DISEÑO MEZCLA PARA COLUMNA ESBELTA

LA ALBAILERA EN EL PER

TECNOLOGA DEL CONCRETO

TEMA: COLUMNAS ESBELTAS

CTEDRA: MONDRAGN CASTAEDA CARLOS ERNESTO

INTEGRANTES:BUSTILLOS PREZ KARENCHAVEZ BARTUREN DANIELESTELA VASQUEZ JOISERVALDERRAMA PURIZACA FRANK VILLAFUERTE MAYANGA CROSBY YESQUEN CORRALES FLOR ANDREAINTRODUCCINEl presente informe se basara en un estudio preliminar de un elemento estructural importante y principal de edificaciones en general ,en nuestro caso columna esbelta para el cual se le va a realizar un determinado diseo de mezcla de concreto TREMIE, de acuerdo a lo ya explicado en clase este trabajo que nuestro grupo tendr en cuenta debera haber sido ejecutado o estar en proyecto, ya que lo necesario son detalles que nos pueda dar un alcance de informacin similar a lo que se acontece en un plano real .OBJETIVOSOBJETIVO PRINCIPAL: Encontrar la dosificacin del CONCRETO TREMIE para el diseo de COLUMNA ESBELTA.

OBJETIVOS SECUNDARIOS: Brindar los datos bsicos para encaminar el diseo de mezcla.Desarrollar la columna esbelta de concreto armado bajo un escenario lo ms real posible.Encontrar el tamao mximo nominal del agregado grueso para nuestro elemento estructural en estudio; teniendo en cuenta sus dimensiones.Encontrar las propiedades de los agregados, cemento y dems materiales; as como agentes externos que intervendrn en el proceso constructivo de columna esbelta.Conocer los ensayos necesarios para la preparacin del diseo de mezcla del concreto.Lograr que el concreto obtenga las propiedades especficas requeridas para el tipo de obra que se realizar.

ANTECEDENTESUBICACIN DE LA OBRAPara realizar el siguiente informe se busc una obra que sirva de referencia en cuanto al diseo de una columna esbelta.Este lugar se encuentra ubicado en la carretera Panamericana Norte km 775, camino a Lambayeque, al costado de la agroindustria Fabrisan, el cual servir de almacn de las mquinas que forman parte del trabajo en los molinos Induamrica. Ser una estructura compuesta por cuatro columnas esbeltas, una plataforma y calaminas de techo, que servirn para la estancia de las mquinas y otros.

MOLINO MOLITANALMACEN DEL MOLINOCARRETERA PANAMERICANA Km 775

INFORMACIN DISPONIBLEDISEO DE MEZCLA:Es un proceso que consiste en escoger los materiales adecuados y calcular las proporciones de los mismos que formarn el concreto, con el fin de obtener un concreto econmico, que cumpla con cierto mnimo de propiedades, especialmente la resistencia, durabilidad y una consistencia requerida.Existen diferentes mtodos de Diseos de Mezcla; algunos pueden ser muy complejos como consecuencia a la existencia de mltiples variables de las que dependen los resultados de dichos mtodos, an as, se desconoce el mtodo que ofrezca resultados perfectos, sin embargo, existe la posibilidad de seleccionar alguno segn sea la ocasin.DISEO DE MEZCLASEn la seleccin de las proporciones de la mezcla de concreto, el diseador debe recordar que la composicin de la misma est determinada por:-Las propiedades que debe tener el concreto endurecido, las cuales son determinadas por el ingeniero estructural y se encuentran indicadas en los planos y/o especificaciones tcnicas.-Las propiedades del concreto al estado no endurecido, las cuales generalmente son establecidas por el ingeniero constructor o residente en funcin del tipo y caractersticas de la obra y de las tcnicas a ser empleadas en la colocacin del concreto.-El costo de la unidad cbica de concreto (m3)-La seleccin de los diferentes materiales que componen la mezcla de concreto y de la proporcin de cada uno de ellos debe ser siempre el resultado de un acuerdo razonable entre la economa y el cumplimiento de los requisitos que debe satisfacer el concreto al estado fresco y el endurecido.En conclusin, el diseo de mezclas viene a ser ms que nada la eleccin de proporciones adecuadas para preparar concreto teniendo en cuenta a la clase de estructura de la que va a formar parte, y las condiciones ambientales a lasque estar expuesto.DISEO DE MEZCLAS

