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Preguntas claves respondidas para Parcial - Final Estructuras 3B...

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COLUMNAS

significa cada termino que la compone.

Carga = Tensión H * Área de H + Tensión de Acero * Área de Acero

2. En qué orden de magnitud porcentual debe estar el valor de la armadura respecto a la sección del hormigón? Debe estar al 1 % - 8 %!

de vigas

compresión se tiene que tomar en cuenta la excentricidad de la aplicación de las cargas.! 4. Explicar por qué a un hormigón de resistencia especificada de 250 kg/cm2 (25 MPa), el valor de Ag es del orden del 76% del Pu. Pu = Ag ( 1, 32 kg/cm2)! 1)

Pu ---------------------- = Ag 1, 32 kg /cm2

2)

0,76 * Pu ------------- = Ag KN/cm2!

3) Ag = 0,76 % * Pu! !

5. Qué valor debe tener como mínimo la sección de una columna? Debe tener como mínimo una sección de 20 x 20 cm! 6. Qué diámetro y cantidad de barras debe tener como mínimo una columna de sección mínima?

7. Para el caso de un hormigón de resistencia especificada de 30 MPa cual es la relación porcentual entre Pu y Ag. Para obtener el Ag (área de la columna) conformado por un hormigón del 30. Se debe hacer:! Ag = Pu * 65 kg/cm2 . ! El 0,65 kg/cm2 es un coeficiente de seguridad!

8. Qué es un momento de primer orden? Los momentos de primer orden son los que se obtienen de las losas y vigas que se transmiten su cargas a los respectivos nudos, con el objetivo que desciendan a la columna y luego a las bases o fundaciones.

9. Qué es un momento amplificado? Las ecuaciones para el diseño de columnas esbeltas se basan en el concepto de momentos amplificados. Se elige el M2, el momento de mayor valor, y se lo multiplica por un coeficiente de amplificación. Se realiza en ambos extremos del elemento comprimido.! La columna se diseña con la carga mayorada (Pu) y el momento de amplificación (MC) !

MC = M2 * "δ! 10. Por qué es necesario definir un momento de segundo orden o momento "amplificado"? Es necesario definir un momento de segundo orden porque el código lo exige y por seguridad. Se multiplica el M2 ( el mayor de los momentos) por el coeficiente de amplificación ("δ ) que es igual o menor a 1! MC = M2 * "δ! Entonces, cuando calculamos la columna utilizamos el Pu (carga mayorada) y el MC (momento amplificado! 11. Definir la esbeltez de un elemento estructural lineal La esbeltez de un elemento estructural lineal es la relación de la altura del elemento y la sección del mismo. A mayor altura e igual sección la columna se considera más esbelta.! 14. Cómo se obtiene la esbeltez límite de una sección y para qué sirve este valor? La esbeltez límite se calcula : λ lim = 32 - 12 * M1 < 40 .! ----! M2! Este valor sirve para definir si la columna es esbelta ( λ > λ lim ) y la columna es corta ( λ < λ lim)!

15. Explicar cada término del procedimiento de cálculo de la esbeltez límite (a) Pu (carga última)! (b) Ag = 0,76 * Pu! (c) !λ = lu (altura de la columna (cm)) * K -------------------------------------------0.3 * Lx (d) λ lim = 34 - 12 * M1 < 40 M2

-------> Si M1 = M2 = 0 se adopta λ lim = 22

(e) Si λ < λ lim :

- Si el λ supera al λ lim es columna esbelta - Si el λ esta por debajo de λ lim es columna corta 16. Cómo se obtiene !λ y / !λ x? !λx = lu (altura de la columna) * k -------------------------------------0.3 * Lx !λy = lu (altura de la columna) * k ------------------------------------0.3 * Ly

k=2

---> empotrado libre!

k=1

---> articulado - articulado!

k = 0,7 ---> empotrado - articulado! k = 0,5

---> empotrado - empotrado

17. Cómo se arma una columna en referencia al plano de flexión? Se le coloca a la columna la armadura perpendicular al plano de flexión. Por ejemplo, si el plano de flexión es "y", se coloca la armadura en plano perpendicular que sería "x".! 18. Realice un breve diagrama de flujo para describir el proceso de pre dimensionado y obtención de solicitaciones de una columna según el plano (x/y)

19. Qué es la carga crítica de pandeo? La carga crítica de pandeo es la carga máxima axial que puede soportar una columna sin producir pandeo. ! Cuando los esfuerzos internos del elemento estructural están al limite de ser inferiores a los esfuerzos elásticos del material es el momento de la carga crítica de pandeo.!

