Facultad de Ingeniería - Universidad Nacional de Cuyo
P1- PROGRAMA DE ASIGNATURA
Asignatura:
HORMIGÓN I
Carrera: CIVIL
Año: 2009
Semestre: 2º
Horas Semestre: 105
Horas Semana: 7
OBJETIVOS
CONTENIDOS
UNIDAD 1: FILOSOFÍA DE DISEÑO PARA LAS ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN
ARMADO.
1.A. Estados límites. Tendencias. Particularidades del Diseño de Hormigón Armado en zonas
sísmicas.
1.B. Acciones de Diseño. Cargas Gravitatorias. Terremoto de Diseño. Combinación de
Acciones.
1.C. Reglamento Argentino de Cargas permanentes y Sobrecargas Mínimas de Diseño para
Edificios y otras Estructuras, CIRSOC 101-2005.
1.D. Respuesta Global y Local: requerimientos de Rigidez, Resistencia y Ductilidad. Acción,
Esfuerzo y Respuesta. Respuesta Global y Respuesta Local. Demandas y Suministro.
Interacción.
1.G. Diferentes Niveles de Resistencia: Requerida, Nominal, Ideal, Diseño y Sobre-resistencia.
1.H. Prescripciones Reglamentarias de normas utilizadas en nuestro medio con relación a los
requerimientos de Diseño. Reglamento de Reglamento CIRSOC 201 para estructuras de
hormigón armado, año 2005.
UNIDAD 2: CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DEL HORMIGÓN Y DEL ACERO DE
REFUERZO.
2.A. Razón de ser del hormigón Armado. Breve referencia histórica.
2.B. Características mecánicas de los materiales: curvas tensión-deformación para el
hormigón. Tracción y Compresión. Especificaciones técnicas y resultados de ensayos.
Simplificaciones. Módulo de Elasticidad. Carga cíclica. Velocidad de carga y deformación.
Influencia de la edad del hormigón. Relación de Poisson. Propiedades Térmicas.
2.D. Materiales aprobados por Normas vigentes. Medios de ensayos y control de calidad de
los materiales. Hormigón Fresco y Endurecido. Resistencia Característica: determinación y
concepto.
2.E. Acero. Tipos. Respuesta monotónica en tracción e inelástica cíclica. Efecto de la Velocidad
de deformación.
2.F. Curvas de comportamiento real y relaciones tensión-deformación adoptadas por las
normas. Rigidez, Resistencia y Ductilidad en los materiales. Factor de sobre resistencia:
concepto de la sobre resistencia y su utilización en el diseño.
UNIDAD 3. RESISTENCIA Y DEFORMACIÓN A FLEXIÓN. VIGAS.
3.A. El diagrama Momento-Curvatura. Rigidez, Resistencia y Ductilidad. Relación con el
diseño Global. Concepto de rótula plástica. Implicancias en el diseño sismo-resistente.
3.B. Comportamiento Real. Suposiciones básicas y simplificaciones para el Diseño y Análisis.
Redistribución de Momentos. Concepto. Utilidad. Aplicación práctica. Limitaciones.
3.C. El bloque Rectangular de Tensiones de hormigón. Esquema Sección, Deformación,
Tensión, Fuerzas. Ecuaciones de Compatibilidad y de Equilibrio.
3.D. Análisis y Diseño de Secciones Rectangulares. VIGAS con capas de armadura simple,
doble y múltiple. Distribuciones de armaduras no convencionales. Uso de programas
computacionales.
3.E. Redefinición de la Rigidez. Elementos de Hormigón Armado a Flexión.
3.F. Cuantías mínimas y máximas en vigas. Falla Balanceada: concepto y aplicación.
3.G. El Factor de Reducción de Resistencia. Criterios del ACI- 318-2002 y del C-201-2005
3.H. Importancia del detalle. Planos de obra. Limitaciones de las dimensiones de vigas según
códigos.
3.I. Secciones T y L. Su funcionamiento. Unión Viga –Losa. Ancho efectivo. Implicancias.
Diferencia entre comportamiento a momento positivo y a momento negativo.
UNIDAD 4. DISEÑO Y ANÁLISIS DE LOSAS DE HORMIGÓN ARMADO.
4.A. Tipos de Losas. Macizas, nervuradas y alivianadas prefabricadas. Tablas auxiliares.
Sistema Compuesto: Viga de Acero-Chapa Colaborante-Losa de hormigón armado.
4.B. Análisis de cargas de las losas. Identificación de las cargas permanentes y accidentales.
Resolución de un caso práctico sencillo. Materiales más comunes del sistema de entrepisos.
CIRSOC 101-05.
