Leonhardt tomo i (Hormigón Armado)

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Hormigon Armado

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<ul><li> 1. Fria Leonhardt TOMO I ESTRUCTURAS DE HORMIGON ARMADO Bases para el dimensionado de estructuras de hormig6n armado </li></ul><p> 2. , ESTRUCTURAS DE HORMIGON ARMADO 3. PLAN DE LA OBRA TOMO I F. Leonhardl E. MOnnlg: BASES PARA EL DIMENSIONADO DE ESTRUCTURAS DE HORMI. GON ARMADO TOMO 11 F. Leonhardt - E. MOnnlg: CASOS ESPECIALES DEL DIMENSIONADO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGON ARMADO TOMO /fJ F. Leonhardl E. MOnnig: BASES PARA EL ARMADO DE ESTRUCTURAS DE HOAMIGON AR. MADO TOMO IV F. leonhardt: VERIFICACION DE LA CAPACIDAD DE USO TOMO V F. Leonhardl: HOAMIGON PRETENSADQ TOMO VI F. Leonhardt: BASES PARA LA CONSTRUCCrON DE PUENTES MONOLlTICOS - 4. ESTRUCTURAS DE HORMIGON ARMADO TOMO I BASES PARA EL DIMENSIONADO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGON ARMADO Fritz Leonhardt Ingeniero civil. Profesor emrUo en el Instituto de Construcciones de la Universidad de Sluttgart. - .Eduard Monnig Doctor ingeniero. Doctor Honoris Causa. Profesor emnto en el Instituto de Construcciones de la Universidad de Sluttgarl. 11111111 Traduccin del Ingeniero civil CURT R. LESSER, Diploma de Honor de la U.B.A. (1936), con la desinteresada colaboracin del Ingeniero civil ENRIQUE D. FLlESS ( t 1984), Profesor Emrito de la U.B.A. SEGUNOA I niCie N REVISADA Reimpresin LtBAERIA " EL ATENEO" EDITORIAL IUENOS AIRES LIMA - AIO DE JAIIIEIRO CARACAS MUltO " BARCELONA MADRID I OGOTA 5. "El Ateneo" quiere dejar constancia del desinteresado asesoramiento y apoyo para la realizacin de esta obra, prestados en todo momento por e/Ingeniero Enrique D. Titulo de r. obra original: " Vorlesungen ber Massivbau" C&gt; 1973 por Sprlnger VerlaO. Berlln/Heldelberg Todos los derechos reservados. Este libro no puede reproducirse, lola' o parcialmente, por nlngUn mtodo gr',lco, eleclrnlco o mecnico, Incluyendo loa sistemas de fotocopia, regIstro magnetofnico o de allmemacl6n de datos, sin expreso consentimIento del editor. Oued. hecho.1 dePsllo QUoe " ',bleee I1 ley N 11723 1985. 198&amp;, 1988. " El ATENEO" Pedro Garera S.A L,lmu liI. Edltorl.1 Inmobiliaria, Florida 340, Bue no~ Aires Fundaa en 1912 por don PedrQ Gafer . ..S.B.N'. 950-0252422 edicin completa Flless (t .1984), prestigioso y antiguo colaborador de nuestra casa. lS.B.N. 950-02-5259-7 tomo 1, segunda edicin, revisada y corregida (I.S.B.N. 950-02-52430 tomo 1, segunda edicin) J.S.B.N. 3-540-06488-5 Sprlnger . Verlag, Berlin, edicin original Imp,.1Q en T. G Y"NIN.... A. Aroentlna ~. v "lIlna. B. Aa., " 10 lIe ma.ro .,. t g/lll IMPRESO EN LA ARGENTINA , 6. Prlogo Sin duda 8S un honor prologar una obra del Dr. Ing. Leonhardt y especlalme,1te sta que llene tanta Importancia en 10$ ms recientes progresos en la TcnIca de las Construc ciones de Hormign Armado y Pretensado. En electo. en los albores de esta tcnica fas bases rBcionales con sustento experimen- ta/ fueron establecidas por el famoso Ingeniero E. M6rsch en numerosos trabajos y en su cono- clde obra en seis tomos, cuya traduccin a nuestro fdloma ha tenido amplia difusin (Teorla y practica del hormign armado). La obra de MOrsch data de la dcade de/30 y desde entonces se ha progresado mucho en la teorfa yen fas aplicaciones del hormign armado. Varios nombres pueden asociarse 8 as- tas progresos, tafes como Sa/iger, Olschlnger, Pucher, etctera, pero, sin duda, la Influencia ms notable es la de Leonhardt, que ha realizado profundos estudios terIcos, adems de "u- merosas experiencias en la Universidad de Stuttgart_ Conviene tener presente que los reglamentos en uso en la poca de Morsch, tales como la OIN 1045 en su edicin de 1932, que fue adaptade en nuestro Reglamento