PROGRAMA ANALITICO HORMIGON ARMADO II (CIV-210) 1. IDENTIFICACION 2. JUSTIFICACION Asignatura HORMIGON ARMADO II Código de asignatura(sigla) CIV-210 Semestre 9 Prerrequisitos CIV-209 Horas semanal (HS) HT 4 HP 3 LAB THS Créditos (CR) 6 Período académico II/2011 Docente Ing. Roberto Romero Cuéllar La carrera cuenta con 4 menciones de especialidad para el ejercicio profesional del Ingeniero Civil: Estructuras, Vías y Transportes, Hidráulica y la mención Sanitaria. En la orientación Estructuras, el Ingeniero Civil recibe la formación que lo capacita para el diseño, ejecución, supervisión y mantenimiento de estructuras de diversos materiales tales como estructuras de Acero, Maderas, Hormigón Pretensado, Hormigón Postensado y fundamentalmente estructuras de Hormigón Armado. El Hormigón Armado es en la actualidad el material más usado en el mundo entero para la construcción de todo tipo de estructuras en edificaciones desde las más simples hasta las más complejas, esto debido a las innumerables ventajas que ofrece entre las más importantes la facilidad de moldeo en el sitio de obra a un costo relativamente bajo, lo que permite al ingeniero mayor libertad al momento de proyectar las estructuras. Es por ello que el conocimiento de la técnica del Hormigón Armado constituye para el estudiante de Ingeniería Civil una de las herramientas más importantes que deberá dominar para aplicarla con eficiencia durante el ejercicio profesional. 3. OBJETIVOS GENERALES Comprender los estados límites de utilización a fin de efectuar el control de la fisuración y la deformación en elementos Hormigón Armado, aspectos que de no tenerlos en cuenta, la estructura, puede quedar fuera de servicio durante su uso, por motivos funcionales, de durabilidad y de apariencia. Realizar el proceso de cálculo en forma prolija comprendido desde, la esquematización estructural, el predimensionado, cargado, obtención de esfuerzos, verificación de las secciones, cálculo de las armaduras y detallamiento de elementos estructurales tales como: vigas, columnas, losas macizas y aligeradas, zapatas, plateas de fundación, pilotajes, escaleras, muros de contención, etc.
Aplicar en forma objetiva y práctica los conocimientos adquiridos en cursos anteriores del área de estructuras, que complementados con los adquiridos en CIV 209 y CIV 210 lograr diseñar con eficiencia estructuras de hormigón armado. 4. TEMATICO UNIDAD 1: ESTADOS LIMITES DE UTILIZACION: FISURACION Y DEFORMACION TIEMPO: 18 Horas Aplicar, el control de fisuración y de deformación como complemento al cálculo realizado considerando aspectos netamente resistente. Es decir, que estas comprobaciones pueden dejar fuera de servicio a las estructuras, ya que de no cumplir con las limitaciones pertinentes, pueden atentar contra la funcionalidad, durabilidad y el buen aspecto que estas deben tener para el uso específico que deban prestar. 1. Estados Limites de servicio: Fisuración y Deformación 1.1. Introducción 1.2. Estados límites de Utilización 1.3. Control de fisuración 1.3.1. Estudio teórico de fisuración 1.3.2. Valores límites del ancho de fisuras 1.3.3. Formulas practicas para el cálculo de fisuras bajo tensiones normales 1.3.4. Formula de Ferry Borges 1.3.5. Fisuración bajo tensiones tangenciales 1.4. Control de deformación 1.4.1. Valores límites admisibles 1.4.2. Calculo de flechas originadas por flexión 1.4.2.1. Flechas instantáneas 1.4.2.2. Flechas diferidas 1.4.3. Otras deformaciones UNIDAD 2: LOSAS DE HORMIGON ARMADO TIEMPO: 18 Horas Comprender adecuadamente el funcionamiento de losas, tipos según su conformación de materiales y según su forma de trabajo, obtención de esfuerzos, cálculo y disposición de las armaduras. 2. Losas de hormigón armado 2.1. Introducción 2.2. Cargas que actúan sobre las losas 2.3. Losa macizas. Generalidades
