Presentación Ing. Gianfranco Ottazzi

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Presentación del Ing. Gianfranco Ottazzi para las Conferencias Técnicas de Aceros Arequipa versión 2010

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  • As an example of why phi-factors are used in design, consider a concrete mix that is to be used in a beam of a cast-in-place concrete building. The engineer has specified a compressive strength at 28 days of 4000 psi. At the time the beam is cast, specimens of the concrete mix are collected in the field in cylinders and are subsequently tested in accordance with the provisions in Chapter 5. It is found that the test specimens yield an average strength of 3750 psi. Let’s assume that this average compressive strength satisfies the evaluation and acceptance provisions of Chapter 5. The phi-factor that the engineer used in the design of the beams partly accounts for the lower compressive strength of the concrete that is actually used in the beam. Thus, redesign of the beam using the lower concrete compressive strength is not required.
  • Stress-strain curves for a variety of concrete strengths is depicted here. All the curves are somewhat similar. An initial relatively straight portion exists in which stress and strain are closely proportional. Beyond the straight portion, the curves bend to the horizontal, reaching the maximum stress, that is, the compressive strength at a strain of approximately 0.002 in./in. After the compressive strength is reached, the curves descend downward. It can be seen that concretes of lower strength are less brittle than those of higher strength.
  • Presentación Ing. Gianfranco Ottazzi

    1. 1. Construcciones en Concreto Armado Ing. Gianfranco Ottazzi P.
    2. 2. ¿Por qué debemos hacer bien las cosas? - Diseñar - Detallar - Construir - Supervisar
    3. 3. Una de nuestras principales preocupaciones: Los sismos Peru
    4. 4. Una de nuestras principales preocupaciones: Los sismos Turquía
    5. 5. Una de nuestras principales preocupaciones: Los sismos Turquía, Filipinas
    6. 6. Una de nuestras principales preocupaciones: Los sismos Popayán, Colombia
    7. 7. Losas planas sin vigas Hospital Juárez – Terremoto Méjico 1985 Una de nuestras principales preocupaciones: Los sismos
    8. 8. Viaducto Hanshin –Kobe 1995 –Diametro Columnas 3.1 m Una de nuestras principales preocupaciones: Los sismos
    9. 9. Chile, 2010 Una de nuestras principales preocupaciones: Los sismos
    10. 10. Chile, 2010
    11. 11. Las solicitaciones ocasionadas por un sismo fuerte, son, en edificios convencionales, las solicitaciones más severas que deberá resistir una estructura durante su vida útil
    12. 12. La construcción:: La materialización del proyecto Las prácticas constructivas no deben modificar: - La seguridad de la estructura. - Las condiciones de servicio (fisuración, deflexiones)
    13. 13. Los pilares para una seguridad “razonable” y un buen comportamiento bajo condiciones de servicio son: - La estructuración del edificio. La fase conceptual del proyecto. - El diseño y detallado de los refuerzos. - La calidad de los planos. - La compatibilidad entre los diversos sistemas que conforman el edificio (sanitarios, eléctricos, mecánicos, seguridad, comunicaciones, etc.) - La construcción:: La materialización del proyecto.
    14. 14. Calidad del Concreto
    15. 15. Calidad del Concreto Resistencia a la Compresión f′c se utiliza como indicador de la calidad del concreto. Pueden existir otros indicadores (resistencia a la tracción, tracción por flexión, abrasión, potencial de retracción y de flujo plástico, resistencia a los ataques de sulfatos, impermeabilidad, etc.). Los códigos relacionan las características mecánicas del concreto con f′c .
    16. 16. Resistencia a la Compresión Se determina sobre ensayos de laboratorio: - Proceso de confección de las probetas. - Probetas Cilíndricas 6” x 12” (el ACI acepta 4” x 8”). - Proceso de curado (laboratorio, obra). - Proceso de ensayo. Ensayo controlado por carga o por deformación.
    17. 17. Slump = 8” f’c = 210 (probetas)
    18. 18. Resistencia a la Compresión
    19. 19. Resistencia a la compresión
    20. 20. Principales Factores que Afectan - f′c - Asumiendo que tanto los agregados como el cemento son de buena calidad.
