teoriaestructuras

Efectos del cambio de volumen

Efectos de la temperatura y los
asentamientos diferenciales sobre las
estructuras

Los cambios de temperatura, la retracción por fraguado del
hormigón, o la fluencia lenta del hormigón, producen (todos ellos)
cambios de volumen. Se hablará a continuación de cambios de
temperatura, pero el mismo efecto se produce si actúan alguna de
las otras fuentesmencionadas.
Si el cambio de temperatura es uniforme y la estructura es isostática
o libre, no se originan tensiones.

Victorio E. Sonzogni
UTN FRSF

Dt

Efectos de la temperatura y los asentamientos diferenciales sobre las estructuras – p.

Efectos de la temperatura y los asentamientos diferenciales sobre las estructuras – p. 1

Efectos del cambio de volumen

Efectos térmicos sobre lasconstrucciones

Si el cambio de temperatura no es uniforme o la estructura es
hiperestática, se originan tensiones.

Un cambio de temperatura produce deformaciones en los materiales.
Hay un cambio de longitud de los mismos.

Se lo puede visualizar imaginando que se quita el vínculo
hiperestático, dando lugar a un movimiento libre (sin tensiones) y
luego se aplica una fuerza que restituyala posición en el apoyo, tal
como se muestra en la figura.

Un elemento de longitud L, frente a un cambio de temperatura ∆t,
se alarga ∆L. La deformación específica será
T

=

∆L
L

y esa deformación depende del salto térmico en la forma:
T

La constante α se denomina coeficiente de dilatación térmica y
depende del material.

Dt

Dt + P

= α ∆t

P

Efectos de la temperatura ylos asentamientos diferenciales sobre las estructuras – p. 3

Efectos de la temperatura y los asentamientos diferenciales sobre las estructuras – p.

Coeficiente de dilatación térmica
Para el hormigón toma valores entre α = 0.8 × 10−5 o1 y
C
α = 1.5 × 10−5 o1 según el tipo de agregado. También varía con la
C
temperatura llegando a valores de α = 2.2 × 10−5 o1 para
C
temperatura altas,o α = 0.5 × 10−5 o1 para temperatura bajas. Para
C
el cálculo puede tomarse α = 1.0 × 10−5 o1 .
C
Para el acero α = 1.0 × 10−5 o1 .
C

( Esta coincidencia resulta muy importante para el uso del material hormigón armado

Efectos térmicos sobre las construcciones
Estructura isostática → no se producen tensiones térmicas
Estructura completamente restringida → tensiones máximas
Estructuraintermedia → tensiones intermedias.
Ejemplo:

pues no se producen deslizamientos relativos entre armadura y hormigón a causa de
cambios en la temperatura.)

La mampostería posee un coeficiente algo menor. Para el ladrillo
cerámico va entre α = 0.4 × 10−5 o1 y α = 0.8 × 10−5 o1 .
C
C
Para los ladrillos de hormigón y el mortero el coeficiente es similar al
del hormigón.

Efectos de latemperatura y los asentamientos diferenciales sobre las estructuras – p. 5

Efectos térmicos sobre las construcciones
Otro ejemplo: un edificio alto que debido
a la climatización de sus ambientes tiene
cambios de temperatura distintos para
las columnas interiores que para las
exteriores. Se producen también
tensiones en columnas y vigas.

Dti
Dte

Además de las tensiones en la estructura,las distorsiones ocurridas -especialmente
en los pisos superiores- deben ser controladas pues pueden inducir a daños en los
elementos no-estructurales (revestimientos, cerramientos, etc.)

Efectos de la temperatura y los asentamientos diferenciales sobre las estructuras – p. 7

Se producen alargamientos térmicos en las columnas y en la regla.
Debido a la vinculación hiperestática de éstaúltima se producirán
deformaciones y tensiones en las columnas y en la viga.
Efectos de la temperatura y los asentamientos diferenciales sobre las estructuras – p.

Efectos térmicos sobre las construcciones
Según el Council on Tall Buildings and Urban Habitat
en edificios de hasta 10 pisos y que no excedan los 60m de
dimensiones en planta, la acción térmica puede ser despreciada.
Tanto...