2.3.1. Losas macizas armadas en una dirección 2.3.1.1. Losas apoyadas sobre bordes paralelos 2.3.1.2. Losas apoyadas sobre cuatro bordes 2.3.1.3. Luces de cálculo 2.3.1.4. Obtención de esfuerzos 2.3.1.5. Espesores mínimos 2.3.1.6. Cálculo de armadura principal. Cuantía mínima 2.3.1.7. Cálculo de armadura transversal de repartición 2.3.1.8. Disposición de las armaduras y detalles constructivos 2.3.1.9. Distancia mínima entre armaduras. Recubrimientos mínimos 2.3.1.10. Ejemplos de aplicación 2.3.2. Losas macizas armadas en dos direcciones 2.3.2.1. Condiciones para el armado de losas macizas en dos direcciones 2.3.2.2. Cálculo de esfuerzos por el método de la teoría elástica 2.3.2.3. Hipótesis de la teoría elástica 2.3.2.4. Ecuaciones de Lagrange 2.3.2.5. Obtención de esfuerzos por el método aproximado de Marcus 2.3.2.6. Uso de tablas para el cálculo de esfuerzos de losa aisladas 2.3.2.7. Métodos de cálculo de esfuerzos en losas continuas 2.3.2.8. Espesores mínimos 2.3.2.9. Cálculo de las armaduras por flexión 2.3.2.10. Disposición de las armaduras y detalles constructivos 2.3.2.11. Comprobación por esfuerzo cortante 2.3.2.12. Efecto de la torsión 2.3.2.13. Ejemplos de aplicación 2.4. Losas nervuradas. Generalidades 2.4.1. Losas nervuradas armadas en una dirección 2.4.1.1. Criterios constructivos 2.4.1.2. Dimensiones máximas y mínimas reglamentarias 2.4.1.3. Cálculos de esfuerzos 2.4.1.4. Comprobación de la sección y cálculos de las armaduras 2.4.1.5. Armadura transversal de repartición 2.4.1.6. Nervios transversales 2.4.1.7. Disposición de las armaduras y detalles constructivos 2.4.1.8. Ejemplo de aplicación 2.4.2. Losas nervuradas armadas en dos direcciones 2.4.2.1. Consideraciones constructivas 2.4.2.2. Dimensiones máximas y mínimas reglamentarias 2.4.2.3. Cálculos de esfuerzos 2.4.2.4. Comprobación de las secciones y cálculos de las armaduras principales 2.4.2.5. Armadura transversal de repartición 2.4.2.6. Disposición de las armaduras y detalles constructivos 2.4.2.7. Ejemplo de aplicación 2.5. Losas continuas sobre apoyos aislados (Losas sin vigas) 2.5.1. Consideraciones generales 2.5.2. Dimensiones máximas y mínimas de los elementos 2.5.3. Obtención de los esfuerzos por flexión por el método de los pórticos virtual 2.5.3.1. Definiciones
2.5.3.2. Obtención de los momentos de referencia 2.5.3.3. Reparto de los momentos de referencia entre bandas 2.5.3.4. Cálculo y disposición de las armaduras 2.5.4. Comprobación por punzonamiento 2.5.4.1. Consideraciones generales 2.5.4.2. Falla real y falla virtual por punzonamiento 2.5.4.3. Calculo de la sección crítica 2.5.4.4. Refuerzos por punzonamiento: ábacos y capiteles 2.5.4.5. Formula general por punzonamiento 2.5.4.6. Resistencia del hormigón al punzonamiento 2.5.4.7. Ejemplo de aplicación UNIDAD 3: FUNDACIONES DE HORMIGON ARMADO TIEMPO: 23 Horas Análisis del comportamiento de las cimentaciones de uso más corriente planteados desde el punto de vista del estudio del elemento estructural resistente, aplicando las técnicas del cálculo del hormigón armado, hasta lograr diseñar detalladamente elementos de cimentación tales como: zapatas, plateas de fundación y pilotajes. 3. Fundaciones de Hormigón Armado 3.1. Generalidades 3.2. Zapatas. Generalidades 3.2.1. Tipos de zapatas 3.2.2. Algunas nociones geotécnicas 3.2.2.1. Tensión admisible 3.2.2.2. Asiento admisible y previsibles 3.2.2.3. Comprobación al vuelco y al deslizamiento 3.2.2.4. Distribución de tensiones del terreno 3.2.3. Zapatas aisladas con carga centrada 3.2.3.1. Dimensiones en planta 3.2.3.2. Calculo de las armaduras 3.2.3.3. Comprobación al punzonamiento y al cortante 3.2.3.4. Comprobación de adherencia 3.2.3.5. Anclaje y disposición de las armaduras 3.2.3.6. Ejemplo de aplicación 3.2.4. Zapatas aisladas con carga excéntrica 3.2.4.1. Dimensiones en planta 3.2.4.2. Calculo de las armaduras 3.2.4.3. Comprobación al punzonamiento y al cortante 3.2.4.4. Comprobación de adherencia 3.2.4.5. Anclaje y disposición de las armaduras 3.2.4.6. Ejemplo de aplicación 3.2.5. Zapatas combinadas 3.2.5.1. Dimensiones en planta 3.2.5.2. Calculo de las armaduras 3.2.5.3. Comprobación al punzonamiento y al cortante
