Curso de Cálculo de Estructuras de Hormigón con CYPECAD

Para la introducción de la obra se deberán seguir unos determinados pasos:

Después de ejecutar el programa CYPE. Arquitectura, Ingeniería y Construcción, nos encontramos ante la pantalla de CYPE, donde podemos seleccionar distintas aplicaciones. Pulsamos CYPECAD

Lo primero que debemos hacer al abrir CYPECAD será crear una nueva obra o abrir una existente. Para crear una nueva nos dirigimos en la barra de herramientas:

Archivo/nuevo.

Damos un nombre al fichero (lo que puede ser el nombre del proyecto, que será la clave y no tendrá más de 8 caracteres) y en "Nombre de la obra" pondremos una breve descripción.

Si pulsamos Examinar podemos elegir la ruta donde nos guardará el archivo, por defecto nos guarda todo en C:/CYPE Ingenieros\Proyectos\CYPECAD\

Cuando  pulsamos Aceptar nos aparece la siguiente pantalla; y seleccionamos la opción obra nueva (el resto lo veremos más tarde).

Nos aparece una pantalla donde tenemos que introducir los siguientes datos:

-Descripción: podemos añadir una breve descripción de la obra que vamos a realizar o modificar la descripción que le hemos dado con anterioridad.

Para seleccionar la normativa que vamos a emplear en el cálculo pulsamos el botón "Código Técnico de la Edificación" y nos aparece la siguiente pantalla:

Aquí podemos seleccionar entre distintas normativas de varios países, para distintos materiales y elementos. Seleccionamos la EHE-08 y el CTE que son las que se encuentran en vigor en la actualidad.

El hormigón en masa es un aglomerado de áridos. Constará como mínimo:

• árido fino (arena;art.28 EHE-08)

• uno o varios áridos gruesos (gravas;art.28 EHE-08)

• un aglomerante (que es la pasta formada por cemento: art.26 EHE-08)

• agua (art.27 EHE-08)

• aditivos (art.29 EHE-08)

El peso específico depende principalmente de los áridos empleados, de su granulometría y del método de compactación. Para los elementos de hormigón se tomarán las siguientes densidades:

Hormigón en masa: 2300 kg/m3 si fck ≤ 50 N/mm2
                          2400 kg/m3 si fck > 50 N/mm2
Hormigón armado y pretensado: 2500 kg/m3

Formando el conjunto, una vez endurecido, el material pétreo que conocemos. En ocasiones se añaden a la mezcla aditivos con el fin de conseguir determinadas propiedades. La resistencia de este material a compresión es elevada, mientras que la resistencia a tracción es reducida, considerándose nula a efectos de cálculo. Es por ello por lo que en las zonas de la sección sometida a tracciones se incluyen barras de acero, que son las encargadas de absorber dichas tracciones. Se obtiene de esta forma una sección de hormigón armado.

Las estructuras de hormigón vienen reguladas en España por la normativa EHE-08 Instrucción de Hormigón Estructural, es el marco reglamentario por el que se establecen las exigencias que deben cumplir las estructuras de hormigón para satisfacer los requisitos de seguridad estructural y seguridad en caso de incendio, además de la protección del medio ambiente, proporcionando procedimientos que permiten demostrar su cumplimiento con suficientes garantías técnicas.

Esta Instrucción es de aplicación a todas las estructuras y elementos de hormigón estructural, de edificación o de ingeniería civil, con las excepciones siguientes:

• los elementos estructurales mixtos de hormigón y acero estructural y, en general, las estructuras mixtas de hormigón estructural y otro material de distinta naturaleza con función resistente;

• las estructuras en las que la acción del pretensado se introduce mediante armaduras activas fuera del canto del elemento;

• las estructuras realizadas con hormigones especiales no considerados explícitamente en esta Instrucción, tales como los pesados, los refractarios y los compuestos con, serrines u otras sustancias análogas;

• las estructuras que hayan de estar expuestas normalmente a temperaturas superiores a 70ºC;

• las tuberías de hormigón empleadas para la distribución de cualquier tipo de fluido,

• las presas.

En general, las estructuras de hormigón presentan las siguientes ventajas:

• Facilidad de para adaptarse a formas diversas.

• Mayor continuidad y monolitismo.

