HORMIGON ARMADO INFORME DE LABORATORIO HORMIGON ARMADO

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1 INFORME DE LABORATORIO HORMIGON ARMADO Laboratorio N ro : 1 Tema: Ensayo de viga a flexión simple Fecha de presentación: 26/06/2017 Presentación en término: SI NO Grupo Nro: 8 Integrantes: 1. ENRIQUEZ, Darío José 2. PERINI RÖTH, Carlos Lorenzo 3. SCHÖNBERGER, Marisa Alejandra Page 1 of 18

2 ETAPA 1 DEFINICIÓN (Tarea de gabinete) Se definió la realización del ensayo de una viga simplemente apoyada con una carga puntual vertical ubicada en el centro de la luz de la misma, para estudiar su comportamiento a flexión simple. La viga tendrá dimensiones de 15,2 x 5,7 cm, y como armadura 2Db 6mm, también se utilizaran 2Db 6mm como percha, se utilizará escasa armadura de corte. El objetivo del laboratorio es contrastar los datos obtenidos a partir del ensayo propiamente dicho respecto de los datos teóricos calculados en el gabinete; de la misma manera se compararán las curvas de Momento-Curvatura. ETAPA 2 MATERIALES A UTILIZAR Y CUBICACIÓN DE MOLDES (gabinete y laboratorio) MATERIALES A UTILIZAR Hormigón resistencia característica 25 MPa. (H25) tamaño máximo nominal 19mm A1 A2 A3 Curva A Curva B Curva C Mezcla Mezcla mm %p %r %p %r %p %r %p %r 63 #2 1/2'' ,0 0,0 53 #2'' ,0 0,0 37,5 #1 1/2'' ,0 0,0 26,5 #1" 98,9 1, ,3 0,7 19 #3/4 90,3 9, ,2 5,8 13,2 #1/ ,2 31,8 9,5 #3/8 38,8 61, ,3 36,7 4,75 #4 11,4 88,6 97,3 2, ,2 53,8 2,36 #8 4,4 95,6 71,7 28, ,6 62,4 1,18 # ,5 56, ,5 72,5 0,6 # ,1 75, ,9 85,1 0,3 # ,2 94,8 18,1 81, ,3 94,7 0,15 # ,7 99, ,5 99,5 A1 % A2% A3% Suma =100% Page 2 of 18

3 A1 A2 A3 Pes 2,8 2,68 2,64 Psss 2,92 2,75 2,68 Humedad 2,5 1 1,5 Abs 4,29 2,61 1,52 Componente Peso Densidad Vol. Solido Peso (sss) P hum [kg] [kg/dm³] [dm³] [kg] [kg] Agua Cemento 350 3, Ag , Ag , Ag , Aire - 10 Aditivo SUMAS El molde para realizar la viga es de material resistente similar al acrílico, con forma de perfil C, por lo cual se deberán adicionarle dos tapas en sus extremos para no tener inconvenientes a la hora del colado del hormigón. Se utilizará un solo molde el cual se va adecuar a la disposición de la viga, el cual tiene una longitud de 1,24 metros. Volumen de viga: 0.15m*0.05m*1.24m = m 3 Para las probetas se utilizarán las de 10 cm de diámetro y 20 cm de alto. Volumen de probeta: π (0.1m)2 *(0.2m) = m 3 4 Figura 1: Sección transversal del molde Page 3 of 18

4 Para nuestra viga, de las dimensiones indicadas anteriormente se necesita un volumen de 0,011 m 3. Considerando que se harán 2 probetas las cuales tienen un volumen total entre todas de 0,0032m 3. Considerando un cierto desperdicio se necesitará 0,1 m 3 Es decir: Agua: 19.6 litros Cemento (CPC 40): 35 Kg Agregado grueso 6-19: Kg Arena Mediana: 28.8 Kg Arena Fina: 47.6 Kg Se utilizará barras de diámetro de 6mm y alambre dulce. Barra 6mm: 1 barra 12 mts Alambre dulce: 5 metros Page 4 of 18

5 ETAPA 3 ANALISIS ANALITICO Y CON ELEMENTOS FINITOS (Tarea de gabinete) b [CM] Datos Analiticos: h [ CM] As [CM2] 'c [ Mpa] f f s[ Mpa] [CM] d , ,7 Los datos mostrados a continuación fueron obtenidos de la tabla de Excel (comportamiento a flexion) que se encuentra en la wiki, suministrada por la catedra. CURVATURA 0,000E+00 rad/cm 2,029E-05 rad/cm 1,179E-04 rad/cm 2,200E-04 rad/cm 1,128E-03 rad/cm MOMENTO 0, KN.M 73,929 KN.CM 182,553 KN.CM 276,974 KN.M 276,974 KN.M 300, KN.M 250, KN.M 200, KN.M 150, KN.M 100, KN.M 50, KN.M GRAFICO MOMENTO-CURVATURA (ANALITICO) 0, KN.M 0,000 0,000 0,000 0,001 0,001 0,001 0,001 Page 5 of 18