3.2.5.4. Comprobación de adherencia 3.2.5.5. Anclaje y disposición de las armaduras 3.2.5.6. Ejemplo de aplicación 3.2.6. Zapatas continuas bajo columnas 3.2.7. Zapatas continuas bajo muros 3.2.8. Zapatas de medianera 3.2.8.1. Solución zapata vinculada con tirante 3.2.8.2. Solución zapata vinculada con viga de equilibrio 3.3. Plateas de fundación 3.3.1. Tipos de plateas 3.3.2. Estabilidad de asientos 3.3.3. Distribución de tensiones y calculo de esfuerzos 3.3.4. Dimensionamiento plateas de espesor constante 3.3.5. Dimensionamiento plateas tipo radier 3.4. Pilotajes 3.4.1. Tipos de pilotes y pilotajes 3.4.1.1. Pilotes de hormigón armado 3.4.1.2. Cabezales 3.4.1.3. Vigas de arriostramiento 3.4.2. Calculo de pilotes y pilotajes 3.4.2.1. Clasificación 3.4.2.2. Carga sobre un pilote 3.4.2.3. Cálculo del pilote 3.4.3. Cálculo de Cabezales 3.4.3.1. Consideraciones generales 3.4.3.2. Armaduras de tracción 3.4.3.3. Cálculo a cortante 3.4.3.4. Organización de las armaduras 3.4.4. Cálculo de las vigas de arriostramiento 3.4.4.1. Vigas de arriostre 3.4.4.2. Vigas de equilibrio de cabezales. UNIDAD 4: MUROS DE CONTENCION TIEMPO: 12 Horas Análisis del comportamiento de los muros de contención de hormigón armado de uso más corriente, siguiendo las distintas etapas del diseño estructural: la esquematización, el cargado, la verificación y el cálculo de las secciones, disposición de las armaduras y detalles constructivos. 4. Muros de contención 4.1. Generalidades 4.2. Evaluación de las cargas actuantes sobre muros de contención 4.2.1. Presión estática 4.2.1.1. Empuje de reposo 4.2.1.2. Empuje activo
4.2.1.2.1. Ecuación de Coulomb 4.2.1.2.2. Ecuación de Rankine 4.2.2. Empuje intermedio 4.2.3. Presión forzosa 4.2.3.1. Empuje pasivo 4.2.3.2. Sobrecarga uniforme 4.2.4. Efecto de la presencia de agua en el relleno, drenajes 4.3. Estabilidad 4.3.1. Estabilidad al volcamiento y al deslizamiento 4.3.2. Presiones de contacto 4.4. Tipos de muros 4.4.1. Muros Cantiléver 4.4.2. Muros Tipo L 4.4.3. Muros de sótano 4.4.4. Muros con contrafuertes 4.5. Verificación de las secciones y cálculo de las armaduras de los elementos de muro 4.5.1. Verificación a esfuerzo cortante. 4.5.2. Cálculo de las armaduras por flexión. 4.6. Juntas 4.7. Disposición de las armaduras y detalles constructivos 4.8. Ejemplos de aplicación. UNIDAD 5: ESCALERAS DE HORMIGON ARMADO TIEMPO: 14 Horas Análisis del comportamiento de las escaleras de hormigón armado de uso más corriente, siguiendo las distintas etapas del diseño estructural: la esquematización estructural, el cargado, la verificación y el cálculo de las secciones, disposición de las armaduras y detalles constructivos. 5. Escaleras de hormigón armado 5.1. Generalidades 5.2. Cargas que actúan sobre las escaleras 5.3. Tipos de escaleras 5.3.1. Escaleras armadas en una dirección. 5.3.2. Escaleras sustentadas por muros de hormigón armado portantes 5.3.3. Escaleras calculadas en base a los parapetos resistentes 5.3.4. Escalera Lanzadas en voladizos 5.3.5. Escaleras helicoidales 5.4. Esquemas estructurales de cálculo, verificación de las secciones, cálculo de las Armaduras y disposición de las armaduras, para cada tipo de escaleras. UNIDAD 6: MENSULAS CORTAS Y VIGAS PARED