20. Qué es y cómo se calcula el momento mínimo constructivo? El momento mínimo constructivo es el valor mínimo que el reglamento aconseja utilizar para el cálculo de las armaduras. ! Se calcula: ! %

%

%

M2 min = Pu * (1.5 cm + 0.03 * h)!

h = es el lado de estudio de la columna (Lx / Ly)! 21. Con qué valor compara el momento mínimo constructivo en el proceso de dimensionado? El momento mínimo constructivo se compara con M2 que recibe la columna.! 22. En qué órdenes de valores debe encontrarse la separación de estribos de una columna? 12 * diámetro de la armadura longitudinal (cm)! SEPARACIÓN <

48 * diámetro de los estribos (cm)! dimensión del lado menor de la columna (cm)

23. En qué órdenes de valores debe encontrarse el diámetro de los estribos en una columna? Los diámetros de los estribos son a partir de los diámetros de las armaduras longitudinales!

24. Explicar fisicamente porque es necesario colocar estribos Se colocan estribos para absorbe o soportar los esfuerzos cortantes que actúan en un elemento producidos por las cargas. Los esfuerzos van de más a menos desde el centro del elemento a los apoyos / extremos. Los estribos le dan resistencia y seguridad a la estructura.! 25. Realizar el diagrama de flujo con la secuencia total del cálculo

26. Qué es un diagrama de interacción? El diagrama de interacción es aquel que se puede obtener la cuantía con la cual se dimensionara la armadura principal. Se selecciona el diagrama en función del tipo de hormigón (20 MPa/ ! 25 MPa/ 30 MPa) y un coeficiente que se calcula: ! Lx - 2 * (rec)! ⍴ = ---------------! Lx! 27. Con qué valores ingreso al diagrama y cómo los obtiene? Se ingresa con los valores:! • K : expresa la compresión! • R : expresa la flexión! K=

R=

Pu! --------! Lx * Ly! MC! -----------! (Lx)² * Ly!

28. Qué información da el diagrama de interacción? El diagrama de interacción o ábaco capturan el comportamiento del elemento estructural. Obtengo la cuantía.! 29. Para qué se utiliza la información que devuelve el diagrama de interacción (Ábaco)? La información se utiliza para calcular la armadura principal! 30. Definir rigidez de un elemento estructural lineal Es la capacidad de un elemento estructural de resistir cargas o esfuerzos sin producir deformaciones o rupturas.!

BASES 31. Qué es la capacidad portante de un estrato de suelo y en qué unidad se mide? La capacidad portante de un estrato de suelo es la presión o tensión máxima que el terreno puede soportar por cargas aplicadas sobre él. Cada suelo tiene una capacidad portante diferente. Se realizan estudios de suelos (sondeos) para determinar la capacidad portante del suelo antes de construir. Se mide en kg/cm2.! 32. Qué es la napa freática? Es una acumulación de agua subterránea que se aloja bajo la superficie de la tierra. La napa puede estar cerca al 0.00 del nivel del suelo o puede estar lejos (caso en la que puede estar a 60 metros). En el caso de que este cerca del nivel del suelo genera complicaciones al ejecutar una base porque cuando se comienza excavar el agua aparece y complica la obra.! 33. Describir el ensayo del S.P.T (standard penetration test)

El S.P.T proviene de las siglas "Stantard Penetration Test". Es decir, ensayo de penetración estándar. Se realiza para ensayar terrenos que requieren un reconocimiento geotécnico. El ensayo consiste en contar el número de golpes necesarios para hundir un saca muestras tubular de acero mediante una masa de 63,5 kg que cae de una altura de 76,2 cm. Una vez llegado a la cota de la perforación, se el limpia el fondo de perforación y se sigue con el ensayo de penetración. Por último, se hace otra maniobra de limpieza para seguir con el ensayo de sondeo. Aunque se recupera una muestra no el objetivo principal del ensayo.!

34. Qué es la resistencia a la penetración y qué relación guarda con la capacidad portante de un suelo?

La resistencia a la penetración son los esfuerzos de un determinado material ( por ejemplo: el suelo) que realizan una oposición a una fuerza ejercida sobre ella. La compatibilización de tensiones. La resistencia puede ser mayor o menor dependiendo de las características materiales o capacidad portante del suelo. Si el suelo necesita muchos golpes para penetrar quiere decir que es resistente. Es la relación entre la cantidad de golpes y la resistencia del suelo.

35. Qué es el límite líquido, el límite plástico y el índice de plasticidad?

Los límites se basan en un concepto de consistencia según la humedad en un suelo de grano fino. 4 estados: sólido, semi - sólido, plástico y líquido. A medida que se agrega agua el suelo va pasando de estados. • Límite líquido: cuando un suelo pasa de un estado plástico a líquido. • Limite plástico: cuando un suelo pasa de un estado semi - sólido a plástico • Limite de contracción: cuando un suelo pasa de un estado semi sólido a un estado sólido y se contraen las partículas por perder la humedad.

El índice de plasticidad es la diferencia numérica entre el limite líquido y plástico

36. Como se obtienen dichos índices?

Consiste en mezclar suelo y agua formando una muestra húmeda. Se coloca en un recipiente llamado "copa de casa grande" y se divide la misma en dos con un acanalador. Se cuentan la cantidad de golpes que se necesitan para que la ranura se cierre. Si la cantidad de golpes es exactamente 25 es que la mezcla llego al límite líquido.

