UNIDAD 4 COLUMNAS DE HORMIGON

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1 UNIDAD 4 COLUMNAS DE HORMIGON PRIMERA PARTE INTRODUCCION REGLAS PARA EL ARMADO Bibliografía consultada Manual de cálculo de estructuras de hormigón armado Columnas de hormigón Armado Hormigón Armado Apuntes Cátedra Hormigón I - II Reglamento Cirsoc 201 Tomo II Estructuras de Hormigón Armado Tomo III Apuntes Catedra Hormigón Apuntes Catedra Estructuras Apuntes de catedra Ing.Osvaldo Pozzi Azaro Ing. Jorge R. Bernal Arq. Pedro Perles Ing Jose M. Canciani INTI Fritz Leonhardt Ing. Cesar Baldas Pedro Enrique Grinzpan Ing. Jorge S. G. Sciammarella. Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 1/21

2 INTRODUCCION Columnas de hormigón Simple Comienza su utilización a fines del siglo XIX, con el descubrimiento del cemento. Son utilizadas para soportes de grandes cargas, donde se combinaban paredes perimetrales de mampostería asentada con morteros y el interior se rellenaba con hormigón simple, En nuestro país los pilares de los puentes para el ferrocarril ejecutados entre 1940 y 1930 por los ingenieros ingleses,utilizaron hormigón simple de cascote o de piedra. Columnas de hormigón Armado A principios del siglo XX se comienza a utilizar la combinación de hormigón y hierro. En estas épocas los materiales poseían resistencias que distan mucho de las actuales. Por ese motivo vemos que las secciones utilizadas eran generosas, producto de las bajas resistencias de los materiales utilizados. Con el mejoramiento de las calidades del cemento, aceros y los avances en el campo de la tecnología del hormigón (Ajuste de dosaje en mezclas, estudio de las granulometrías).se obtienen resistencias que superan ampliamente las primitivas. Por estos motivos las secciones se reducen y el fenómeno de la esbeltez comienza a surgir en algunas columnas. ESQUEMA TIPO Las armaduras longitudinales, colaboran para soportar las cargas vertical y los estribos ayudan al confinamiento de la masa de hormigón, además restringen la luz de pandeo de las barras longitudinales. Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 2/21

3 COLUMNAS Y TABIQUES PORTANTES DETERMINACION DE LAS CARGAS Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 3/21

4 DIMENSONAMIENTO INTRODUCCION COMPRESION SIMPLE MATERIALES HOMOGENEOS (ACERO - MADERA) MATERIALES HETEROGENEOS (HORMIGON ) Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 4/21

5 FLEXO-COMPRESION MATERIALES HOMOGENEOS FLEXO-COMPRESION MATERIALES HETEROGENEOS HORMIGON Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 5/21

6 CONCEPTO DE CUANTIA Es la relación entre las secciones de Hormigón y Acero o entre Resistencias Totales. CUANTIA GEOMETRICA Ejemplo : Columna de hormigón de 25 cm x 25cm, Armadura 4 16 Tenemos Sección de Hormigón 25cm x 25cm = 625 cm2 Sección de Acero 4 16 = 8.04 cm2 Cuantia geométrica = = 8.04 cm2 / 625 cm2 = = 1.28 % CUANTIA MECANICA = ( 8.04 cm2 x 4200 kg/cm2) / ( 625 cm2 x 140 kg/cm2) = Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 6/21

7 Cuantias limites Las normas establecen límites inferiores y superiores de las cuantías geométricas : Cuantia minima = 0.8 % = Cuantia máxima = 9 % = 0.09 Ejemplos de cuantías máximas y mínimas Para tener una idea de estos valores,consideremos una columna de 25 cm x 25 cm, Y determinemos ambas cuantias,para comparar los resultados : Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 7/21