4.C. Aplicación de la Norma CIRSOC para losas en una y dos direcciones. Redistribución
de esfuerzos. Concepto. Rigidez efectiva. Requisitos para y valores máximos de redistribución
de momentos.
4.D. Necesidad y forma de verificar las deformaciones instantáneas y diferidas. Código
CIRSOC 201.
4.E. Disposiciones de Armaduras. Cuantías mínimas y máximas.
4.F. Comportamiento de las losas en su plano. Rol como Diafragmas Rígidos en el plano.
UNIDAD 5. RESISTENCIA DE MIEMBROS A FLEXIÓN Y ESFUERZO AXIAL.
5.A. Columnas de Hormigón Armado. Introducción. Tipos de Secciones más comunes.
5.B. Comportamiento y Diseño del Hormigón Armado a Tracción y Columnas Cortas a
Compresión. Teoría de Respuesta Elástica. Material Compuesto. Limitaciones de su aplicación
5.C. Diseño en estado último. Expresión de la Resistencia Nominal y de Diseño según las
normas.
5.D. El hormigón Armado Confinado. Rol de la armadura longitudinal y de la transversal.
Tendencias actuales. Columnas Rectangulares y Circulares. Leyes constitutivas propuestas por
Priestley para Hormigón armado confinado. Aplicación Práctica. Influencia en Resistencia y
Deformación.
5.E. Comportamiento y Diseño de Columnas Cortas a Flexión y Axial. Diagramas de
Interacción. Su obtención en forma simplificada. Uso en el diseño. Programas computacionales.
Significado de la falla balanceada en Flexo-compresión. Implicancias en el diseño
sismo-resistente.
5.F. Armadura Transversal. Función y Distintas disposiciones. Códigos.
5.G. Tabiques de Hormigón Armado a Flexión y Axial. Análisis seccional. Dimensiones.
5.H. Cuantías mínimas y máximas para columnas y tabiques. Prescripciones reglamentarias.
UNIDAD 6. DISEÑO DE MIEMBROS SOMETIDOS A CORTE.
6.A. Introducción. Enunciado del problema. Ecuación básica de Resistencia. El peligro de falla
frágil. Necesidad del diseño por capacidad. Diferencia con método por Resistencia.
6.B. Concepto y determinación de los esfuerzos de corte. Flujo de corte.
6.C. Mecanismos de resistencia al corte: contribución del hormigón y de la armadura.
Descripción de los Mecanismos de Resistencia al Corte de Vigas sin armadura de alma. Criterio
del ACI-318 y C-201-2005 vs. NZS-3101e IC-103-II-2005.
6.D. Rol de la armadura de corte. Analogía del mecanismo de reticulado.
6.E. Comportamiento observado entre diferentes armaduras de corte. Estribos inclinados,
verticales y barras dobladas. Diferencia entre demandas de cargas verticales y de sismo.
6.F. Interacción de flexión y corte. El efecto del corte en rótulas plásticas.
6.G. Influencia del corte en la armadura de flexión. Interrupción de la armadura longitudinal.
Criterios. CIRSOC 201-05 vs. IC-103-II-05.
6.H. Disposiciones constructivas y reglamentarias. Cuantías mínimas y máximas. Detalle
correcto e incorrecto de los estribos.
6.I. Influencia del Esfuerzo Axial en la Resistencia al Corte. Casos de diferentes elementos
estructurales. Limitaciones de códigos.
6.J. Corte en secciones de elementos de altura variable. Criterios.
UNIDAD 7. DISEÑO DE MIEMBROS SOMETIDOS A TORSIÓN.
7.A. Elementos solicitados a torsión. Casos de estructuras isostáticas e hiperestáticas.
Torsión por equilibrio y por compatibilidad. Concepto. Identificación en casos prácticos.
7.B. Comportamiento del hormigón simple sometido a Torsión. Comportamiento elástico y
Plástico. Momento Torsor de Fisuración.
7.C. Torsión el elementos de hormigón armado sometido. Rigidez y resistencia.
7.D. Dimensionado de secciones rectangulares y tubulares a torsión. Disposiciones de
armaduras.
7.E. Combinación de Corte y Torsión. Criterios de normas para limitar tensiones.
7.F. Determinación del Momento Torsor Último o Mayorado. Torsión Crítica. Criterio del
CIRSOC 201-2005.
UNIDAD 8. ANCLAJES Y EMPALMES.
8.A. Introducción. Adherencia en axial y en flexión. El material hormigón armado combinado.
8.B. Relación Tensión vs. Deslizamiento. Diferencia entre barras lisas y conformadas.
Factores de influencia: posición y diámetro, confinamiento.
8.C. Prescripciones Reglamentarias. ACI-318, CIRSOC y NZS. Longitud de Desarrollo.
