Concreto Armado

INTRODUCCIÓN

El concreto es básicamente una mezcla de dos componentes: agregados y pasta. La pasta, compuesto de cemento portland y agua, une los agregados, normalmente arena y grava (piedra triturada, piedra machacada, pedrejón), creando una masa similar a una roca. Esto ocurre por el endurecimiento de la pasta en consecuencia de la reacción química del cemento con el agua Otros materiales cementosos (cementantes) y adiciones minerales se pueden incluir en la pasta.

Agregados deben componerse de partículas con resistencia mecánica adecuada y con resistencia a las condiciones de exposición y no deben contener materiales que puedan causar deterioración del concreto. La granulometría continua de tamaños de partículas es deseable para el uso eficiente de la pasta.

ESTADO NATURAL

Estado en que se encuentra el sólido elástico cuando no está sometido a fuerzas externas. Dicho estado se puede subdividir en dos grupos según posea o no tensiones:

A.-ESTADO NATURAL SIN TENSIÓN

Constituido por el estado natural sin tensión con deformación y por el estado natural sin tensión ni deformación. Llamado también estado no deformado; el estado no deformado es aquel en que se encuentra el sólido elástico, cuando no siendo sometido a la acción de las fuerzas externas son nulos sus componentes de deformación en cada punto.

B.-ESTADO NATURAL CON TENSIÓN O ESTADO DE COACCIÓN

Estado obtenido cuando al sólido no deformado se le imponen deformaciones y/o ligaduras (vínculos internos y/o externos) no compatibles con su configuración in deformada.

El estado de coacción es una configuración de equilibrio de un cuerpo deformable que se puede considerar obtenido del sólido indeformable mediante la introducción de deformaciones locales o de conjunto, que no respetan la congruencia interna y/o la compatibilidad con los vínculos externos y que inducen al sólido a deformarse de tal manera que las deformaciones sean congruentes y compatibles.

SÓLIDOS SIN VINCULACIÓN EXTERNA O VINCULADOS EN MODO ISOSTÁTICO.

Las deformaciones impuestas no compatibles serán necesariamente por vínculos internos ya que los vínculos externos, en caso de que existan, no se oponen y por ende no reaccionan.

Las tensiones se manifiestan por imposición de conexiones internas producidas por diversas causas naturales o artificiales, como la de origen físico-químico, que hacen variar el volumen (retracción no uniforme del concreto, retracción del concreto armado, etc.); la variación térmica no lineal, la distorsión (imposición de que las dos caras del corte de una sección de la viga cumplan un pequeño movimiento relativo); el pretensazo.

La deformación impuesta no compatible, produce las deformaciones plásticas que a su vez generan tensiones elásticas, y como el sólido inicialmente estaba en estado no deformado, las tensiones están en equilibrio sobre sí mismas, hecho este que caracteriza el aspecto estático de este estado de coacción.

SÓLIDOS VINCULADOS EN MODO HIPERESTÁTICO Y CON DEFORMACIONES IMPUESTAS NO COMPATIBLES POR VÍNCULOS EXTERNOS:

En este tipo de deformación impuesta a la estructura es ahora la vinculación externa la causante de la incompatibilidad .En la búsqueda de la condición de equilibrio estable , la estructura se deforma para adaptarse a la condición de final compatible, generándose solicitaciones en ella y reacciones en los apoyos.

La condición final equilibrada se caracteriza por el auto equilibrio de las secciones de vínculos externos: queda así asegurado el equilibrio externo con participación de las acciones directas (cargas exteriores) .La condición de equilibrio de una porción longitudinal de las estructuras es entre las características de solicitación (generadas por las reacciones de vínculos) presentes en las secciones extremas de la porción.

Las deformaciones impuestas a las que se están haciendo referencia pueden ser por causas naturales o propias de las estructuras (variación de la temperatura, retracción del concreto, etc.), como consecuencia de la aplicación de acciones externas (asentamientos de apoyos), o por acciones intencionales (descenso obligado de un vínculo externo, concreto pretensazo).

SÓLIDOS VINCULADOS EN MODO HIPERESTÁTICO Y CON DEFORMACIÓN IMPUESTA NO COMPATIBLE POR VÍNCULOS INTERNOS.

Hay deformaciones impuestas del tipo explicado como sólidos sin vinculación externa o vinculados en modo isostática (tipo b1), porque la estructura es externamente isostática, pero que se convierten también en sólidos vinculados en modo híper estático y con deformaciones impuestas no compatibles por vínculos externos (tipo b2), cuando la vinculación externa es superabundante. Suponiendo válido el principio de superposición , una estructura así concebida presentará entonces un estado de tensión suma del estado de tensión debido al estado de tensión por vinculo interno y del estado de coacción debido a vínculos externos. En el supuesto de un comportamiento elástico del material, la eliminación del vínculo superabundante hace que en la estructura exista solamente el primer estado de coacción.

El concreto pretensado es uno de muchos ejemplos de este estado de coacción, porque presenta siempre un estado de coacción por vínculos internos y frecuentemente también otro por vínculos externos. Su comportamiento se puede suponer elástico bajo carga instantánea pero no bajo carga prolongada.

ENERGÍA VINCULADA.

La configuración de equilibrio más general del sólido elástico es aquella, en donde al estado natural con tensión se le añaden fuerzas externas.

Para evaluar las deformaciones y tensiones causadas por las fuerzas externas, el estado de referencia del cuerpo debería ser su estado natural antes de la intervención de fuerzas; y para evaluar el estado total de deformaciones y de tensiones, el estado de referencia debería ser el estado no deformado.

El sólido:

El sólido en estado de coacción posee energía elástica que llamaremos energía vinculada, indicada como Ф 0, dicha energía (siempre positiva, como toda energía) no podrá ser restituida a menos que se destruyan los nexos internos y/o externos que han vinculado al sólido, o añadiendo otro estado de coacción. Es decir, todo sistema de fuerzas externas aplicadas al sólido en coacción no altera la energía vinculada: más bien hace que el sólido acumule otra cuota de energía (energía debido a las fuerzas externas de deformación 1).Cuando sobre el sólido elástico en estado no deformado actúa un sistema de cargas, se sabe que las fuerzas externas además de deformarlo realizan un trabajo y el sólido regresa a su estado inicial al ser descargado. Este hecho induce a

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