Hormigón armado ventajas y desventajas

1

Nombre y explique al menos 5 tipos de hormigón, sus carácterísticas y aplicaciones (4ptos)

Hormigón Armado: Es el hormigón que en su interior tiene armaduras de acero, debidamente calculadas y situadas. Este hormigón es apto para resistir esfuerzos de compresión y tracción. Los esfuerzos de tracción los resisten las armaduras de acero. Es el hormigón más habitual.

Hormigón Pretensado: Es el hormigón que tiene en su interior una armadura de acero especial sometida a tracción. Puede ser pre-tensado si la armadura se ha tensado antes de colocar el hormigón fresco o post-tensado si la armadura se tensa cuando el hormigón ha adquirido su resistencia.

Mortero: Es una mezcla de cemento, agua y arena (árido fino), es decir, un hormigón normal sin árido grueso.

Hormigón Ciclópeo: Es el hormigón que tiene embebidos en su interior grandes piedras de dimensión no inferior a 30 cm.

Hormigón sin finos: Es aquel que solo tiene árido grueso, es decir, no tiene arena (árido menor de 5 mm).

2

En el caso del hormigón armado explique las carácterísticas que debe poseer el acero para obtener una buena armadura, explique cual es el acero mas recomendable para el Hormigón armado (siglas) y porque es el mas recomendado  (4ptos.)

El acero debe ser de alta resistencia y de adherencia mejorada. Como el acero trabaja la tracción debe ubicarse en las zonas traccionadas. Las armaduras deben ser de diámetro y calidad especificados por normas. Las amarras deben ser firmes para evitar el desplazamiento de las armaduras al hormigonar.  Se recomienda ocupar armadura de acero A44-28H, (A= acero, H= hormigón, indica sus puntos de ruptura y fluencia de 4400kg y 2800cm2). Las otras calidades solo deben emplearse bajo dirección de un profesional.

3

Dibuje y explique 2 tipos de uniones (pilar-viga, pilar-fundaciones) con sus detalles, tipos de hormigón hormigones in situ y prefabricados, ubicación de enfierraduras y secuencia de montaje (5ptos.)

Pilar-Viga

Pilar-Fundación

4

A) mencione y explique las propiedades, ventajas y desventajas térmicas del hormigón

b) indique explique y desarrolle alguna aplicación constructiva en relación a las cualidades térmicas del hormigón. (5ptos.)

a) El valor protector del concreto a elevadas temperaturas, se debe a su resistencia al fuego, en conjunción con su conductividad relativamente baja y su alta resistencia. Las propiedades térmicas del concreto endurecido son: conductividad térmica, calor específico, difusividad térmica, coeficiente de expansión térmica y aumento diabático de la temperatura.

La conductividad térmica es la razón a la que pasa el calor a través de un material de área y espesor unitarios, en donde se tiene un cambio unitario en la temperatura entre las dos caras del material. La composición numerologica del aditivo tiene un efecto grande sobre la conductividad. El basalto y la traquita tiene conductividades bajas, el cuarzo tiene una alta conductividad y la dolmita y la piedra Caliza tiene una conductividad relativamente baja. Los agregados ligeros tienen conductividades aproximadamente proporcionales a sus densidades. El contenido del aire del concreto tiene un efecto pronunciado en la reducción de la conductividad térmica. Se ha demostrado que la conductividad térmica para el concreto de arena y grava y de agregado ligero se incrementa al aumentar el contenido de humedad del concreto endurecido.

La eliminación de condensación sobre los muros y pisos, o dentro de ellos, puede ser tan importante como la reducción de la perdida de calor a través de ellos. Se puede evita la condensación de humedad sobre la superficie inferior de un muro exterior de un edificio si el coeficiente total de transmisión es suficientemente bajo como para mantener esa superficie interior a una temperatura mayor que la del punto de roció. Se puede evitar la condensación sobre un muro si se mantiene la temperatura de la superficie interior arriba de la temperatura del punto de roció. Si se reduce la humedad relativa del aire en el interior del cuarto si se incrementa la circulación de aire que pasa sobre la superficie interior. Adema para reducir la posibilidad de condensación o humedad dentro del muro, debe colocarse barreras de vapor tan cerca como se pueda del lado caliente del muro.

