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FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL2.1. MECNICA Y COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO ARMADO.En el presente captulo se desarrollaran los principios bsicos del comportamiento de los elementos de concreto armado sometidos a flexin. Es imprescindible comprender claramente este fenmeno para luego deducir las expresiones a usar tanto en el anlisis como en el diseo. El anlisis implica fundamentalmente la determinacin del momento resistente de una seccin completamente definida. El diseo es el proceso contrario: Dimensionar una seccin capaz de resistir el momento aplicado. Los elementos que estn sujetos generalmente a flexin son las vigas, sistemas de pisos, las escaleras y, en general todos aquellos elementos que estn sometidos a cargas perpendiculares a su plano, los cuales ocasionan esfuerzos de flexin y corte; cuyos anlisis y procedimientos a seguir sern expuesto por separado. 2.1.1. Comportamiento de vigas de concreto reforzado.Las vigas de concreto simple son ineficientes como elementos sometidos a flexin debido a que la resistencia a la tensin en flexin es una pequea fraccin de la resistencia a la compresin. En consecuencia estas vigas fallan en el lado sometido a la tensin a cargas bajas mucho antes de que se desarrolle la resistencia completa del concreto en el lado de compresin. Por esta razn se colocan las barras de acero de refuerzo en el lado sometido a la tensin tan cerca como sea posible del extremo de la fibra sometida a la tensin, conservando en todo caso una proteccin adecuada del acero contra el fuego y la corrosin.

Cap. II FLEXION

Fig. II-1. Variacin de los esfuerzos y deformaciones con el incremento del momento aplicado. Si imaginamos una viga simplemente apoyada con refuerzo en traccin (figura II-1) y le aplicamos carga de modo gradual desde cero hasta la magnitud que producir su falla, claramente puede distinguirse diferentes estados en su comportamiento(13):FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL

1 ETAPA. La carga externa es pequea. Los esfuerzos de compresin y traccin en la seccin no superan la resistencia del concreto, por lo que no se presentan fisuras. La distribucin de esfuerzos en la seccin es la mostrada en la fig. II-1-a.2 ETAPA. La tensin en el concreto casi alcanza su resistencia a la traccin. Antes que se presente la primera grieta toda la seccin del concreto es efectiva y el refuerzo absorbe el esfuerzo ocasionado por su deformacin. La deformacin en el concreto y el acero es igual, debido a la adherencia que existe entre ellos, los esfuerzos en ambos materiales estn relacionados a travs de la relacin modular (n). fs=nfc1 . donde: fs: Esfuerzo en el acero. fc1 : Esfuerzo en el concreto. La viga experimenta un comportamiento elstico y la distribucin de esfuerzos es la mostrada en la fig. II-1-b.

3 ETAPA. Se alcanza el denominado momento crtico, Mcr, bajo el cual se desarrollan las primeras fisuras en la zona central de la viga. El eje neutro asciende conforme la carga aumenta como se aprecia en la figura (II-1-c). El concreto, al agrietarse, no resiste el esfuerzo de traccin y este es absorbido ntegramente por el refuerzo. La seccin es menos rgida pues su momento de inercia disminuye. en esta etapa, el concreto tiene una distribucin de esfuerzos casi lineal. los esfuerzos en el concreto llegan hasta 0.50 fc. Conforme aumenta la carga, las fisuras se van ensanchando y se dirigen hacia el eje neutro.4 ETAPA. El refuerzo alcanza el esfuerzo de fluencia aunque el concreto no llega a su resistencia mxima. Los esfuerzos en el concreto adoptan una distribucin aproximadamente parablica (fig. II-1-d). La deflexin se incrementa rpidamente y las fisuras se ensanchan. Conforme se incrementa la carga, el acero entra a la fase de endurecimiento por deformacin y finalmente el concreto falla por aplastamiento (fig. II-1-e). En conclusin en el estado elstico, se puede distinguir lo siguiente:

ESTADO ELSTICO NO AGRIETADO(14). En este estado los esfuerzos en el concreto y en el acero se comportan elsticamente, la deformacin en el acero y en el concreto circundante es igual y sucede cuando: fct