COLUMNAS ESBELTAS:

Se consideran columnas esbeltas si las dimensiones de la seccin transversal son pequeas en comparacin con su longitud. Son aquellas columnas cuya capacidad de carga axial (resistencia) se reduce debido a los momentos de segundo orden causados por la desviacin lateral de la columna (pandeo). El Cdigo ACI considera a una columna esbelta cuando su capacidad de carga axial se reduce en ms del 5%.

En la prctica, la mayor parte de las columnas estn dentro de esta categora, sin embargo, por cuestiones de arquitectura y/o uso de materiales de alta resistencia, se pueden presentar columnas muy largas, con secciones transversales reducidas., es decir, columnas esbeltas es por ello necesarioel estudio de su comportamiento y soluciones.

SECCION DE UNA COLUMNA ESBELTA Dependen de dos aspectos:

Relacin de esbeltez Formula de Euler (solo se aplica a columnas esbeltas) .

La longitud efectiva depende del tipo de apoyo que tiene la columna en sus extremos, como se muestra en el siguiente cuadro:MEJORAMIENTO DE COLUMNAS ESBELTAS Reduciendo la teora de la esbeltez en columnas podemos simplificar los mecanismos complejos de segundo orden intervinientes en las formulaciones de la ecuacin y decir que la relacin de la esbeltez depende exclusivamente de la relacin de la altura de una columna con su seccin. Con ello queremos decir que le esbeltez es directamente proporcional a la altura de la columna e inversamente proporcional al lado de la seccin de la columna. Por ejemplo, si tenemos una columna cuadrada tendremos la misma esbeltez en ambos ejes baricentros de la seccin de la columna, en cambio si la seccin es rectangular tendremos una esbeltez menor para el lado mayor de la seccin y una esbeltez mayor para el lado menor de la seccin de la columna.

CONCRETO TREMIEEs un concreto fluido y altamente cohesivo, sin segregacin y de fcil colocacin. Los materiales y el producto final son controlados y ensayados de acuerdo con el Reglamento Nacional de Edificaciones y el cdigo ACI - 318, cumpliendo con las expectativas de falla y criterios de aceptacin establecidos por dichos documentos.

APORTES SOBRE EL DISEO DE COLUMNAS

PANDEO EN COLUMNAS ESBELTAS:

El concepto establece que un elemento fallar por pandeo bajo la carga crtica Pc= 2EI/(e)2, siendo EI la rigidez flexional de la seccin transversal del elemento y e la longitud efectiva, que es igual a ku. Para las columnas cortas "robustas," el valor de la carga de pandeo ser mayor que la resistencia al aplastamiento por compresin directa (correspondiente a la falla del material). En los elementos que son ms esbeltos (es decir, elementos para los cuales el valor de ku/r es ms elevado), la falla puede ocurrir por pandeo (falla de estabilidad), con la carga de pandeo disminuyendo a medida que aumenta la esbeltez (ver Figura A).

Fi A. LAS COLUMNAS CUADRADAS: tienen la ventaja de presentar el mismo momento de inercia en ambas direcciones, con lo que su resistencia, se puede decir es igual tanto para el eje xx como para el eje yy. Presentando las mismas proporciones en ambas caras y son fciles de modular en relacin con otros elementos de la construccin.

EL TIPO DE APOYO DE UNA COLUMNA: determina su longitud libre de pandeo, su esbeltez o su grado de restriccin de tal manera que al trabajar en voladizo, para efectos de diseo su altura se duplica. Este comportamiento provoca una reduccin en la capacidad de carga de la columna. Tradicionalmente se han clasificado las columnas segn su esbeltez, en largas y cortas.