• Estructuras más económicas.

• Poca corrosión.

• Buen comportamiento a fatiga.

• Masivo y rígido (buen comportamiento dinámico).

• Excelente comportamiento a fuego.

• Resistencia razonable a compresión.

Los inconvenientes:

• Mayores dimensiones de los elementos.

• Mayor peso de la estructura.

• Mayor lentitud en la ejecución de la obra.

• Mal resistencia a tracción (por lo que se le añade la armadura)

CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DEL HORMIGÓN

Resistencia característica del hormigón. La característica mecánica más importante del hormigón es la resistencia a compresión simple. Su determinación se realiza mediante ensayos de compresión normalizados. Realizados una serie de ensayos se obtiene la resistencia media del hormigón, fcm, como la media aritmética de las resistencias de cada una de las probetas. No obstante, para evitar tener que considerar la dispersión en los resultados, se trabaja con la resistencia característica, fck, que es el valor de resistencia para el cual la probabilidad de obtener valores mayores es del 95%. Establecida una cierta distribución estadística, puede obtenerse una relación entre fck y fcm.

La normativa española especifica una resistencia característica mínima para los hormigones en masa de 20 N/mm2, y para los hormigones armados o pretensados de 25 N/mm2, recogiendo la siguiente serie 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 70, 80, 90, 100 N/mm2.

Resistencia de cálculo del hormigón. Dividiendo la resistencia característica del hormigón por un coeficiente de seguridad, γc, se obtiene la resistencia de cálculo del hormigón: fcd=fck/γc. En el caso de piezas hormigonadas en vertical (como por ejemplo los pilares), la resistencia de cálculo se define como: fcd=0.9*fck/γc.

Aquí definimos los ensayos de control del hormigón durante la ejecución.

La instrucción define tres tipos de ensayos de control :

• INDIRECTO

• AL 100 POR 100

• ESTADÍSTICO

El control reducido y estadístico se han de establecer en el proyecto, por su implicación en los niveles de seguridad en la fase de cálculo de la estructura y no podrán ser cambiados en obra sin contar con autorización expresa y escrita del proyectista.

Control Indirecto

Es poco exigente, para obras de poca entidad.En este nivel el control se realiza por medición de la consistencia del hormigón, fabricado de acuerdo con dosificaciones tipo.

No se se realiza medición de resistencia mediante rotura de probetas. La resistencia de cálculo del hormigón se limita a 10 N/mm2

Para el control reducido solamente usaremos HA-25, porque en este nivel no puede superarse la resistencia de cálculo fcd= 10 N/mm2 y una resistencia mayor no podría aprovecharse.

El ambiente en el que está ubicado el elemento sea I ó II

Control 100 por 100 de la resistencia

Se da cuando se determina la resistencia de todas las amasadas mediante ensayos de rotura de probetas, fcm (se toma un valor medio). La resistencia característica así obtenida es a real del hormigón.

Para elementos de gran responsabilidad

Control estadístico

Se trata de un control intermedio. Se divide la obra en lotes para determinar la resistencia de una fracción de las amasadas colocadas. Es la más empleada.

Esta modalidad de control es la de aplicación general a todas las obras de hormigón estructural.

TIPIFICACIÓN DEL HORMIGÓN

En la tipificación del hormigón aparecen en primer lugar:

T - R / C / TM / A

• T: Dos letras mayúsculas que pueden ser:

1. HM : hormigón en  masa

2. HA : hormigón armado

3. HP : hormigón pretensado

• R: Seguidas de la resistencia característica en N/mm2: 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 70, 80, 90, 100.

• C: Una letra que indica la consistencia: S (seca), P (plástica), B (blanda), F (fluida)

• TM: El tamaño máximo de árido en mm

• A: Y el tipo de ambiente

La consistencia es la mayor o menor facilidad que tiene el hormigón fresco para deformarse. El factor más influyente en la consistencia del hormigón es la cantidad de agua de amasado. Existen muchos procedimientos para determinar la consistencia, entre ellos el más utilizado dada su simplicidad es el ensayo del cono de Abrams. Se trata de un cono tronco cónico de 30 cm de altura que se rellena del hormigón a ensayar, se compacta y seguidamente se desmolda, la disminución en la altura que experimenta el hormigón fresco define la consistencia.

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