    21. 21. Influencia de la relación w/c en la resistencia y la forma de la curva. Influencia de la relación w/c Cuidado con el agua añadida en obra Relación agua cemento (w/c). Una w/c baja reduce la porosidad del concreto endurecido, mejora la traba entre los sólidos
    22. 22. Efecto de w/c en concretos con y sin aire incorporado.
    23. 23. El aire incorporado en la mezcla a través de aditivos, tiende a reducir la resistencia en compresión. También aire atrapado por una consolidación no adecuada del concreto dentro de los encofrados, tiende a reducir la resistencia.
    24. 24. Condiciones de humedad y temperatura durante el curado. Proceso continuo de hidratación del cemento.
    25. 25. Resistencia del Concreto en la Estructura Real La resistencia del concreto en la estructura real, tiende a ser menor que el f′c de laboratorio. En teoría, las probetas de laboratorio miden el potencial resistente del concreto al cual representan.
    26. 26. Las principales razones son: Diferencias en el curado. Diferencias en la colocación y compactación. Efecto de la migración del agua hacia arriba (vigas). Efecto de la segregación en las columnas. Diferencias de forma y tamaño. Diferencias en el régimen de esfuerzos entre la probeta y el elemento real.
    27. 27. Segregación de los agregados
    28. 28. Cangrejeras y segregación en una columna. f ’c = ??
    29. 29. Cangrejeras en una placa. f ’c = ??
    30. 30. Cangrejeras en placas delgadas f ’c = ??
    31. 31. Cangrejeras (vacíos)
    32. 32. Cangrejeras, ausencia de recubrimiento
    33. 33. Curado ??
    34. 34. La resistencia del concreto en una estructura real no se puede estimar con precisión. En caso de serias dudas sobre la calidad del concreto colocado, se puede acudir a los testigos perforados o al Esclerómetro para tener una idea de la uniformidad del concreto.
    35. 35. Extracción de testigos de una estructura existente
    36. 36. Extracción de testigos
    37. 37. Esclerómetro para tener una idea de la uniformidad del concreto
    38. 38. Muros Anclados
    39. 39. Cuidado con el apuntalamiento
    40. 40. Cuidado con la secuencia de excavación
    41. 41. Cuidado con el llenado del concreto
    42. 42. Recubrimiento de concreto para el refuerzo
    43. 43. Recubrimiento de concreto para el refuerzo - Protección del refuerzo de acero contra agentes externos tales como la humedad. - Protección del refuerzo contra el fuego El concreto protege al acero de la acción directa de las altas temperaturas que se pueden alcanzar en un incendio. Cuando mayor sea el recubrimiento de concreto, mayor será el tiempo de exposición a las altas temperaturas que puede soportar el acero.
    44. 44. Recubrimiento de concreto para el refuerzo - Adherencia entre el acero y el concreto Un adecuado recubrimiento permite que se desarrollen plenamente los esfuerzos de adherencia entre el acero y el concreto. Recubrimientos insuficientes pueden conducir a fallas prematuras de adherencia.
    45. 45. Recubrimiento de concreto para el refuerzo . - Facilidad de colocación del concreto: Los recubrimientos mínimos permiten que el concreto fluya fácilmente alrededor de las barras. Si los recubrimientos son muy pequeños es posible que el concreto no llene completamente el espacio comprendido entre las barras y las superficies libres del elemento.
    46. 46. Falta de recubrimiento
    47. 47. Falta de recubrimiento
    48. 48. Anclaje del refuerzo???
    49. 49. Falta de recubrimiento , mala calidad del concreto
    50. 50. Recubrimiento excesivo
    51. 51. Espaciamiento entre armaduras de refuerzo Espaciamiento Mínimos Espaciamientos máximos.
    52. 52. Espaciamiento entre armaduras de refuerzo - Espaciamiento Mínimos - Necesidad de garantizar el flujo del concreto fresco dentro de los espacios libres entre las barras y entre estas y el encofrado, de tal modo que no se generen “cangrejeras” en el concreto.
