4 Relacion Esfuerzo Deformacion

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL CONCRETO Relación esfuerzo-deformación del concreto a compresión: se muestran curvas esfuerzodeformación para concretos normales de diversas resistencias a la compresión. Las gráficas tienen una rama ascendente casi lineal cuya pendiente varía de acuerdo a la resistencia y se extiende hasta aproximadamente 113 a 112 de f'c. Posteriormente adoptan la forma de una parábola invertida cuyo vértice corresponde al esfuerzo máximo en compresión. concreto. Para concretos de resistencias bajas tiende a tener menor pendiente y mayor longitud que para concretos de resistencias mayores. De ello se deduce que los concretos menos resistentes son los más dúctiles.

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL CONCRETO Módulo de Elasticidad: El módulo de elasticidad de un material es un parámetro que mide la variación de esfuerzo en relación a la deformación en el rango elástico. El concreto presenta un comportamiento elastoplástico y por ello los esfuerzos no son directamente proporcionales a la deformación.

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL CONCRETO Módulo de Elasticidad: El ACI permite estimar el valor Ec para concretos de peso específico entre 1,400 y 2,500 kg/m3 mediante la ecuación Ec = 0.14 (γ)1.5 √f′c (kg/cm2) Siendo γ el peso específico del concreto en kg/m3. Este valor corresponde al módulo de elasticidad secante del concreto, medido al 45% de f′c aproximadamente, en ensayos de corta duración.

Para Concretos de Peso Normal (aproximadamente 2,300 kg/m3) el ACI y la Norma Peruana permiten estimar Ec mediante: Ec = 15,000 √f′c (kg/cm2)

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL CONCRETO Módulo de Poisson: es la relación entre la deformación axial y deformación lateral por efecto de cargas axiales. El valor de éste parámetro para el concreto osila entre 0.15 y 0.20 En la práctica se suele adoptar μ = 0.15, con lo cual el Módulo de Rigidez al Esfuerzo Cortante es: Gc = Ec / 2 (1+μ) Gc = Ec / 2.3

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO Relación esfuerzo-deformación del acero En la figura 2.16 se puede apreciar una porción de la curva esfuerzo-deformación para aceros de diversos grados. Como se observa, en la fase elástica, los aceros de distintas calidades tienen un comportamiento idéntico y las curvas se confunden. El módulo de elasticidad es definido como la tangente del ángulo ∞. Por lo tanto, este parámetro es independiente del grado del acero y se considera igual a:

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO Características Mecánicas – ASTM A615: - fy min = 4,200 kg/cm2 (fluencia nominal, valor mínimo). - fu min = 6,300 kg/cm2 (esfuerzo máximo o último o resistencia a la tracción). - Es ≈ 2’000,000 kg/cm2 (módulo de elasticidad). - Deformación en el inicio de la fluencia εy = (fy / Es). ≈ 0.0021 - Longitud de la plataforma de fluencia = variable. - Deformación de rotura >> Deformación de fluencia (30 a 40 veces). - Elongación a la rotura entre el 7% y 9% (Tabla 3-3). -Coeficiente de dilatación ≈ 11x10-6 1/C°. Valor muy parecido al del concreto el cual es aproximadamente 10x10-6 1/C°. Ambos coeficientes de dilatación dependen de la temperatura.

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO Soldabilidad El acero ASTM A615, por su composición química (carbono equivalente mayor a 0.5%) no es soldable en esencia. El alto contenido de carbono equivalente lo hace un acero difícil de soldar, con una alta posibilidad que se originen uniones frágiles y de baja resistencia. Es necesario utilizar procedimientos muy cuidadosos para lograr una soldadura “decente” como por ejemplo precalentar las barras y luego de soldar controlar el enfriamiento y usar electrodos de bajo contenido de hidrógeno E-7018 ó E-8018. En general no es recomendable soldar este acero, salvo bajo procedimientos supervisados y con mano de obra especializada. El acero fabricado bajo la Norma ASTM A706 sí es soldable. Su uso es recomendable en zonas de alto riesgo sísmico ya que facilita las reparaciones y/o refuerzo de estructuras dañadas luego de sismos intensos, o cuando se requiere reforzar o ampliar una estructura. También su uso facilita los empalmes de barras por soldadura, si fuesen necesarios.

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO Maleabilidad Esta propiedad se garantiza a través de una prueba que consiste en doblar en frío una varilla de acero alrededor de un pin sin que ésta se astille en su parte exterior. El doblez debe ser de 180° para las varillas de todas las denominaciones excepto para las #14 y #18 cuyo doblez es de 90° para A-6 15, A-6 16, A-6 17 y 180° para A-706. El diámetro del pin varía de acuerdo a la varilla er ensayada y se indica en la Tabla

donde: db,: Diámetro de la varilla ensayada

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO Oxidación del acero El acero debe estar libre de óxido durante su colocación pues éste perjudica la adherencia con el concreto. Si las varillas lo presentan, deben limpiarse con escobilla de acero o con chorro de arena. El Óxido reduce la sección transversal e las varillas afectando directamente su capacidad resistente. Durante el proceso constructivo debe verificarse que esta disminución no sea crítica. El volumen del óxido es igual a siete veces el volumen del acero. Si el refuerzo se oxida dentro del concreto, aumentará de volumen y el recubrimiento se desprenderá. Con el ingreso del oxigeno la reacción se llevará a cabo más rápidamente y la armadura terminará por corroerse totalmente.