las estructuras reales se ha encontrado que la resistencia máxima que se puede...