8 DIMENSIONAMIENTO Las columnas de hormigón armado pueden tener diversas formas, las mas usuales son las siguientes: Columnas a compresión simple (Sin Pandeo) Expresiones para columnas a compresión simple sin Pandeo con < limite como veremos en la segunda parte de la unidad. Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 8/21

9 PANDEO INTRODUCCION E s c u e l a T é c n i c a d e V i a l i d a d N a c i o n a l N º 1 INTERPRETACION A ) los materiales homogéneos tienen, frente al pandeo tiene un comportamiento diferente al del hormigón armado. Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 9/21

10 B) En el hormigón en cambio las interpretaciones matemáticas tienen distinta forma: TIPOS DE EQUILIBRIO Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 10/21

11 TIPOS DE ROTURA E s c u e l a T é c n i c a d e V i a l i d a d N a c i o n a l N º 1 Existen dos formas primarias de rotura: la rotura del material y la rotura de la configuración. Columna robusta : Rotura del material Columna esbelta : Rotura de la configuracion Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 11/21

12 EMPOTRAMIENTOS En un edificio construido íntegramente en hormigón armado, es difícil encontrar articulaciones en sus nodos. De la misma manera también es difícil materializar empotramientos perfectos, pues para ello necesitamos elementos de gran inercia que puedan impedir el giro en los extremos de las vigas o columnas que llegan a dicho elemento. Algunas de las zonas donde se generan altos empotramientos, es por ejemplo en la unión de las vigas con el núcleo de los tabiques de ascensores o cajas de escaleras. Tambien en los cabezales de pilotes en el encuentro con columnas y vigas Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 12/21

13 EDIFICIOS INDESPLAZABLES E s c u e l a T é c n i c a d e V i a l i d a d N a c i o n a l N º 1 Se puede considera a un edificio como indesplazable, si existen elementos de elevada rigidez que restrinjan los desplazamientos horizontales producidos por ejemplo por cargas de viento o sismo. Estos elementos pueden ser: Tabiques de H de la caja de ascensores o escaleras, Pantallas de Hormigón rigidizadoras o también mampostería maciza de alta rigidez. EDIFICIOS DESPLAZABLES Estos edificios poseen tan poca rigidez transversal que no pueden impedir los corrimientos de los nodos producidas por cargas de viento o sismo. Las longitudes de pandeo se elevan, las dificultades de cálculo y los riesgos aumentan. Dentro de estas tipología podemos citar los edificios con elementos premoldeados, donde las losas apoyan libremente y también puede darse esta situación con las vigas en los nodos con las columnas. También entran en este tipo los entrepisos sin vigas, don de las losas apoyan sobre las columnas generando casi una articulación en el extremo. EXPRESIONES DE LA RIGIDEZ DE LOS EDIFICIOS Par poder identificar a una estructura como desplazable o indesplazable, las normas Utilizan expresiones que relacionan las cargas actuantes con las rigideces de los elementos de gran inercia, y la altura de la construcción. Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 13/21

14 REGLAS PARA EL ARMADO Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 14/21

15 COLUMNAS CON ESTRIBOS SIMPLES ESTRIBOS Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 15/21

16 Las barras longitudinales que se encuentren a una distancia > a 15 deben anclarse con ganchos secundarios. de una barra de esquina Detalles de armado ( Fritz Leonhardt tomo III ) Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 16/21

17 Detalles de armado ( Arq. Pedro Perles - Hormigon Armado editorial Nobuko) Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 17/21

18 Empalmes por superposición en entrepisos ( Fritz Leonhardt tomo III ) SECCIONES DE ARMADURA Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 18/21

19 EJEMPLO ARMADURA PILOTE COLUMNA PARA PUENTE CARRETERO Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 19/21

20 EJEMPLO ARMADURA E s c u e l a T é c n i c a d e V i a l i d a d N a c i o n a l N º 1 COLUMNA PARA PROPIEDAD HORIZONTAL Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 20/21

21 Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 21/21