6 Se espera que la viga soporte una carga puntual centrada de 920 kg. Una vez realizado el ensayo se elaborará una conclusión de acuerdo a lo sucedido. Figura 2: Modelo de ensayo Figura 3: Sección transversal de la viga Page 6 of 18

7 Análisis del elemento en SAP2000 Modelado del elemento del elemento [m] Deformación en z Diagrama de momento-curvatura Page 7 of 18

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9 ETAPA 4 TAREA DE EJECUCIÓN DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL (Tarea de laboratorio) Armado de la jaula de la viga El día miércoles 03 de mayo de 2017 a las 15:00 hs. nos reunimos en el laboratorio de la Facultad de Ingeniería para realizar la armadura de nuestra viga que posteriormente será ensayada a flexión simple. Primeramente, se procedió a confeccionar el mandril para el doblado de estribos. Luego se armaron los estribos con alambre dulce. Finalmente se realizó el armado de la jaula de la viga atando dichos estribos a los hierros ø 6 previamente seleccionados. Siendo las 17:30 hs se concluyó con la actividad. Desarrollo del laboratorio El miércoles 10 de mayo de 2017 según lo acordado por el grupo se procedió al colado de hormigón siguiendo la dosificación y procedimientos preestablecidos según norma. En primer lugar, se procedió a presentar la jaula en el encofrado respetando los recubrimientos mínimos establecidos en los cálculos anteriores, posteriormente se dispuso los elementos (jaula y encofrado) en el lugar donde se colará más tarde. Posteriormente se procedió a la elaboración del hormigón según lo detallado en informes anteriores. Se corrigió la demanda de agua debido al contenido de humedad en los agregados usados, también se corrigió los volúmenes calculados para realizar 0,35 m³ de hormigón en lugar de 1 m³. Page 9 of 18

10 El cemento usado es CPC 40 marca Holcim. Dosificación para 0,35 m³. Material Agua 4,86 Peso (Kg) Cemento 10 Agregado grueso 34,93 Agregado fino 21,96 Luego de establecer las cantidades de cada material en el hormigón se procedió a mezclarlos, obteniendo de esa forma luego de 90 segundos de mezclado una uniformidad de la mezcla. El paso siguiente fue verter el contenido del trompo en la bandeja de chapa para poder controlar el asentamiento del hormigón que fue de 11 cm, un centímetro más que el propuesto por calculo en la dosificación, inmediatamente después de controlar esto con el cono de Abrams se realizó la probeta de 15cm de diámetro y 30cm de altura (probeta normalizada) En un paso posterior se procedió a realizar el hormigonado del elemento a ensayar en 28 días según lo establecido. Se adjuntan a continuación algunas imágenes del trabajo realizado en el laboratorio: *Vertido de hormigón en la bandeja *Verificación de asentamiento Page 10 of 18

11 *Moldeo de probetas normalizado y también se puede observar el cono de Abrams (control de asentamiento) ETAPA 5 DESENCOFRADO Y COLOCACIÓN DE ANCLAJES E INSTRUMENTO DE ENSAYO (Tarea de laboratorio) El día martes 6 de junio, habiendo pasado 27 días de haber colado el hormigón, se procedió a desencofrar el elemento estructural. Seguido a esto, se perforó la viga para la colocación de anclajes para los flexímetros, que permiten la toma de datos de la prensa hidráulica, dichas perforaciones, se hicieron bajo las especificaciones del docente a cargo del laboratorio. Page 11 of 18

12 ETAPA 6 ENSAYO HASTA LA ROTURA DEL ELEMENTO Y PROCESAMIENTO DE DATOS (Tarea de laboratorio) Luego de 29 días de haber colado el hormigón se realizó el ensayo de la viga. Lo primero que se hizo fue la colocación de los flexímetros en los lugares preestablecidos, los cuales estaban conectados a un software para el procesamiento de datos. Debido a que el software detecta una cierta escala de grises sobre la superficie que analiza estos desplazamientos, se procedió a salpicar con tinta negra el lado de la viga. Acto seguido se colocó la viga bajo la prensa hidráulica, la cual aplica la carga en forma constante, apoyándola en ambos lados sobre dos perfiles, y utilizamos un elemento prismático circular a fin de ubicar el punto de aplicación de la carga en el medio de la luz de nuestra viga para recrear el modelo preestablecido. Posteriormente, se dio inicio al ensayo. Figura 1. Vista de la cara de los fleximetros. Page 12 of 18