    53. 53. Espaciamiento entre armaduras de refuerzo Espaciamiento Mínimos - Asegurar la adherencia entre las barras y el concreto. Si las barras de una capa están poco espaciadas, puede sobrevenir una falla de adherencia que se manifiesta con una hendidura (split) a lo largo del concreto a la altura de la capa de refuerzo.
    54. 54. Espaciamiento entre armaduras de refuerzo
    55. 55. Espaciamiento entre armaduras de refuerzo - Espaciamiento Máximos Asegurar un agrietamiento mejor distribuido y evitar que grandes porciones de concreto se queden sin ningún refuerzo.
    56. 56. Corrosión del Acero de Refuerzo Durabilidad. Las estructuras de concreto armado no son eternas
    57. 57. Corrosión del Acero de Refuerzo (Durabilidad) La corrosión del acero de refuerzo es considerada uno de los problemas más importantes para el mantenimiento de obras civiles tales como puentes, túneles, muelles y edificios. Los daños que puede ocasionar la corrosión pueden tener un impacto económico y social muy importante.
    58. 58. Corrosión del Acero de Refuerzo El concreto protege al acero de refuerzo mediante dos mecanismos: 1)Formando una barrera física que separa a las barras de refuerzo de la exposición directa al medio ambiente. 2) Debido a que la solución encerrada en los poros del concreto es altamente alcalina se forma una capa pasiva que protege al acero de la corrosión.
    59. 59. Corrosión del Acero de Refuerzo Cómo se afecta la durabilidad de la estructura: • La corrosión reduce la sección de las barras de acero y merma fuertemente su adherencia con el concreto. La capacidad estructural del elemento resulta seriamente comprometida. • El volumen de la herrumbre volumen es varias veces superior al de los componentes que le dieron origen. Este aumento de volumen genera esfuerzos internos de tracción en el concreto que agrietan progresivamente el recubrimiento de concreto e incluso, lo desprenden totalmente en situaciones de corrosión avanzada.
    60. 60. Corrosión del Acero de Refuerzo Cuando el concreto está expuesto a condiciones externas “agresivas” tales como la presencia de fuentes externas de cloruros provenientes de la aplicación de productos anticongelantes, agua de mar, rocío del agua de mar, agua salobre, aguas servidas, suele ser necesario incrementar los recubrimientos de concreto. Cuando las condiciones de exposición son agresivas no resulta suficiente incrementar los recubrimientos, en estos casos la calidad del concreto y su impermeabilidad son decisivos para una adecuada protección del refuerzo.
    61. 61. Cangrejeras, ausencia de recubrimiento
    62. 62. Falta de recubrimientos. Mala calidad de concreto
    63. 63. Corrosión en las armaduras de un aligerado exterior. Falta recubrimiento. Acero mal colocado
    64. 64. Corrosión en las armaduras de un aligerado. Falta recubrimiento. Acero mal colocado
    65. 65. Volados Expuestos a la brisa marina
    66. 66. Tabiquería (Elementos no Estructurales)
    67. 67. Tabiquería (Elementos no Estructurales) No le prestamos la atención debida: - Tabiques sin amarre (columnitas). - Mala calidad del ladrillo. - Espesores reducidos. - No hay supervisión del mortero ni de sus componentes. - Las instalaciones eléctricas y sanitarias debilitan seriamente a los tabiques.
    68. 68. Aporticado con muros de relleno
    69. 69. Terremotos de Pisco y Tacna
    70. 70. Terremotos Turquía y Popayán
    71. 71. Tubos para instalaciones sanitarias. Y el muro portante de ladrillo? Bien, gracias.
    72. 72. Tubos para instalaciones eléctricas. Y el tabique de ladrillo? Bien, gracias.
    73. 73. Tubos para instalaciones eléctricas. Y el muro portante y la columna? Bien, gracias.