Ganchos normales. Efectos favorables y desfavorables de los ganchos. Casos en que deben
evitarse y casos de obligatoriedad de uso. Experiencias prácticas y observación del
comportamiento durante sismos.
8.D. Empalmes directos e indirectos. Desarrollo armadura en flexión. Interrupción de barras.
Casos de momentos positivos y negativos.
8.E. Casos de ménsulas cortas y anclajes en las bases. Mecanismo de biela-tensor.
8.F. Empalmes de Mallas soldadas y de Paquetes de Barras. Criterios de normas.
8.G. Desarrollo de armadura de alma. Criterios de normas.
8.H. Nuevas Tendencias para el desarrollo y anclaje de barras. Investigaciones en curso.
UNIDAD 9. BASES DE HORMIGÓN ARMADO.
9.A. Generalidades. Cimentaciones Superficiales y Profundas. Individuales y combinadas.
9.B. Comportamiento de Cimentaciones superficiales. Criterios de Diseño.
9.C. Tipos de zapatas más comunes.
9.D. Criterios para la elección más apropiada del sistema de fundación. Asentamientos
admisibles.
9.E. Determinación de Acciones de diseño. Verificación de tensiones del terreno. Códigos.
Caso de Diseño de zapatas aisladas centradas.
9.F. Diseño y Verificación a Corte o Punzonado. Acción de Viga. Acción en dos direcciones.
9.G. Diseño de zapatas a flexión. Distribución de Armaduras según normas.
9.H. Transferencia de fuerzas en la base de la columna. Códigos.
9.I. Disposiciones de las armaduras. Anclajes. Empalmes. Recubrimientos. Prescripciones
reglamentarias.
METODOLOGÍA DE ENSEÑANAZA
a) Contenido conceptual. Se prior iza integración de teoría con práctica. Visitas a obra e informes
individuales. Motivación a la investigación.
b) Comprensión del fenómeno físico: primero concepto, luego análisis y justificación numérica.
Práctica, obra, información sobre investigaciones, material de referencia, motivación
concurrencia a cursos y seminarios (ej. 8-EIPAC-09), uso de elementos computacionales como herramientas auxiliares, creación de programas simples y participación en clase.
c) Laboratorio: por sus propios medios diseñar, construir y ensayar pequeños modelos de hormigón
armado en escala reducida: vigas. Ensayar los materiales, y elaborar informe.
d) Medios para clases teórico-prácticas: pizarrón con tizas de colores, power point, videos (videos
de ensayos dinámicos de California y Japón). Clases en el IMERIS, junto a laboratorios: se desarrollan los experimentos y se siguen de cerca otros proyectos de investigación paralelos.
motiva al lector que consulte y amplíe con la fuente o referencia indicada. Ej.: aplicación de los reglamentos de HoAo ACI-318 y NZS-3101, base de nuestras normas.
f) Importancia del detalle de las estructuras para lograr su correcta materialización en obra.
Desarrollar esquemas estructurales.
Actividad Carga horaria por
semestre
Teoría y resolución de ejercicios simples 45 Formación práctica
Formación Experimental – Laboratorio 25 Formación Experimental - Trabajo de campo 0 Resolución de problemas de ingeniería 20
Proyecto y diseño 15
Total 105
BIBLIOGRAFÍA
Título Autor(es) Editorial Año de
edición
Ejemplares disponibles
Estructuras de Concreto Reforzado
R. Park y T. Paulay Limusa 1975 8
Seismic Design of Reinforced and Masonry Buildings
T. Paulay y N. Priestley
John Wiley & sons
1992 2
Diseño de Estructuras de Concreto
A. Nilson Mc Graw Hill 1999 8
Reinforced Concrete Slabs
R. Park y W. Gamble John Wiley & sons 1980 0 Estructuras de Hormigón Armado F. Leonhardt-T1 El Ateneo 1983 13 Estructuras de Hormigón Armado F. Leonhardt-T3 El Ateneo 1986 6 Estructuras de Hormigón Armado F. Leonhardt-T5 El Ateneo 1983 3 Curso de Hormigón Armado O. Moretto El Ateneo 1970 8
Building Code Requeriments for Reinforced Concrete. ACI-318 American Concrete Institute 2008 0
New Zealand Standard, NZS, 3101:1995, Parte 1 (Código) y Parte 2 (Comentarios). Nueva Zelanda 1995 0 Reglamento CIRSOC 201 y Anexos. Tomos 1 y 2
CIRSOC INTI 2005 1 de C/U
Reglamento INPRES-CIRSOC 103
INPRES INTI 2005 1
Reglamento CIRSOC 101 y Anexos
CIRSOC INTI 2005 1 de C/U
Código de Construcción Sismo Resistente de Mendoza. Ministerio de Obras Públicas Consejo Profesional 1987 11
Memorias 1-EIPAC-92 R. Park y o. FI-UNCUYO 1992 2
Memorias 2-EIPAC-94 N. Priestley y o. FI-UNCUYO 1994 2 Memorias 3-EIPAC-97 V.V. Bertero y o. FI-UNCUYO 1997 2
Memorias 4-EIPAC-99 T. Paulay y o. FI-UNCUYO 1999 2
Memorias 5-EIPAC-00 M. Calvi y o. FI-UNCUYO 2000 2
Apunte: Filosofía del Diseño para Estructuras e Hormigón Armado.
