Flexion Flashcards
(12 cards)
¿Para qué tipo de falla se diseñan estas vigas a flexión? ¿Cómo se verifica que se cumpla? Representar gráficamente.
Las secciones de hormigón sometidas a flexión se diseñan para falla controlada por tracción. Esto implica plantear una deformación de 0,003 en el hormigón (máximo aprovechamiento de la sección de hormigón) y mayor a 0,005 en el acero. Si se cumplen estas condiciones adoptamos un factor de minoración de resistencia phi=0,9, que es el mayor valor posible que puede tener. Diseñar para este tipo de falla nos permite tener un mayor aprovechamiento de la sección de hormigón y a su vez, nos permite tener una falla dúctil, es decir, una falla con preaviso. Esto se debe a que al llegar a la tensión de fluencia el acero deja de tomar carga pero continua deformandose mucho más antes de llegar a la falla. Esto implicaría que por el alargamiento de las barras de acero, se generarian fisuras visibles en el hormigón antes de que la estructura falle. Esto no sucede en el caso de que la falla sea controlada por compresión, cuando tenemos un tipo de falla frágil y sin preaviso.
Para verificar que esta condición se cumpla, debemos verificar durante el procedimiento de cálculo que la profundidad del eje neutro c, sea menor o igual que 0,375d (d=altura útil de la sección, medida desde el borde comprimido hasta el baricentro de la armadura traccionada).
Condiciones de armado de vigas (separaciones, etc.)
Ver planos.
Explicar por qué se coloca armadura mínima de flexión.
En el caso del diseño de secciones sometidas a flexión, consideramos que el hormigón trabaja es estado 2, es decir, trabaja fisurado. Este estado de fisuración implica que el hormigón solo trabaja a compresión, y el acero a tracción (no tenemos en cuenta la tracción en el hormigón). Cuando la viga entra en carga se empieza a deformar, y en algún momento los esfuerzos van a ser tales que la tensión de tracción en el hormigón va a superar la capacidad admisible del mismo. Cuando llegamos a este momento crítico, se va a producir la fisuración del hormigón.
Al fisurarse, la fisura tiende a propagarse rápidamente casi hasta el baricentro de la sección. Hay una repentina transferencia de tensiones de tracción del hormigón al acero. Por esta razón, se establece una armadura mínima para que no se produzca una falla abrupta. Esa armadura mínima debería al menos asegurar un momento nominal mayor o igual que el momento de fisuración.
Diametros de las barras de acero.
Ver power.
Explicar por qué se limita la cantidad máxima de armadura de flexión (cuantía máxima).
Se limita la cuantía máxima en las secciones sometidas a flexión ya que si tenemos una sección sobrearmada, puede suceder que las tensiones de tracción en el acero sean menores que la tensión de fluencia, con lo cual se va a deformar muy poco. Entonces, se daría un tipo de rotura frágil, porque se produciría por agotamiento del hormigón y se generarian escasas o nulas fisuras antes de llegar a la falla.
Indicar cuáles son las principales hipótesis que se plantean para analizar la flexión en una sección
rectangular de hormigón.
El cálculo de la resistencia de un elemento o sección recta requiere que se cumplan dos condiciones:
Equilibrio estático: las fuerzas internas, tales como momentos flectores y torsores, esfuerzos de corte y normales, de una sección cualquiera del elemento, deben estar en equilibrio con los efectos de las cargas externas.
Compatibilidad de deformaciones: entre las deformaciones en el hormigón y en el acero, para las condiciones “últimas”.
Para calcular la resistencia nominal se adoptan las siguientes hipótesis:
Las deformaciones en el hormigón y el acero son directamente proporcionales a la distancia desde el eje neutro. Es decir las secciones planas normales al eje de flexión, se mantienen planas después de la flexión.
La máxima deformación utilizable en la fibra de hormigón extrema comprimida es εc = 0,003.
La relación constitutiva tensión-deformación del acero para armadura es una relación bilineal.
No se considera la resistencia a tracción del hormigón. La resistencia a tracción del hormigón solicitado a flexión es una pequeña fracción de la resistencia a compresión.
La relación constitutiva tensión-deformación del hormigón en compresión puede ser rectangular, trapezoidal, parabólica o de cualquier otra forma que resulte en una predicción de la resistencia que coincida en forma sustancial con los resultados de ensayos.
Esta hipótesis reconoce la distribución inelastica de tensiones en el hormigón, donde la relación deja de ser lineal para tensiones mayores a 0,5 f’c. Se alcanza la resistencia máxima para deformaciones cercanas a 0,002, y luego la curva desciende hasta la deformación última entre 0,003 y 0,004.
La real distribución de tensiones de compresión es compleja y en general no se la conoce de forma explícita. Es por eso que se adoptan formas simplificadas con la condición de obtener una resultante de compresión y punto de aplicación que permitan predecir el valor de la resistencia a flexión de acuerdo con resultados experimentales.
Para el reglamento CIRSOC 201, el requerimiento anterior se considera satisfecho por una distribución rectangular de tensiones de compresión en el hormigón de valor 0,85 f’c, sobre una zona limitada por los extremos de la sección y por una línea recta paralela al eje neutro a distancia α = β1 c a partir de la fibra comprimida con deformación máxima.
Explicar la relación existente entre los distintos planos límites de deformación y el factor de
minoración de resistencia
Ver apunte en cuadernillo de bibliografía.
Explicar cómo se relaciona el factor de minoración de resistencia con los distintos tipos de falla en una
sección con esfuerzos combinados de flexión y esfuerzo axil.
Ver apunte en cuadernillo de bibliografía.
¿Qué es la falla controlada por compresión? ¿Por qué resulta no deseable este tipo de falla en
secciones que trabajan a flexión?
Ver apunte en cuadernillo de bibliografía.
Procedimiento de calculo flexion simple.
Ver ejemplos
Procedimiento de calculo flexion con esfuerzo axil de gran excentricidad.
Ver ejemplos.
Comportamiento de una viga a flexión.
Cuando la carga de una viga se incrementa gradualmente desde cero hasta la magnitud que producirá la falla, se pueden distinguir distintos estados en su comportamiento:
Estado elástico: Estado I
Para cargas bajas, mientras la máxima tensión de tracción en el hormigón sea menor que el módulo de rotura, todo el hormigón resulta efectivo tanto a compresión como a tracción. La armadura se deforma la misma cantidad que el hormigón circundante, debido a las propiedades de adherencia; y entonces también está sometido a tracción. En esta etapa las tensiones en el hormigón son pequeñas y proporcionales a las deformaciones, es decir, los materiales están en régimen elástico lineal.
Estado de fisuración: Estado II
Cuando la carga aumenta se origina un cuadro de fisuras. En una sección fisurada, el hormigón no transmite ningún esfuerzo de tracción, y es la armadura la que debe absorberlo.
Resistencia a flexión
Se alcanza la resistencia a flexión cuando la máxima deformación a compresión del hormigón llega a εcu = 0,003 (dimensionamos en estado límite último, es decir, alguno de los dos materiales tiene que haber llegado a la deformación límite).