Tcnico de la Ciudad de Buenos Aires de 1935, constltulan prcticamente un "manual" en el que unas pocas reglas prcticas permitlan proyectar todos los elementos constitutivos de una estructura de hormign (en aquella poca solamente en bases. columnas. vigas y losas). Eran tan simples las reglas que aun un IngenIero sin conocimIentos profundos de la Tcnica de las Construcciones, ni del Anlisis Estructural, podfa realizar un proyecto sin dificultad. De aquel/os reglamentos-manual se ha pasado ahora a lo que pOdrramos l/amar los reglamentos-tratado. En estos ltimos, por ejemplo la Norma OIN 1045 de 1978, adems de reglas constructivas y de proyecto, se plantean una serie de problemas cuya resolucIn queda 8 cargo de quien realiza el proyecto en cada caso particular. El proyectista en nuestros dlas debe ser, para poder actuar con xito, un profundO cono- cedor de la Mecnica de las Estructuras. Lalnlfuencla de Leonhardt en la Norma O/N 1045 delalJo 1978es, sin duda, importantlsl- ma y se ha ejercido a travs de la ComisIn Alemana para el Hormign Armado y tambin del Comit Euro-Internacional del Hormign. En nuestro pals acaban de ser aprobadOS, en el mbito nacionel, los Reglamentos CIR- SOC (Centro de InvestigacIn de los Reglamentos Nacionales de SegurIdad para las Obras Ci- viles) que en lo concerniente al Calculo de los Elementos de Hormign Armado y Pretensado son fundamentalmente una adaptacIn de la norma alemana citada en ltimo trmino. La importancia de la obra de Leonhardt, que a partir de ahora estar al alcance de los estudiosos Ingenieros de habla hispana, asl como de quienes tengan un Inters profesional en el hormign armado, resulta de que l mIsmo no sOlo ha Influido en las nuevas normas, sino que adems es un critico de algunos aspectos de e/1as, con los que no est de acuerdo. Sus de- sacuerdos en la gran mayorla de los casos tienen tambin sustento experimental y los resulta- dos de sus experiencias estn cuidadosamente expuestos en este magistral tratado. Considero que esta obra es Indispensable para cualquier Ingeniero que deba tratar en " VII 7. alguna forma los temas del hormlg6n armado y pretensado, puesto que en ella encontrarn no 1010 el porqu de muchas disposiciones reglamentarias que ahora, por lo que se dilo, son co- munes a la Norma OIN y a los Reglamentos CIRSOC, sino tambin /a descrlpci6n de su funda- mento experimental y adems su crftica muy correctamente sustentada. La versl6n en nuestro Idioma fue realizada por e/Ingeniero Curt R. Lesser, egresado en 1936 de la Universidad de Buenos Aires con Diploma de Honor, habiendo tenido durante su ex- tensa carrera profesional un Intimo contacto con las estructuras de hormig6n. En esta impor- tante y dillclltarea cont6 con la desinteresada colaboraci6n y gula del Ingeniero Enrique D. A. Flless ( t 1984), Profesor Emrito de la Universidad de Buenos Aires. cuya versaci6n en los te- mas relacionados con e/ hormign armado qued evidenciada a lo largo de una serie de traba- jos de la especialidad bien conocidos en nuestro medio y en al extranjero. En los tiempos que vivimos. la vida til de los textos y los IIatados es, en general. muy breve. Puedo afirmar que en este caso /a regla general no se cumplir pues los experimentos y fa profundIdad de la teorfa son tales que perdurarn por muchos allos. Es por ello que esta obra servir para la formacin de alumnos, futuros ingenieros, que luego la seguirn consultando a /0 largo de su vida profeslona/. Esto justifica plenamente el esfuerzo realizado por ellng. Flless. ellng. Lesser y la Edl torla/ "El Ateneo". Arturo Juan Bignoll Ingeniero civil. Profesor en las Universidades de Buenos Aires y Catlica Argentina. Miembro titular de las Academias Nacionales de Ingeniera y de Ciencias Exactas, Flsicas y Naturales y Acadmico Correspondiente de la Academia