C.R. LLopiz FI-UNCUYO 2008 1
Apunte:Características Mecánicas del Hormigón Armado C.R. LLopiz FI-UNCUYO 2007 1 Apunte:Comportamiento Resistencia y Deformación de Elementos de Ho Ao Sometidos a Flexión C.R. LLopiz FI-UNCUYO 2007 1 Apunte:Fundamentos y Aplicación Proyectos Reglam. Cirsoc:Vigas-Flexión. C.R. LLopiz FI-UNCUYO 2003 1
Apunte: Diseño y Análisis de Losas de Hormigón Armado. Junio 2007 C.R. LLopiz FI-UNCUYO 2007 1 Apunte: Elementos de Hormigón Armado sometidos a Flexo-Compresión. C.R. LLopiz FI-UNCUYO 2007 1
Apunte Análisis y Diseño al Corte
C.R. LLopiz FI-UNCUYO 2007 1
Apunte Análisis y Diseño al Corte C.R. LLopiz FI-UNCUYO 2007 1 Apunte: Anclajes y Empalmes C.R. LLopiz FI-UNCUYO 2007 1 Apunte: Bases de Hormigón Armado C.R. LLopiz FI-UNCUYO 2007 1
EVALUACIONES
Para el examen final el alumno debe obtener la regularidad a partir de aprobar obligaciones que debe cumplir durante el cuatrimestre de dictado. Puede rendir como libre, pero el examen es muy riguroso. Cursado Normal: Al final del cursado normal, CN, del cuatrimestre el alumno es calificado desde 1 a 10, asociada a cantidad de puntos que logre, desde 1 a 100. Si obtiene una nota entre 1 a 5, equivalente a menos de 14 y 54 puntos respectivamente, se considera que no ha cumplido con los requisitos mínimos que lo habilitan al examen final como alumno regular. Para esto debe obtener una nota igual o superior a 6, que implica sumar más de 55 puntos.
Resultado del examen final: En la gran mayoría de los casos, el Examen Final, EF, será escrito, EE, y sus temas serán elegidos dentro del contenido total de la materia. El EF escrito tiene una duración aproximada entre 2:00 a 2:30 hs. Para el EF el alumno debe concurrir con la carpeta completa y corregida de trabajos prácticos y trabajos experimentales.
Para aprobar la materia en todos los casos se debe aprobar el EF. Para cada examen la cátedra escribirá en el examen los requisitos para su aprobación.
Calificación final: La nota final es una combinación de la de CN y EF.
En casos de rendimientos extremos, muy bueno para excelente o regular para malo, el alumno podrá ser evaluado oralmente inmediatamente luego de su examen final escrito para obtener la máxima nota (10) o para decidir si no aprueba o lo hace con la nota mínima (4).
TRABAJOS PRÁCTICOS.
TP-1: Losas, Vigas, Columnas, Tabiques y Fundaciones. Estados básicos. Combinaciones. Esfuerzos. TP-2: Flexión. Losas de Hormigón Armado. Prefabricadas. Coladas in situ.
TP-3: Flexión en Vigas. Secciones Rectangulares y Secciones T y L. TP-4: Corte en Vigas.
TP-5: Columnas a Flexo-Compresión. TP-6: Tabiques a Flexo-Compresión. TP-7: Corte en Columnas y Tabiques. TP-8: Torsión en Vigas.
TP-9: Bases Centradas.
Además se desarrollará durante el cursado un Trabajo Práctico Globalizador que cada alumno deberá completar a lo largo del año y que tendrá presentaciones parciales según indique la cátedra.
INFORME FINAL del TAE.
En función del trabajo analítico-experimental que le corresponda al alumno.
El Informe debe cumplir con los requisitos que debe satisfacer un informe técnico de un profesional universitario. Debe contener:
a. Introducción. b. Objetivos c. Alcances d. Desarrollo
e. Conclusiones (recomendaciones si las hubiera) y bibliografía.
Debe estar redactado en forma correcta, y cumplir con prolijidad, orden, dibujos a escala y aclaraciones donde fuera necesario. Debe llevar fotos del desarrollo de su proyecto, tanto de la construcción como de la fase de ensayos.