El calor específico se define como la cantidad requerida para cambiar la temperatura de 1b de material en 1°f. El calor especifico del concreto endurecido suele variar entre 0,20 y 0,28 Btu/ 1b/ °f.

La difusividad térmica es una medida de la razón en la que se llevara a efecto los cambios en la temperatura dentro de una masa de concreto endurecido. Su valor varía entre 0,020 y 0,060ft2h.

b) Tomando en cuenta sus cualidades térmicas el hormigón sus cualidades constructivas deben tener un aditivo o agregados ligeros y con una baja conductividad como el basalto, la traquita, la dolmita y la piedra Caliza. Para evitar la condensación de humedad sobre la superficie inferior de un muro exterior de un edificio si el coeficiente total de transmisión es suficientemente bajo como para mantener esa superficie interior a una temperatura mayor que la del punto de roció. Si se reduce la humedad relativa del aire en el interior del cuarto si se incrementa la circulación de aire que pasa sobre la superficie interior. Para reducir la posibilidad de condensación o humedad dentro del muro, debe colocarse barreras de vapor tan cerca como se pueda del lado caliente del muro.

5

Explique los conceptos de hormigón pre-tensado y post-tensado, desarrolle el proceso, sus carácterísticas, sus ventajas y aplicaciones. (7ptos)

Hormigón Pos-tensado: A diferencia del hormigón armado ordinario, las armaduras no están directamente en contacto con el hormigón en el momento del hormigonado, ya que de lo contrario le transmitirían la tensión de tracción por adherencia entre la armadura y el hormigón. Es por ello que las armaduras se colocan dentro de vainas de plástico o metal. Estas vainas se posicionan dentro del encofrado (el molde) formando una línea curva definida en la fase de diseño, en función de la forma de la pieza y de las cargas a las que estará sometida.

Una vez que se les ha aplicado la tensión de trabajo a las armaduras, se anclan a la estructura mediante piezas especiales en sus dos extremos. Finalmente, caben dos opciones: en el sistema "adherente", se rellena el interior de las vainas con mortero de alta resistencia a presión, de manera que la armadura queda adherida al hormigón formando una sección monolítica. A su vez, el mortero asegura la protección del acero frente a la corrosión. En el sistema "no adherente", las vainas no se rellenan, por lo que el único contacto entre el tendón y el hormigón se produce a través del cabezal de anclaje.

El hormigón pos-tesado suele requerir además cierta cantidad de armaduras pasivas (sin tensión aplicada).

El empleo de hormigón pos-tesado suele reducirse a estructuras sometidas a grandes cargas y con grandes separaciones entre apoyos, en las cuales la reducción del coste de los materiales compensa el aumento de la complejidad de ejecución.

La técnica del pos-tesado se utiliza generalmente in situ, es decir, en el mismo emplazamiento de la obra.

El uso de hormigón pos-tesado permite reducir el canto de los elementos de hormigón, ya que por un lado aumenta su capacidad resistente, y por otro reduce las deformaciones.

Conlleva un uso más eficiente de los materiales, por lo que permite reducir el peso total de la estructura.

Disminuye la fisuración del hormigón, aumentando su vida útil.

Hormigón Pre-tensado: El hormigón se vierte alrededor de tendones tensados. Este método produce un buen vínculo entre el tendón y el hormigón, el cual protege al tendón de la oxidación, y permite la transferencia directa de tensión. El hormigón o concreto fraguado se adhiere a las barras, y cuando la tensión se libera, es transferida hacia el hormigón en forma de compresión por medio de la fricción. Sin embargo, se requieren fuertes puntos de anclaje exteriores entre los que el tendón se estira y los tendones están generalmente en una línea recta. Por lo tanto, la mayoría de elementos pre-tesados de esta forma son prefabricados en taller y deben ser transportados al lugar de construcción, lo que limita su tamaño. Elementos pre-tesados pueden ser elementos balcón, dinteles, losas de piso, vigas de fundación o pilotes.

