Tipos de fallas de elementos sometidos a flexion pura

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Facultad de Ingeniería Civil y Arquitectura

Dedicatoria y agradecimientos A Dios, por brindarnos la dicha de la salud y bienestar físico y espiritual. A nuestros padres, como agradecimiento a su esfuerzo, amor y apoyo incondicional, durante nuestra formación tanto personal como profesional. A nuestros docentes, por brindarnos su guía y sabiduría en el desarrollo de este trabajo.

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Contenido Introducción..........................................................................................................3 Objetivos...............................................................................................................4 Objetivos Generales..........................................................................................4 Objetivos Específicos........................................................................................4 Flexión Pura..........................................................................................................5 Comportamiento de una viga de concreto armado sometida a flexión............5 Tipos de falla de los elementos sometidos a flexión.........................................5 Tipos de fallas de elementos sometidos a flexión pura........................................6 Falla por tensión:...............................................................................................6 Falla por compresión:........................................................................................9 Falla balanceada:............................................................................................12 Conclusiones......................................................................................................13 Bibliografía..........................................................................................................14

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Introducción En el presente trabajo se desarrollarán los principios básicos del comportamiento de los elementos de concreto armado sometidos a flexión. Es imprescindible comprender claramente este fenómeno para luego deducir las expresiones a usar tanto en el análisis como en el diseño. El análisis implica fundamentalmente la determinación del momento resistente de una sección completamente definida. El diseño es el proceso contrario: dimensionar una sección capaz de resistir el momento aplicado. Si bien es cierto ambos usan los mismos criterios, los procedimientos a seguir son diferentes y serán expuestos por separados.

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Objetivos Objetivos Generales 

Identificar los tipos de fallas por flexión pura.

Objetivos Específicos 

Definir el tipo de falla por tensión en elementos causados por flexión



pura. Definir el tipo de falla por comprensión en elementos causados por



flexión pura. Definir el tipo de falla balanceada en elementos causados por flexión pura.

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Flexión Pura Comportamiento de una viga de concreto armado sometida a flexión La viga mostrada en la figura a, es de sección rectangular, simplemente apoyada y cuenta con refuerzo en la zona inferior. Está sometida a la acción de dos cargas concentradas iguales las cuales generan el diagrama de momento flector presentado en la figura b. A lo largo de todo el elemento, la fibra superior está comprimida y la inferior, traccionada.

Tipos de falla de los elementos sometidos a flexión Los elementos sometidos a flexión casi siempre fallan por compresión del concreto, sin embargo el concreto puede fallar antes o después que el acero fluya. La naturaleza de la falla es determinada por la cuantía de refuerzo y es de tres tipos: 1. FALLA POR TENSIÓN 2. FALLA POR COMPRESIÓN 3. FALLA BALANCEADA

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Tipos de fallas de elementos sometidos a flexión pura Falla por tensión: Se conoce como falla dúctil y sucede cuando el acero en tracción a llegado primero a su estado de fluencia antes que el concreto inicie su aplastamiento en el extremo comprimido. Se aprecian grandes deflexiones y fisuras antes del colapso lo cual alerta a los usuarios

acerca del peligro inminente. Estas

secciones son llamadas también sub-reforzadas o bajo armadas. Para poder entender mecanismo de falla de un elemento de concreto con refuerzo de tensión, en la figura se muestra la gráfica carga de flexión de un elemento con un porcentaje de acero usual en la práctica. Al empezar a cargar el comportamiento de la pieza es esencialmente elástico y toda la sección contribuye a resistir el momento exterior. Cuando la tensión en la fibra más esforzada de alguna sección excede la resistencia del concreto a tensión, empiezan a aparecer grietas. A medida que se incrementa la carga, estas grietas aumentan en número, en longitud y en abertura. Se puede observar muy claramente la zona de la pieza sujeta a tensión, en la que se presentan las grieta y la zona sujeta a compresión.

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tensiones (también

llamado concentrador

de

tensión) es una localización dentro de un sólido elástico donde el campo de tensiones se concentra. Un objeto es más resistente cuando la fuerza se distribuye uniformemente sobre su área, de tal manera que una reducción del área efectiva, por ejemplo causada por una fisura, conduce un aumento de las tensiones cerca del límite de dicho defecto (respecto a la situación en que dicho defecto no existiera). Un material puede fallar por propagación de grieta cuando una concentración de tensiones excede el límite del material a pesar de que

la

tensión

media

esté

por

debajo

de

límite

resistente.

La resistencia real en fractura de un material siempre es más baja que el valor teórico precisamente porque la mayor parte de elementos resistentes contienen pequeñas fisuras o impurezas que crean un concentrador de tensiones. Las fisuras de fatiga siempre empiezan como concentradores de tensiones, así pues eliminar dichos defectos incrementa la resistencia frente a fatiga.

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Falla por compresión: Se lo conoce como falla FRAGIL, sucede si primeramente se inicia el aplastamiento del concreto antes que el inicio de la fluencia del acero en tracción, es decir cuando en la falla εs