Acciones externas que afectan a la estructura

Clasificación de acciones 
Las acciones a considerar en el proyecto de una estructura o elemento estructural 
se pueden clasificar según los criterios siguientes: 
 Clasificación por su naturaleza. 
 Clasificación por su variación en el tiempo. 
 Clasificación por su variación en el espacio.


Clasificación de las acciones por su naturaleza
Las acciones se pueden clasificar según su naturaleza en los siguientes grupos: 
Acciones directas. Son aquellas que se aplican directamente sobre la estructura. En 
este grupo se incluyen el peso propio de la estructura, las restantes cargas permanentes, 
las sobrecargas de uso, etc. 
Acciones indirectas. Son aquellas deformaciones o aceleraciones impuestas 
capaces de dar lugar a esfuerzos. En este grupo se incluyen los efectos debidos a la 
temperatura, asientos de la cimentación, desplazamientos impuestos, acciones sísmicas, 
etc. 

Clasificación de las acciones por su variación en el tiempo 
Las acciones se pueden clasificar por su variación en el tiempo en los siguientes 
grupos: 
Acciones Permanentes (G). Son aquellas que actúan en todo momento y son 
constantes en magnitud y posición. Dentro de este grupo se engloban el peso propio de 
la estructura, de solados y pavimentos, de accesorios e  instalaciones fijas, etc.
Acciones Permanentes de Valor no Constante (G). Son aquellas que actúan en 
todo momento pero cuya magnitud no es constante y varía de forma monótona, como por 
ejemplo, movimientos diferidos de la cimentación.
Acciones Variables (Q). Son aquellas cuyo valor varía frecuentemente a lo largo del 
tiempo, de forma no monótona. Dentro de este grupo se incluyen sobrecargas de uso, 
acciones climáticas, acciones debidas al proceso constructivo, etc. 
A su vez se dividen en:

	Cargas variables de explotación o de uso, que son las propias del servicio que la estructura debe rendir.
	Cargas variables climáticas, que comprenden las acciones del viento y nieve.
	Cargas variables del terreno, debidas al peso del terreno y a sus empujes; y
	Cargas variables debidas al proceso constructivo.

Acciones Accidentales (A). Son aquellas cuya probabilidad de actuación a lo largo 
de la vida útil de la estructura es pequeña pero tienen una magnitud importante. En este 
grupo se incluyen las acciones debidas a impactos, explosiones, etc. Los efectos 
sísmicos pueden considerarse de este tipo.

Modulo de elasticidad del acero

Tabla de Modulos de Elasticidad

Material

Valor Modulo de Elasticidad aproximado (Kg/cm2)

Acero

E = 2100000

Modulo de elasticidad del concreto

El concreto no es un material eminentemente elástico, esto se puede observar fácilmente si se somete a un espécimen a esfuerzos de compresión crecientes hasta llevarlo a la falla, si para cada nivel de esfuerzo se registra la deformación unitaria del material, se podría dibujar la curva que relaciona estos parámetros

De acuerdo a la norma ASTM C-469, el módulo de elasticidad (Ec) se obtiene calculando la pendiente del segmento de recta que pasa por los puntos A y B, para lo cual es necesario obtener del trazo de la curva (o en el transcurso de la prueba) la ordenada correspondiente a las 50 microdeformaciones y la abscisa correspondiente al esfuerzo 0.40f’c. De la figura se observa también que la deformación que corresponde a la resistencia del concreto es 0.002 cm/cm, que corresponde a 2,000 microdeformaciones. Aún después de que el concreto alcanza su resistencia máxima, y si la carga se sostiene (el esfuerzo disminuye) hasta lograr la falla total (el concreto truena), se puede medir la deformación última que soporta el material, ésta deformación es de 0.035 cm/cm.

Tabla de Modulos de Elasticidad

Material

Valor Modulo de Elasticidad aproximado (Kg/cm2)

Concreto (Hormigon) de Resistencia:	E =
110 Kg/cm2.	215000
130 Kg/cm2.	240000
170 Kg/cm2.	275000
210 Kg/cm2.	300000
300 Kg/cm2.	340000
380 Kg/cm2.	370000
470 Kg/cm2.	390000

Losa reticualada

Este tipo de losa se conoce así, puesto que en ella se forman "retículas", o huecos, las cuales tienen la función de "aligerar", de disminuir el peso de una losa y por consiguiente, reducir la cantidad de concreto a utilizar en dicha losa (con ello se reduce el costo de la misma).