La resistencia a la tracción del hormigón convencional es muy inferior a su resistencia a la compresión, del orden de 10 veces menor. Teniendo esto presente, es fácil notar que si deseamos emplear el hormigón en elementos, que bajo cargas de servicio, deban resistir tracciones, es necesario encontrar una forma de suplir esta falta de resistencia a la tracción.

Normalmente la escasa resistencia a la tracción se suple colocando acero de refuerzo en las zonas de los elementos estructurales donde pueden aparecer tracciones. Esto es lo que se conoce como hormigón armado convencional. Esta forma de proporcionar resistencia a la tracción puede garantizar una resistencia adecuada al elemento, pero presenta el inconveniente de no impedir el agrietamiento del hormigón para ciertos niveles de carga.

El hormigón pretensado es el material predominante en puentes de vigas, en puentes construidos "in situ" de largos tramos entre pilas, o construidos por métodos especiales como voladizos, empuje, etc. También es muy empleado en pisos de rascacielos, en cámaras de reactores nucleares, así como en los pilares y núcleos resistentes de edificios preparados para resistir un alto grado de terremoto3 y protección contra explosiones.4

Una ventaja del hormigón pretensado es el menor coste de construcción gracias al empleo de elementos más ligeros, como losas delgadas - especialmente importante en los edificios altos en los que el ahorro de peso del piso puede traducirse en plantas adicionales para el mismo y menos coste. El aumento de las longitudes aumenta el espacio utilizable en los edificios; disminuyendo el número de juntas, lo que conduce a la disminución de los costes de mantenimiento durante la vida de diseño de un edificio, ya que dichas juntas son el principal escenario de debilidad en los edificios de hormigón.

6

Dibuje y explique los diversos tipos de losas de hormigón según sus apoyos; desarrolle sus carácterísticas, ventajas y desventajas. (7ptos.)

Losas sostenidas sobre vigas: se sustentan en vigas compactas, o vigas de otros materiales integrados a la losa.

Losas sostenidas sobre muros: se sustentan en muros de hormigón, de mampostería, o de otro material.

Losas planas: pueden sostenerse directamente sobre los pilares. Son rígidas y para mejorar su resistencia al punzonamiento, es aconsejable incluir ábacos en los capiteles.

Losas planas con vigas embebidas: son muy resistentes a los sismos, pues están incorporadas con vigas banda (embebidas), lo cual mejora su comportamiento frente a sismos.

Losas bidireccionales: cuando la losa y el apoyo, determinan que los esfuerzos sean en direcciones ortogonales comparables. Originándose esfuerzos y deformaciones en ambas direcciones. Tienen muros portantes en los cuatro lados. La relación entre el lado mayor y el menor es de 1,5, o menor. Se usan placas reforzadas en dos direcciones.

Losas unidireccionales: cuando los esfuerzos en una dirección, predominan sobre los de la dirección ortogonal. La carga se transmite en una dirección hacia los muros portantes. En general son rectangulares, con una relación entre lados de 1,5. Se comportan como vigas anchas.

Losa maciza: es aquella en que el hormigón ocupa todo el espesor de la losa.

Losa aligerada: cuando parte del volumen de la losa está ocupado por otros materiales más livianos, o espacios vacíos.

7

Explique y desarrolle 4 motivos por los que convendría considerar la prefabricación en un proyecto. (9ptos)

Calidad del Material: El empleo de maquinarias de producción permite una buena calidad probada y constante de los materiales que son determinados, dosificados y controlados. Dichos procedimientos dan como resultado materiales de mayor resistencia ajustando los métodos constructivos.

Las piezas prefabricadas poseen precisión geométrica garantizando el encaje con exactitud.

Reducción en los Plazos de Ejecución: Esta tecnología permite disminuir los plazos de ejecución ya que se eliminan los tiempos en blanco entre las distintas tareas de obra. Todos los trabajos responden a una metodología de trabajo elaborada en orden concatenado.

Agilización del ritmo de obra por la producción de elementos en serie.

Economía: Estas construcciones permiten mejorar los tiempos de obra con una reducción de gastos fijos; control eficiente de relación horas/hombre.

8

Describa en que consiste el hormigón celular, sus ventajas y cuales son sus aplicaciones constructivas (dibuje) (7ptos.)