37. Para que sirven estos índices?

Los índices sirven para poder caracterizar los comportamiento del suelo fino. Los ensayos se llevan acabo en el laboratorio y miden la capacidad de cohesión del terreno y la humedad.

38. Qué es el ángulo de fricción interna y la cohesión? • Ángulo de fricción interna: es un propiedad de los materiales granulares que tienen una interpretación física sencilla, al estar relacionados con el ángulo de reposo o máximo ángulo para la pendiente de un conjunto de material granular. El ángulo de reposo esta determinado por la fricción, cohesión y en la forma de las partículas del material granular.

• Cohesión: es la propiedad por la cual las partículas del terreno se mantienen unidas producido por fuerzas internas, que dependen del número de punto de contacto entre partículas. Cuanto más finas son las partículas mayor cohesión.

39. Qué significado tiene que se le asigne a ambos valores una letra "U" y que se le asigne "UU" ? Significa corto y largo plazo

40. NO 41. Qué es la densidad relativa y la consistencia? • Densidad relativa: es un índice que mide el nivel de compactación de un suelo. Se realiza en suelos arcillosos o en gravas con una granulometría de partículas mayores a 0.074 mm • Consistencia: es la firmeza con la que se unen los materiales del suelo o la resistencia del suelo a una deformación o ruptura. 42. Explicar el concepto de bulbo de presiones de una fundación El bulbo de presiones es el lugar geométrico de un espacio del terreno en cuyos puntos se producen incrementos de carga vertical por efecto de una aplicación de cargas . La presión de contacto de las cimentaciones es la presión en el terreno de apoyo producida por el peso de una cimentación y las fuerzas que actúan sobre ella. Estas fuerzas actúan de forma perpendicular sobre la superficie. Los esfuerzos que reciben el suelo van disminuyendo en profundidad. Las curvas unen los puntos del suelo de igual presión se adopta la forma de bulbo. Ejemplo: la bases producen un volumen de presiones a un sector del suelo. Si dos bases independientes se encuentran próximas, se superponen los bulbos de presión. Se genera una doble tensión. Se recurre a una solución de cambiar dos bases independientes por una combinada.

43. Qué es la fundación directa? • La fundación directa son aquellas que la superestructura trasmite las cargas al suelo de forma directa a través de la fundación. • Transmiten cargas solo por su plano inferior por es se las denomina también fundaciones superficiales. • Se realiza excavaciones de poca profundidad ( 0,80 m a 2m) en terrenos de gran resistencia Ejemplos: bases, plateas de fundación , paredes de ladrillo o bloques, columnas de hormigón o de acero. 44. Qué es la fundación indirecta? • Las fundaciones indirectas son aquellas que necesitan un elemento que funcione como nexo entre la superestructura y la fundación. • Según la profundidad a alcanzar se las denomina fundaciones semi profundas o profundas. • Se encuentran alejados de la superficie. En suelos que no son tan resistentes. Ejemplos: pilotes o pilotines 45. Qué es la resistencia por punta y la resistencia por fricción? Los pilotes se clasifican según la resistencia por punta y por fricción. Pilote de punta: reciben una carga en su extremo superior y la trasmite por punta sobre el estrato de suelo resistente. Son los más resistentes y seguros ya que se apoyan en terreno resistentes.

Pilote de fricción / flotantes: se utilizan donde el estrato del suelo más firme se encuentra en gran profundidad. En este caso los pilotes están sumergidos en estrato blando y no apoyan en ningún estrato firme. La carga se trasmite al suelo por efecto de rozamiento. La bases trabajan a fricción como los tabiques. La fuerza vertical parte se absorbe por fricción (Nf) y la otra por punta (Np): N = NP + NF

46. Explicar el proceso de predimensionado de una base cuadrada !

47. Explicar el proceso de cálculo de las solicitaciones actuantes en una base cuadrada

48. Explicar el proceso de verificación del hormigón en una base cuadrada

Los momentos nominales deben ser iguales si la base es cuadrada.! 49. Cómo determina la armadura y cómo la selecciona?

50. Qué es el efecto de punzando? Es un esfuerzo puntal sobre un plano de apoyo. Un soporte vertical (columna o pilar) al trasmitir esfuerzo axiales excesivamente concentrados sobre un elemento flexionado, produce fisura por tracción. Por ejemplo: una columna y una base en función del terreno! Cómo verifica la resistencia del punzando en una base cuadrada?

52. Explicar por qué es necesario sumar a la estructura de una base excéntrica, un tensor. Es necesario sumar un tensor para absorber el momento volcador. Este se produce ya que la carga que proviene de la columna no coincide con el baricentro de la base.!

53. Explicar el proceso de predimensionado de una base excéntrica

54. Explicar el proceso de cálculo de las solicitaciones actuantes en una base excéntrica

55. Explicar el proceso de verificación del hormigón en una base excéntrica

56. Cómo determina la armadura y cómo la selecciona?

57. Cómo obtiene el esfuerzo de tracción en el tensor?

58. Cómo realiza el dimensionado del tronco de la columna...