TIEMPO: 10 Horas Análisis del comportamiento de ménsulas cortas y vigas pared de hormigón armado, siguiendo las distintas etapas del diseño estructural: la esquematización, el cargado, la verificación y el cálculo de las secciones, disposición de las armaduras y detalles constructivos. 6. Ménsulas cortas y vigas pared 6.1. Ménsulas cortas 6.1.1. Generalidades. Consideraciones geométricas 6.1.2. Líneas isostáticas 6.1.3. Concentración de tensiones 6.1.4. Tipos de ménsulas cortas 6.1.5. Cálculo de las armaduras por el método de la flexión y esfuerzo cortante (Método ACI) y por el método de las vielas.y tirantes 6.1.6. Disposición y detalles constructivos de las armaduras 6.1.7. Ejemplo de aplicación 6.2. Vigas de gran altura 6.2.1. Generalidades, influencia del esfuerzo cortante 6.2.2. Limitaciones por cortante y pandeo 6.2.3. Canto eficaz 6.2.4. Cálculo y disposición de las armaduras longitudinales principales 6.2.4.1. Viga simplemente apoyada 6.2.4.2. Viga continúa 6.2.5. Cálculo y disposición de las armaduras de alma 6.2.5.1. Cargas directas 6.2.5.2. Cargas colgadas 6.2.5.3. Cargas indirectas 6.2.6. Zonas de apoyo, rigidización y arriostramiento 6.2.6.1. Cálculo y dimensionamiento 6.2.6.2. Cargas concentradas sobre apoyos. 6.2.7. Ejemplo de aplicación. UNIDAD 7: RESERVORIOS DE LIQUIDOS TIEMPO: 14 Horas Análisis del comportamiento reservorios de líquidos de hormigón armado de uso más corriente, siguiendo las distintas etapas del diseño estructural: la esquematización, el cargado, la verificación y el cálculo de las secciones, disposición de las armaduras y detalles constructivos. 7. Reservorios de líquidos 7.1. Generalidades 7.2. Clasificación de los tanques
7.3. Tipos de cargas que actúan sobre los tanques 7.3.1. Tanques armados en planos horizontales. 7.3.2. Tanques armados en planos verticales 7.3.3. Tanques armados en más de una dirección 7.3.4. Tanques con paredes intermedias 7.4. Esquemas estructurales de cálculo, estados de carga desfavorables, verificación de las secciones, cálculo de las armaduras y disposición de las armaduras, para cada tipo de tanques. 7.5. Compensación de momentos en aristas 7.6. Paredes que actúan como vigas 7.7. Recomendaciones. 5. METODOLOGIA DE ENSEÑANZA METODOS EMPLEADOS Para el desarrollo del proceso docente educativo se emplean los siguientes métodos: Método por recepción, activación de conocimientos previos, exposición del docente, ejemplificación, preguntas y respuestas del docente a los estudiantes y viceversa, comentarios adicionales y aplicación. MEDIOS. La voz del profesor, pizarra, marcadores y almohadilla, proyector de transparencias, equipo multimedia. Dado que el curso va enfocado al mundo real del proyecto y la obra, será parte fundamental del mismo la transmisión de experiencias vividas por el docente, que dada su especialización en este campo son muchas y muy interesantes. 6. CRONOGRAMA
7. SISTEMA DE EVALUACION Normas de evaluación Para tener derecho a examen final se requiere asistencia mínima del 80% a las clases teóricas. Para la evaluación final se consideran los siguientes indicadores con sus respectivas ponderaciones: Primera prueba parcial 25% Unidades: 1 y 2 Segunda prueba parcial 25% Unidades: 3,4 y 5 Resolución de prácticos 10% Exámenes prácticos 10% Examen final 30% Total avanzado Formas e instrumentos de evaluación Se realiza al inicio del semestre una evaluación diagnostica con el fin de medir el grado de homogeneidad de los conocimientos del grupo. Se hará un seguimiento continuo a los alumnos, tomando nota de su desenvolvimiento y participación para la evaluación parcial. La evaluación parcial consiste en una prueba teórica-practica escrita. Es importante destacar que en cada prueba se verifica el cumplimiento de los objetivos. La evaluación final consiste en la verificación del logro de los objetivos mediante una prueba teórica-practica escrita. 8. BIBLIOGRAFIA 1. Hormigón Armado Jiménez Montoya García Moran 2. Código Boliviano del Hormigón Armado CBH-87 3. Estructuras de hormigón armado Leonhardt, F 4. Curso de Hormigón Armado Moretto, O 5. Diseño de estructuras de concreto Arthur H. Nilson 6. Tratado de Hormigón Armado. A Guerrín 7. Teoría y Práctica del hormigón Armado. E Morsch. 8. Apuntes en clase