Dichos huecos se logran mediante la colocación de casetones de fibra de vidrio.
También se les llaman "losas aligeradas". Este tipo de losas se utilizan principalmente en lugares donde se requiera salvar grandes "claros" (es decir: lugares donde queremos tener un gran espacio y pocos apoyos como columnas).
Este tipo de losa al voltear al techo, se observan grandes "huecos", de forma cuadrada, característicos de éste sistema.
Estas losas, generalmente son calculadas para soportar grandes cargas, y no por ser "reticular" tiene menos resistencia, al contrario, pueden haber losas de este tipo muy resistentes.
Un punto más a considerar para decidirse por este tipo de losas, (aparte del ya mencionado ahorro de concreto, y por ende de dinero), es su ligereza, lo que permite construir edificios muy altos, con poco peso de losas.

Momento cortante y de torcion

Que es momento?

Se denomina momento de una fuerza (respecto a un punto dado) a una magnitud vectorial, obtenida como producto vectorial del vector de posición del punto de aplicación de la fuerza con respecto al punto al cual se toma el momento por la fuerza, en ese orden. También se le denomina momento dinámico o sencillamente momento.

MOMENTO CORTANTE

Fuerza Cortante (V)

• Es la suma algebraica de todas las fuerzas externas perpendiculares al eje de la viga (o elemento estructural) que actúan a un lado de la sección considerada.

• La fuerza cortante es positiva cuando la parte situada a la izquierda de la sección tiende a subir con respecto a la parte derecha.

MOMENTO TORSION

El momento de torsión se define como la tendencia a producir un cambio en el movimiento rotacional. En algunas ocasiones también se le llama momento de fuerza.
El movimiento rotacional se ve afectado tanto por la magnitud de una fuerza como por su brazo de palanca, por lo tanto definiremos el momento de torsión como el producto de una fuerza por su brazo de palanca.

Momento de torsión = Fuerza × brazo de palanca = Fr

Varillas

Las varillas se utilizan como refuerzo de concreto; son barras de acero generalmente de sección circular con diámetro superior a los 5 milímetros, aunque por lo común sus diámetros se especifican en fracciones de pulgada.

La superficie de estos cilindros está provista de rebordes (corrugaciones) que mejoran la adherencia a los materiales aglomerantes e inhiben el movimiento relativo longitudinal entre la varilla y el concreto que la rodea, y de hecho el papel de las varillas no es sólo reforzar la estructura del concreto armado, sino absorber los esfuerzos de tracción y torsión.

Se fabrican varillas de sección redonda, que pueden ser lisas o estradas, y también de sección cuadrada, más empleadas en herrería. En México, la varilla está regida con la norma oficial mexicana NMX-C-407. Especificaciones técnicas No. varilla Diámetro nominal en mm. Diametro nominal en in. Perímetro mm. Area cm2 Peso kg/m Varillas 12m por tonelada 2 6.4 1/4” 20.10 0.32 0.251 - 2.5 7.9 5/16” 24.80 0.49 0.384 217 3 9.5 3/8” 29.80 0.71 0.557 150 4 12.7 1/2” 39.90 1.27 0.996 84 5 15.9 5/8” 50.00 1.99 1.560 53 6 19.1 3/4” 60.00 2.87 2.250 37 8 25.4 1” 79.80 5.07 3.975 21

Elavoracion de concreto en Planta y en obra

EN PLANTA

El concreto es uno de los materiales de construcción más versátil y popular utilizado en la construcción de puentes, represas, canales, muelles, y edificios, sin mencionar aceras, calles y carreteras. Los materiales usados para hacer concreto (agua, arena, grava, y cemento) son relativamente baratos, y fáciles de obtener. Las proporciones correctas de estos materiales necesarios para producir concreto de buena textura y resistencia no son, sin embargo, obtenidos fácilmente debido a que este varía considerablemente de acuerdo al tipo de estructura. En consecuencia, las computadoras se han convertido en equipos estándares en estas plantas modernas de concreto. Estas computadoras no sólo proporcionan cálculos exactos, indicando la cantidad exacta de cada componente, sino que también controlan la maquinaria automática que hace la mezcla asegurando una alta calidad y consistencia del producto.

La elección entre el concreto premezclado en planta y el elaborado in situ se basa en las circunstancias particulares de la obra en cuestión, en los aspectos técnicos y en los costos beneficios asociados con cada uno de ellos. A continuación se presenta una lista de pautas para justificar su elección y obtener una notable economía final con el concreto premezclado. Atendiendo a que ciertos elementos estructurales de una obra, como vigas, castillos y pisos, etc., que ocupan volúmenes pequeños, es común que muchas veces, y a solicitud del director de obra se requieran fabricar in situ. Pero cuando se necesite un concreto homogéneo de calidad controlada que cuente con el respaldo de la asistencia técnica del proveedor especializado, se deberá recurrir al concreto premezclado.