    74. 74. Encofrados
    75. 75. Encofrados
    76. 76. Desencofrado Prematuro
    77. 77. Juntas de llenado
    78. 78. Se recupera la fe en la humanidad
    79. 79. Se recupera la fe en la humanidad
    80. 80. Funciones o Propósitos del Refuerzo Los refuerzos de acero en el concreto cumplen numerosas funciones, para construir bien hay que entender las funciones que está cumpliendo cada refuerzo colocado por el diseñador
    81. 81. Funciones o Propósitos del Refuerzo 1) Resistir los esfuerzos de tracción. Acero longitudinal y estribos (tracción diagonal corte y torsión). 2) Asegurar que los anchos de grieta, bajo condiciones de servicio, no excedan de ciertos límites. 3) Prevenir el agrietamiento excesivo producido por la retracción y los cambios de temperatura restringidos.
    82. 82. Funciones o Propósitos del Refuerzo 4) Proveer fuerzas de compresión cuando el concreto solo no puede resistir los esfuerzos actuantes. 5) Restringir el pandeo de las armaduras en compresión (estribos). 6) Proveer confinamiento al concreto en las zonas de esfuerzos de compresión altos de vigas, columnas, nudos.
    83. 83. Las múltiples funciones de los refuerzos
    84. 84. Las múltiples funciones de los refuerzos
    85. 85. Falla por cortante
    86. 86. Falla por cortante en columna. Sismo Moquegua 2001
    87. 87. Falla por cortante en columna con estribos. Sismo San Fernando 71
    88. 88. Falla masiva por cortante en columna. Con fractura de estribos
    89. 89. Falla masiva en columnas.
    90. 90. Falla por cortante en placas
    91. 91. Pandeo del refuerzo longitudinal. Ausencia de estribos
    92. 92. Falla masiva en placa. Pandeo de armaduras. Ausencia de estribos.
    93. 93. Pandeo del refuerzo longitudinal. Ausencia de estribos en el nudo.
    94. 94. Pandeo del refuerzo longitudinal. Ausencia de estribos en el nudo.
    95. 95. Falla masiva en nudos
    96. 96. ¿Y los estribos en el nudo?
    97. 97. Colocación del Acero de Refuerzo
    98. 98. Norma de Concreto - Estribos Ganchos sísmicos: doblez de 135 grados más una extensión de 8 db al extremo libre de la barra, extensión no menor de 75mm. 8 db 75 mm 8 db 75 mm
    99. 99. Estribos Abiertos
    100. 100. Estribos deficientes. Mala habilitación del fierro
    101. 101. Elementos de borde en Placas
    102. 102. Pandeo del refuerzo longitudinal. Ausencia de estribos
    103. 103. Empalmes En los empalmes traslapados con las barras en tracción, los esfuerzos se transfieren de una barra a otra por adherencia. En los empalmes traslapados con las barras en compresión, parte de los esfuerzos se transfieren por efecto de punta (apoyo directo de la barra sobre el concreto). En consecuencia las barras en tracción necesitan mayores longitudes de anclaje y empalme.
    104. 104. • Empalmes 100% de barras verticales empalmadas
    105. 105. Empalme del 100% de las Barras
    106. 106. Anclajes y Empalmes • Posibilidad de emplear dispositivos mecánicos para el anclaje y empalme de barras.
    107. 107. Juntas de construcción Tal vez sea uno de los aspectos más descuidados de la construcción.
    108. 108. Juntas de Construcción
    109. 109. Proceso constructivo deficiente. Junta fría horizontal en vigas
    110. 110. Juntas de Construcción
    111. 111. Juntas de llenado
    112. 112. Juntas de llenado
    113. 113. Juntas de llenado en placas
    114. 114. Juntas de llenado en placas. Transferencia del Cortante?
    115. 115. Juntas de llenado en placas. Transferencia del Cortante?
    116. 116. Incompatibilidad entre Estructuras e Instalaciones Ductos y cajas para instalaciones eléctricas. Del muro de concreto no quedó nada
    117. 117. Ductos y cajas para instalaciones eléctricas. Del muro de concreto no quedó nada
    118. 118. Años 1920 - 1935
    119. 119. MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION Pontificia Universidad Católica del Perú Departamento de Ingeniería Sección Ingeniería Civil Ing. Gianfranco Ottazzi Pasino

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