13 Figura 2. Vista de la superficie moteada. Figura 3. Rotura de la viga por Corte. Page 13 of 18

14 Ensayo a compresión de la probeta: Primeramente se midieron las dimensiones de la probeta. Se la encabezó con neopreno y se inició la carga con la prensa hidráulica Ibertest, la cual está conectada a una computadora, por lo tanto las lecturas de fuerza aplicada son obtenidas por lectura directa en pantalla. Figura 4. Rotura de la probeta ETAPA 7 ANALISIS DE RESULTADOS Y PRESENTACIÓN DE INFORME Datos de Ensayo: Tiempo (seg.) FLEXIMETRO A[mm] FLEXIMETRO B [mm] CARGA [KG] MOMENTO [kn.m] CURVATURA [rad/cm] 0-1,64152E , , , ,74532E , , , ,64152E , ,10391E-05 0, ,61798E , , , ,43633E , ,20184E-05 9,65275E ,43633E , , ,65275E , , , , ,00241E , ,99389E-05-0, ,64152E , , , ,28304E , , , ,46228E , ,58358E-06-0, ,0519E , , , ,56608E , , , , , , , , , , , , , , , Page 14 of 18

15 16 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Page 15 of 18

16 Tensión [MPa] Momento [N.m] HORMIGON ARMADO 57 7, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Probeta: DIAGRAMA MOMENTO-CURVATURA Curvatura [rad/cm x 10^-5] Medidas de la probeta: Altura: 300 mm Diámetro: 150mm Carga de rotura: 34308,81 Kg Tensión de rotura: MPa Tiempo: 59.5 seg. DIAGRAMA DE TENSION - TIEMPO 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0, Tiempo [s] Page 16 of 18

17 Momento [KN.m] HORMIGON ARMADO DIAGRAMA MOMENTO-CURVATURA -4,5-4 -3,5-3 -2,5-2 -1,5-1 -0,5 0 Curvatura [rad/cm x 10^-5] ENSAYO ANALITICO CONCLUSION De acuerdo a los resultados obtenidos, podemos observar que no se obtuvo lo esperado, ya que al no colocar armadura de corte esperábamos tener una rotura frágil y esto no sucedió. La diferencia que se puede apreciar en los distintos métodos se deben a lo siguiente factores, el diagrama que hallamos en la tarea de gabinete se realizó considerando solo la armadura de la zona traccionada (armadura inferior) es decir 2 Db 6 mm y no se consideró la acción de las barras que se ubicaron para soportar las tensiones de compresión (armadura superior como perchas), otro de las factores que se tienen que considerar es que al momento del colado del hormigón Page 17 of 18

18 la jaula produjo la disgregación del hormigón, por lo que no se generó una correcta distribución de tensiones de adherencia producto de que todas las barras no estaban totalmente recubiertas por hormigón. Un factor que también influyo en los resultados, fue que se considero un hormigón H25 para la realización de los cálculos y al realizar el ensayo de la probeta pudimos constatar que el hormigón que utilizamos era un H19. Factores a tener en cuenta en próximos ensayos son: Uno de los problemas observados en la materialización de la viga para el ensayo es que en la elección del agregado gruesa para el hormigón no se tuvo en cuenta el factor de escala del mismo, los que ocasiona un comportamiento diferente en el funcionamiento de la viga al momento de la redistribución de tensiones. En el modelo de la viga ensayada era recomendable usar agregado grueso de tamaño nominal más chico, para que de esa forma no se disgregara el hormigón al tratar de atravesar las cavidades ocasionadas por las barras longitudinales, los estribos de alambre y las paredes del molde. Otro factor que tiene relevancia en el ensayo es que no se realizaron más probetas para así poder constatar la resistencia nominal del hormigón, ya que las normas establecen un numero de probetas que en este caso no se cumplió. También se tiene que tener en cuenta que este ensayo se realizó por estudiantes de ingeniería civil únicamente y no por personal de laboratorio con experiencia, los que dejo librado al criterio del alumno y de las bibliografías disponibles las decisiones sobre las problemáticas que se presentaron. Page 18 of 18