Diagrama de Flujo de la elaboracion del concreto en planta

Ventajas del concreto premezclado
a) Considerables avances en la tecnología y el equipamiento.
b) Adecuado control de calidad sobre
el concreto suministrado.
c) Provisión de materiales componentes con pesadas controladas y precisas.
d) Posibilidad de suministro las 24 horas.
e) No se requiere espacio de almacenamiento para los agregados y el cemento en la obra.
f) Eliminación de desperdicios o fugas de materiales.
g) Menor control administrativo por el volumen y dispersión de compras de agregados y cemento.
h) Mayor limpieza en la obra, evitando multas por invadir frecuentemente la vía pública con los materiales.
i) Asesoramiento técnico especializado sobre cualquier aspecto relacionado con el uso o característica del concreto.
j) La máxima experiencia trasladada al producto y puesta al alcance del usuario.
k) Conocimiento real del costo del concreto.
I) Mayores velocidades de colado y por consecuencia un avance en la terminación de la obra.
m) Reducción de colados suspendidos, ya que el productor normalmente cuenta con más de una planta premezcladora.
n) Disponibilidad de bombas de concreto para concreto bombeado.

Dosificación por volumen
Si se mezclan con pala o con revolvedora uno o dos sacos de cemento, agregados pétreos, arena y algunas cubetas con agua, se obtiene concreto. A este material preparado en obra solamente se le puede exigir una resistencia acorde a estructuras de menor importancia con resistencias a la compresión bajas. Pero si hablamos de estructuras complejas y con requerimientos especiales debemos de alguna manera apuntar a un eficiente control de la calidad, resistencia y durabilidad. Muchas veces se cree que un determinado consumo de cemento por metro cúbico de concreto asegure una resistencia a la compresión especificada en el proyecto. Pero esto, generalmente, trae aparejado un elevado contenido de cemento en detrimento de la seguridad que proporciona un buen estudio y control de la dosificación más adecuada para ese concreto que permite, seguramente, optimizar su costo.

Dosificación por peso
La dosificación del concreto premezclado se realiza siempre por peso en las plantas premezcladoras. El operador de la planta recibe del personal del laboratorio las dosificaciones finales con las que debe trabajar, cuyos contenidos están dentro de los límites establecidos por las normas en vigencia, determinando la humedad de los materiales y garantizando de esta manera una proporción adecuada de agregado grueso y fino, lo que redundará en un concreto más homogéneo, cohesivo en estado plástico y más durable en estado endurecido. Las balanzas de reloj y las celdas de carga que se emplean como sistema de pesaje de las plantas dosificadoras se revisan y calibran periódicamente, quedando siempre una constancia de dicho procedimiento. Las cantidades utilizadas en cada entrega quedan registradas en el parte de carga emitido por el sistema de automatización, con el objetivo de revisar que realmente se emplearon las cantidades indicadas en las dosificaciones y llevar adelante el control de stock de los inventarios.
Uno de los aspectos más destacables en la producción de concreto premezclado es el elemento humano. Las empresas premezcladoras ponen especial atención en la capacitación y experiencia del personal encargado de manejar la planta, teniendo éste por lo general muchos años de experiencia en el medio. Es así que el encargado conoce a simple vista la trabajabilidad y cohesión del concreto que está produciendo, y junto con el responsable del laboratorio de la planta realizan los ajustes adecuados, si son necesarios, para no alterar el contenido de cemento y producir un concreto de calidad. El control de calidad sobre el producto terminado se realiza de manera rigurosa mediante muestreos en la planta premezcladora o en la obra misma, determinando primero el revenimiento, la trabajabilidad, la cohesión y la elaboración continua de cilindros de ensaye para determinar la resistencia a la compresión del concreto. Con los resultados obtenidos de estas determinaciones se realiza un registro estadístico para verificar la uniformidad y el cumplimiento de las normas en vigencia de concreto premezclado (Normas NMX o ASTM).

Desventajas de la elaboracion de concreto en obra

a) Reducción de la durabilidad.

b) Agrietamientos.

c) Variaciones de la resistencia a la compresión o flexión.

d) Segregación de los materiales componentes.

e) Falta de continuidad en el elemento estructural.

f) Importantes contracciones.

g) Aumento en la permeabilidad.

h) Aumento en el sangrado.

i) Riesgo en la estabilidad de la estructura.

j) Reducción de la capacidad de adherencia con el acero de refuerzo.

k) Reducción o variación del módulo de elasticidad.