LA CUANTA DE REFUERZO LONGITUDINAL : ()no ser menor que 0.01 ni mayor que 0.06. Cuando la cuanta exceda de 0.04 los planos debern incluir detalles constructivos de la armadura. PARAMETROS DE DISEORESISTENCIA DEL CONCRETO TREMIESe utilizara un concreto TREMIE de210f:'c420 kg/cm2RESISTENCIA A LA COMPRESIN PROMEDIO DEL CONCRETOEsta dado por la tabla de las norma E 060 de concreto armado.

RELACIN DE AGUA CEMENTO A/CSe trata de la relacin peso del agua al peso del cemento utilizado en una mezcla de hormign. Tiene una influencia importante en la calidad del hormign producido. La menor proporcin de agua-cemento conduce a la mayor resistencia y durabilidad, pero puede hacer la mezcla ms difcil de manejar y verter. Al disear y establecer mezclas aprobadas de concreto para nuestra obra, es controlar el contenido de agua, as como alcanza la resistencia del proyecto y la durabilidad del proyecto, el Contratista se ceir estrictamente a las limitaciones de las relaciones agua/cemento establecidas expresamente en las especificaciones.Relaciones a/c Altas, nivel de descarga del tremie demasiado alto: pueden ocasionar segregacin del concreto.

CONDICIONES DE USO Y MEDIO AMBIENTALESDE LA ESTRUCTURASUELO AGRESIVO: ACCION CORROSIVA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASATAQUE DE SULFATOSCuando hablamos del ataque de los sulfatos al concreto es necesario conocer las caractersticas del concreto resistente a los sulfatos, de modo que podamos dar los pasos apropiados para minimizar el deterioro del concreto que se expone a estos compuestos qumicos.Entre los sulfatos de origen natural se pueden mencionar algunos suelos orgnicos, suelos con turbas, algunos suelos arcillosos y aguas freticas de los mismos, que pueden producir sales sulfatadas.Los sulfatos en forma de sales ms agresivas son:SULFATO DE SODIO (NASO4)Tambin puede reaccionar con el hidrato clcico producindose yeso (Ca SO4. 2H2O) que tiene un volumen algo ms que el doble de los slidos iniciales.SULFATO DE CALCIO (CASO4)Esta sal tiene la forma de cristales que crecen lenta y progresivamente, actuando en el interior de la masa a modo de cuas y desarrollando por tanto esfuerzos que tienen a dislocar el concreto.SULFATO DE MAGNESIO (MGSO4)El ataque del sulfato de magntico es potencialmente ms extenso que el sulfato de sodio.El Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) establece 4 niveles agresivos para los concretos expuestos a la reaccin de sulfatos, que pueden encontrarse como sulfatos solubles en el suelo o en el agua, segn se expresa en la siguiente Tabla.

En conclusin segn la tabla la exposicin de sulfatos en nuestro proyecto es severa, el cual trabajaremos con el cemento tipo V. ATAQUE DE CLORUROS

En el concreto armado se retarda o impide la corrosin del acero, cuando el revestimiento es impermeable y de espesor suficiente, factores que debilitan la penetracin de agentes externos. En el interior del concreto la barras de refuerzo estn protegidas por una capa microscpica de xido, que se forma sobre la superficie e impide la disolucin del acero, imposibilitando el proceso corrosivo. Esta pelcula, denominada capa pasiva, se genera por la alcalinidad del concreto, que alcanza valores de pH superiores a 12,5. La proteccin contra la corrosin se pierde si el valor del pH es 9 menos. EROSION Y ABRASION

Al encontrarse la edificacin en Lambayeque estar sometido a la constante erosin producida por los vientos que arrastran arena son slice. El concreto deber presentar una resistencia a la abrasin y en su efecto deber tener una baja permeabilidad, con un buen recubrimiento mnimo necesario para una buena proteccin del refuerzo. ATAQUE FISICO Y MECANICO