Nacional de Ciencias de Crdoba. Buenos Aires, diciembre de 1984 , VIII 8. Indica Notacin, XVII Blbllogralla de mayor Imponencia. XXLII ' , . INTRODUCCtON, 2. HORMIGON, 3 2.1. Cemento, -4 2.1 1. Cementos normales segUn DIN 116-4, -4 2.1.2. Eleccin del cemento, 5 2.1.3. Cemento no normalizado, 5 2.2. Agregados Inerles, 5 2.2.1. Divisin de los agregados, 5 2.2.2. Dosificacin de los agregados, 6 2.3. Agua de amasado, 1 2.4. AdlHvos al hormign, 1 2.5. Hormign fresco, 8 2.5.1. Composicin del hormign, 8 2.5.1.1. Contenido de cemento, peso del cemento, 8 2.5.1 .2. Contenido de agua, cantidad de agua, 8 2.5.1 .3. Contenido de material fino, 8 2.5.2. Propiedades del hormign Iresco, 8 2.6. Factores que Influyen en el endurecimiento del hormign, 9 2.6.1. Tipo de cemento, 10 2.6.2. Temperatura y grado de madurez, 10 2.6.3. Curado al vapor, 11 2.6.-4. Aecompactado, 11 2.6.5. Curado, 11 2.7. Plazo de desencofrado, 11 2.6. Resistencia del hormign endurecido, 12 2.8.1. Resistencia ala compresin, 12 2.8.1.1. Probetas y mtodo de ensayo, 12 2.8.1.2. Resistencia caracterlstica /JwN segn OIN 10-45, 13 2.8.1.3. Ensayos de urgencia del hormign, 1-4 2.8.1.-4. Ensayos acelerados, 1-4 2.8.1.5. Resistencia a la compresin para cargas de larga duracin, '4 2.8.1.6. Resistencia a la compresin para cargas de fallga u o.cllantes, ,-4 2.8.1.7. Resl.tencla a compresin para temperaturas muy alta, y muy bajas, ,-4 2.8.1.8. Resistencia a la compresin en la estructura, ,-4 2.8.2. Resistencia a la traccin, 15 , IX 9. 2.8.2.1. Resistencia axll a la traccin, 15 2.8.2.2. Resistencia a la traccin por compresin. 15 2.8.2,3. Traccin por flexin (mdulo de rotura), t6 2.8.2.4. Valores numricos de las resistencias a la traccin, t 7 2.8.3. Resistencias para solicitaciOnes en mAs de una direccin, 17 2.8.". Resistencias al corle, punzonado y torsin, 18 2.9. Deformacin del hormign, 19 2.9.1. Deformaciones elasllcas, 19 2.9.1.1. Mdulo de elasticidad del hormign, 19 2.9.1.2. Deformacin trmica, 20 2.9.1.3. Deformacin y mdulo de elasticidad transversales, 20 2.9.2. Deformaciones plsticas, independientes del tiempo, 21 2.9.3. Deformaciones en func l6n del tiempo. 22 2.9.3.1. Tipos y causas, 22 2.9.3.2. Desarrollo y dependencia de la contraccin de fraguado , 24 2.9.3.3. Desarrollo y factores Que alectan la 'Iuencla, 25 2.9.3.4. Restricciones a la contraccin de fraguado y a la fluencla , 27 2.9.3.5. Efectos de la fluencla y la contraccin de fraguado sobre las estructuras. 28 2.9.3.6. Expresiones para el clculo de la contraccin de fraguado y la fluencla segun OIN 1045. 29 2.9.3.7. Expresiones para el clculo de la contraccin de fraguado y de la fluencla segUn OIN 4227, 31 2.10. Propiedades trslcas del hormlg6n desde el punto de vlsla constructivo. 34 2.10.1 . Durabilidad del hormign. 34 2.10.2. Conductibilidad trmica. 35 3. ACERO PARA HORMIGON. 36 3.1. Clases y grupos de aceros para hormlg6n, 36 3.2. Propiedades de los aceros para hormign, 37 3.2.1. Resistencias, 37 3.2.1.1. Resistencia a la tracci6n, 37 3.2.1.2. Resistencia a la fatiga, 37 3.2.2. Caracterlsllcas de la deformacl6n, 39 3.3. Influencia de la temperatura sobre las propiedades de los aceros para hormign, 41 3.4. Aptitud para la soldadura de los aceros para hormign, 42 4. El MATERIAL COMBINADO " HORMIGON ARMADO", 44 4.1. Comportamiento conjunto del acero con el hormig6n, 44 4.1.1. la adherencia en la barra traccionada de hormign armado, 44 4.1.2. la adherencia en vigas de hormign armado, 47 4.1.3. Orlgenes de las tensiones de adherencia en las estructuras portantes. 48 4.2. Forma de actuar de la adherencia, 48 4.2.1. Tipos del efecto de adherencia. 48 4.2.1 .1. Adherencia por contacto, 48 4.2.1.2. Adherencia por rozamiento, 48 4.2.1.3. Adherencia por corte, 50 4.2.2. ley de la deformacin por adherencia. 