OPENCOURSEWARE INGENIERIA CIVIL I.T. Obras … 01... · muros y presas de gravedad ... ‐Muros...

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(CC) [BY-NC-SA] 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 1

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OPENCOURSEWAREINGENIERIA CIVIL

I.T. Obras Públicas / Ing. Caminos

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(CC) [BY-NC-SA] 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 2

Presentar el hormigón armado y pretensado como material estructural

Conocer los fundamentos de trabajo del hormigón estructural

Plantear las ventajas e inconvenientes de este tipo de estructuras

Describir las diferentes tecnologíasempleadas en hormigón estructural

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1. Aproximación histórica2. Mecanismo de trabajo3. Ventajas e inconvenientes 4. La aptitud hormigón‐acero5. Tecnologías del hormigón estructural6. Clasificación de los elementos 

estructurales7. Hormigones especiales

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Siglo I: Los romanos empleaban conglomerantes naturales Morteros de cal

1824 – Joseph Aspdin patenta el Cemento Portland, obtenido por calcinación a alta temperatura de una caliza arcillosa y posterior molido

1848 – Joseph‐Louis Lambot se atribuye el descubrimiento del hormigón reforzado con acero

1855 – El jardinero parisino Joseph Monier empleó por primera vez refuerzos de acero en un macetero hecho de mortero. Patenta jardineras de hormigón reforzado con acero

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Panteón de Agripa en Roma (Italia)(Siglo I A.C.)

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Barca de ferrocemento de J.L. Lambot(1855, Exposición Universal de París)

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1861 – Coignet recoge en “Betóns Agglomérés” las primeras reglas de construcción de vigas, bóvedas y tubos de hormigón reforzado con acero

1875 – Monier proyecta el primer puente de hormigón armado en Chazelet, de 13,80 m. de luzy 4,25 m. de anchura

1879 – Hennebique reviste perfiles de acero con hormigón para mejorar su resistencia frente al fuego

1887 – Wayss y Koenen publican el primer tratado técnico sobre hormigón armado: “Das SystemMonier”

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Puente de hormigón armadoen Chazelet, Francia(Joseph Monier, 1875)

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1900 – Se crean los primeros institutos para el estudio científico del Hormigón Armado en Francia y Alemania

1902 – El ingeniero alemán Emil Mörsch sienta las bases del método clásico de cálculo de secciones en su libro “Der Eisenbetonbau, seine Theorie und Anwendung“

1928 – Eugène Freyssinet patenta el primer sistema de pretensado del hormigón

1939 – Primera instrucción de Hormigón Estructural en España como reglamento de obligado cumplimiento

1947 – Primer reglamento del American Concrete Institute (ACI)  “Código ACI”

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Hormigón:Material polifásico formado por mezcla de áridos aglomerados mediante un conglomerante hidráulico, el cemento Portland

Resiste bien las compresiones y mal las tracciones

Buen comportamiento frente a la intemperie

Acero:Material metálico formado por hierro y un pequeño % de carbono y otros elementos, fabricado en instalaciones específicas

Resiste adecuadamente las tracciones

Degradable si se expone a la intemperie

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Ventajas: Buena resistencia a compresión

Posibilidad de crear todo tipo de formas, es moldeable

Buen comportamiento frente a la intemperie

Buen comportamiento frente al fuego

Coste relativamente bajo

Elevados incrementos de resistencia en relación con el incremento de coste asociado

Masivo y rígido  Buen comportamiento dinámico

Mantenimiento prácticamente nulo

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Inconvenientes: Presenta un mayor peso propio en comparación con su 

resistencia

Precisa un mayor tiempo de ejecución

Imposible de desmontar, menos versátil que otro tipo de estructuras (metálicas)

Requiere una ejecución más “artesanal” que la estructura de acero (encofrados, ferrallado, hormigonado, curado...)

Control de calidad más complejo y menos localizado y centralizado

Mayor coste y tiempo de demolición

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¿Por qué podemos emplear hormigón y acero conjuntamente para construir estructuras? Ambos presentan características mecánicas 

complementarias

Módulos elásticos no excesivamente diferentes(30.000 MPa vs 200.000 MPa)

Muy buena adherencia entre ambos materiales

Sus coeficientes de dilatación térmica son prácticamente iguales (α ≈ 10‐5 ºC‐1)

El hormigón protege al acero de agentes agresivos externos  pH alcalino, recubrimiento armaduras

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El hormigón estructural se agrupa en tres tecnologías diferentes por su forma de resistir las solicitaciones a las que se ve sometido:

Hormigón en masa: Emplean únicamente hormigón en forma masiva para resistir las solicitaciones. Empleado en muros y presas de gravedad

Hormigón armado: Emplean armaduras de acero de forma pasiva para resistir los esfuerzos de tracción. Muy extendido en construcción civil y edificación

Hormigón pretensado: Emplean armaduras de acero de forma activa para comprimir el hormigón y evitar que trabaje a tracción. Cada vez es más empleado

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Clasificación general de elementos estructurales:

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MODELO CRITERIOS EJEMPLOS

LINEAL o UNIDIMENSIONAL

(1D)

Tensiones normales predominantes en una dirección

‐ Vigas‐ Pilares/soportes‐ Forjados unidireccionales‐ Pórticos

‐Muros ménsula‐Muros de carga‐PantallasSUPERFICIAL o 

BIDIMENSIONAL(2D)

Tensiones normales predominantes en dos direcciones ortogonales

‐ Placas‐ Láminas y membranas‐ Losas

MACIZO o TRIDIMENSIONAL

(3D)

Tensiones normales existentes en las tres 

direcciones ortogonales

‐Nudos ‐Zapatas‐Encepados‐Ménsulas cortas

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La EHE‐08 incorpora la regulación de otros tipos de hormigones, denominados especiales:

HAR: Hormigones de alta resistencia

HRF: Hormigón reforzado con fibras

HAC: Hormigón autocompactante

HLE: Hormigón ligero estructural

HR: Hormigones reciclados

HNE: Hormigones NO ESTRUCTURALES

HL: Hormigón de Limpieza

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