DURABILIDAD Y ACCIN FISICA

Dado que el concreto es un slido heterogneo, su permeabilidad a los diversos agentes qumicos est regida tanto por las propiedades estructurales de los componentes empleados, como por las tcnicas de preparacin. Esta importante propiedad no es una simple funcin de la porosidad, sino que depende del tamao, distribucin y continuidad de los poros o capilares en el concreto. La permeabilidad es funcin de la relacin agua/cemento, de las condiciones de fraguado, dureza del concreto, tipo de agregados, mezclado, etc. Es entonces muy importante el factor de permeabilidad de la cubierta de concreto entre acero/medio corrosivo, regulado por el espesor mnimo. El parmetro espesor mnimo es funcin de la permeabilidad, pudiendo ocurrir que el espesor de un concreto poco permeable proteja completamente de la corrosin ms que otro de baja con un espesor cuatro veces mayor.

ANLISIS DEL PROBLEMADURABILIDAD Y ACCIN MECNICA

La durabilidad de la construccin depende de la frecuencia con que aparecen los esfuerzos y de su amplitud, y tambin del concreto mismo. En especial, las armaduras retrasan mucho los daos creados, llamados daos por fatiga. El proceso de deterioro, las microgrietas se desarrollan en ciertas regiones, especialmente por prdida de cohesin entre la pasta de cemento y los dems componentes. Se producen entonces gritas perpendiculares al mayor esfuerzo principal de traccin. Estas grietas se desarrollan a medida que aumenta el nmero de solicitaciones y son moderadas por las armaduras que vuelven a admitir los esfuerzos por adherencia. La aparicin de grietas permite la penetracin del agua fretica, creando la condicin propicia para la corrosin. ATAQUE QUIMICO

Los agentes principales de ataque qumico son los sulfatos contenidos en las aguas subterrneas y los deshechos-orgnicos, minerales, qumicos que muchas veces contaminan el agua. Los sulfatos reaccionan con los hidrxidos de calcio(cal hidratada) liberados en el proceso de hidratacin del cemento y forman sulfatos de calcio (yeso). Este a su vez reaccin con los aluminatos hidratado de calcio(etringita). Estas dos reacciones forman productos slidos de mayor volumen que el original y son causantes de las expansiones y rupturas del concreto.

La Produce corrosin del acero en el concreto se debe a los siguientes agentes promotores:

Insuficiente espesor del recubrimiento de concreto. Excesiva permeabilidad en el concreto. Presencia de sales en el concreto(cloruro de calcio como acelerante del fraguado, arenas no lavadas, agua con cloruro). CONCLUSIONESTamao Mximo del Agregado: El tamao mximo del agregado deber ser lo ms econmicamente disponible y compatible con las dimensiones de la estructura. Las caractersticas geomtricas y condiciones de refuerzo de la estructura son las que limitan el tamao mximo del agregado. El tamao mximo del agregado no debe exceder las siguientes caractersticas:

1/5 de la menor dimensin entre caras de encofrados

3/4 del espacio libre mnimo entre barras o alambres individuales del refuerzo La quinta parte de la menor separacin entre los lados del encofrado. Los tres cuartas partes del espaciamiento mnimo libre entre las barras o alambres, tendones individuales, paquetes de tendones o ductos. Para la utilizacin del agregado en concreto tremie se recomienda evitar el agregado en forma alargada, siendo preferible un agregado redondeado. Recubrimiento = 10 cm El tamao mximo del agregado seria de /" , pero como vamos a trabajar con un concreto TREMIE el concreto debe ser fluidos y se debe asentar por gravedad por lo tanto trabajaremos con agregado de Tamao Mximo Nominal de 1.PLAN DEACTUACIN

CEMENTO: Debido a que nuestro proyecto se desarrollara bajo el nivel fretico, se ver afectado por sulfatos, para ello es necesario un tipo de cemento que pueda resistir a estas condiciones desfavorables, es por ello que se ha elegido usar un CEMENTO PORTLAND TIPO V. CEMENTO PORTLAND TIPO V

El cemento portland Tipo V es un cemento de alta resistencia a los sulfatos, ideal para obras que estn expuestas al dao por sulfatos. Este cemento se fabrica mediante la molienda conjunta de clnker Tipo V (con bajo contenido de aluminato triclcico