52 4.2.2.1. Descripcin cualitativa de la deformacin por adherencia, 52 4.2.2.2. Probetas para el ensayo de arrancamiento, 53 4.2.3. Resistencia a la adherencia, 54 4.2.3.1. Inlluencla de la calidad del hormign sobre la reslslencla ala adherenCia. 54 4.2.3.2. Inltuencla del perfilado de la superllcle y del dimetro de las barras. 55 4.2.3.3. Influencia de la posicin de la barra. al hormlgonar. 55 4.3. leyes que rigen la adherencia en los elementos de anclaje, 56 4.3.1. Ensayos de arrancamiento con ganchos, 56 4.3.2. Ensayos de arrancamiento en barras con barras trasversates soldadas, 58 4.4. Valores numricoS de la adherencia para el clculo, 58 4.4.1. Generalidades, 58 4.4.2. Verilieaci6n da la adherencia segn DIN 1045. 58 5. COMPORTAMIENTO BAJO CARGA DE LAS ESTRUCTURAS OE HORMIGON ARMADO, 60 5.1. Vigas simplemente apoyadas de hormigOn armado solicitadas por lIexiOn y corte, 60 5.1.1. Estado, y comportamiento bajo cargas, 60 " x 10. 5.1.1.1. Estados I y 11, 60 5.1.1.2. Solicitaciones del acero y hormigOn, 65 5.1.1.3. Rigidez y delormaciOn a la lIexlOn, 65 5.1.2. Comportamiento para 'laKjn pura, 66 5.1 .2.1. Capacidad de carga y capacidad liUl, 66 5.1.2.2. Tipos de rotura por flexin, 67 5.1.3. Comportamiento para Ilexln y corte, 67 5.1.3.1. Estado 1, 67 5.1.3.2. Estado 11, 67 5.1.3.3. Formas de rotura por corte, 71 5.2. Vigas continuas de hormign armado, 71 5.3. Barras y vigas solicitadas por torsin, 72 5.3.1. Torsin pura, 12 5.3.2. Torsin con lIelCin y corte, 74 5.4. Columnas y otros elementos comprimidos, 74 5.5. losas (placas) de hormign armado, 75 5.5.1. Losas de hormign armado. armadas en una direccin, 75 5.5.2. Losas armadas en dos direcciones, 76 5.5.3. Losas de hormign armado apoyadas en puntos, 77 5.6. Lminas y vigas de gran altura (vigas-pared). 77 5.7. Estructuras plegadas, 80 5.8. Cscaras (membranas). 82 5.9. Comportamiento de estructuras de hormign armado para solicitaciones especiales, 82 5.9.t. Forma de aplicar las cargas, 82 5.9.2. Inlluencia de la temperatura, 83 5.9.3. Fuego, incendios, 83 5.9.4. Contraccin del hormlQn, 85 5.9.5. Fluencla del hormign, 85 5.9.6. Comportamiento para oscilaciones e Impactos, 85 5.9.7. Comportamiento slsmico, 86 6. BASES PARA LA VERIFICACIQN DE LA SEGURIDAD, 87 6.1. Conceptos bsicos, 87 6.1.1. Objeto, 87 6.1.2. Solicitaciones, 87 6.1.3. limites de las posibilidades de uso. est ados limites, 88 6.2. Mtodos de clculo para garantizar la seguridad, 86 6.2.1. El procedimiento antiguo sobre la base de tensiones admisibles, 89 6.2.2. Procedimientos basados sobre los estados limites, 89 6.2.3. Procedimiento basado en la leorla de la probabilidad, 89 6.3. Magnitud de 105 coeficientes de seguridad, 90 6.3.1. Seguridad para la capacidad de carga y estabilidad, 90 6.3.2. Seguridad contra la prdida de la capacidad de uso, 92 6.4. Dimensionamiento de las estructuras. 92 6.4.1. Conceptos fundamentales para el dimensionado, 92 6.4.2. Proceso del dimensionado, 93 6,4.3. Dimensionamiento para los distintos tipos de esfuerzos caracterlstlcos en una seccin. 93 6.4.4. Influencia sobre los esfuerzos caraclerlstlcos de las relaciones de rigidez de los estados I y 11 en las estructuras estllcamenle Indeterminadas, 94 6.4.5. Observaciones relatlY8S a los procedimientos usuales de calculo, 94 7. DIMENSIONADO PARA FLEXION y ESFUERZO AXIL, 96 7.1. Bases de clculo, 96 7.1.1. Hiptesis para dimensionar, 96 7.1.2. Valores caracterlstlcos de las resistencias de 108 materiales y de 105 diagramas tensin- deformacin, 97 7.1.3. 7.1.2.1. Valores caracterlstlcos del hormign, 97 7.1.2.2. Valore!! cafacterlstlCOS,del acero para hormign, 100 Tipos de rotura, distribucin de las deformaciones y magnitud del coeficiente de segurl dad, 100 , XI 11. 7.1.3.1. Tipos de rotura. 100 7.1.3.2. Reparticin de las deformaciones especificas y magnitud del coeficiente d...</p>