El sistema constructivo hebel se basa en bloques de hormigón celular para la construcción de albañilerías estructurales armadas y confinadas, que superan los requerimientos de la normativa térmica con una solución simple y sin materiales complementarios para todo el país.

Elaborado de hormigón celular, material ecológico, que se obtiene de la mezcla dosificada de arena de sílice, cemento y cal, a la que se le agrega agua y un agente expansor en base a aluminio, el que reacciona creando millones de micro-esferas de aire distribuidas en la mezcla, lo que determina su estructura molecular. Esta mezcla, se fragua en un horno autoclave para obtener un bloque macizo, resistente, de color blanco y de dimensiones volumétricas precisas.

Las micro-esferas cerradas no interconectadas mantienen aire estanco en su espacio interior, conformando una masa liviana de gran capacidad de aislamiento térmico.

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Dibuje y explique 2 tipos de uniones (pilar-viga, pilar-fundaciones) con sus detalles, tipos de hormigón hormigones in situ y prefabricados, ubicación de enfierraduras y secuencia de montaje (5ptos.)

Pilar-Viga

Pilar-Fundación

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A) mencione y explique las propiedades, ventajas y desventajas térmicas del hormigón

b) indique explique y desarrolle alguna aplicación constructiva en relación a las cualidades térmicas del hormigón. (5ptos.)

a) El valor protector del concreto a elevadas temperaturas, se debe a su resistencia al fuego, en conjunción con su conductividad relativamente baja y su alta resistencia. Las propiedades térmicas del concreto endurecido son: conductividad térmica, calor específico, difusividad térmica, coeficiente de expansión térmica y aumento diabático de la temperatura.

La conductividad térmica es la razón a la que pasa el calor a través de un material de área y espesor unitarios, en donde se tiene un cambio unitario en la temperatura entre las dos caras del material. La composición numerologica del aditivo tiene un efecto grande sobre la conductividad. El basalto y la traquita tiene conductividades bajas, el cuarzo tiene una alta conductividad y la dolmita y la piedra Caliza tiene una conductividad relativamente baja. Los agregados ligeros tienen conductividades aproximadamente proporcionales a sus densidades. El contenido del aire del concreto tiene un efecto pronunciado en la reducción de la conductividad térmica. Se ha demostrado que la conductividad térmica para el concreto de arena y grava y de agregado ligero se incrementa al aumentar el contenido de humedad del concreto endurecido.

La eliminación de condensación sobre los muros y pisos, o dentro de ellos, puede ser tan importante como la reducción de la perdida de calor a través de ellos. Se puede evita la condensación de humedad sobre la superficie inferior de un muro exterior de un edificio si el coeficiente total de transmisión es suficientemente bajo como para mantener esa superficie interior a una temperatura mayor que la del punto de roció. Se puede evitar la condensación sobre un muro si se mantiene la temperatura de la superficie interior arriba de la temperatura del punto de roció. Si se reduce la humedad relativa del aire en el interior del cuarto si se incrementa la circulación de aire que pasa sobre la superficie interior. Adema para reducir la posibilidad de condensación o humedad dentro del muro, debe colocarse barreras de vapor tan cerca como se pueda del lado caliente del muro.

El calor específico se define como la cantidad requerida para cambiar la temperatura de 1b de material en 1°f. El calor especifico del concreto endurecido suele variar entre 0,20 y 0,28 Btu/ 1b/ °f.

La difusividad térmica es una medida de la razón en la que se llevara a efecto los cambios en la temperatura dentro de una masa de concreto endurecido. Su valor varía entre 0,020 y 0,060ft2h.

b) Tomando en cuenta sus cualidades térmicas el hormigón sus cualidades constructivas deben tener un aditivo o agregados ligeros y con una baja conductividad como el basalto, la traquita, la dolmita y la piedra Caliza. Para evitar la condensación de humedad sobre la superficie inferior de un muro exterior de un edificio si el coeficiente total de transmisión es suficientemente bajo como para mantener esa superficie interior a una temperatura mayor que la del punto de roció. Si se reduce la humedad relativa del aire en el interior del cuarto si se incrementa la circulación de aire que pasa sobre la superficie interior. Para reducir la posibilidad de condensación o humedad dentro del muro, debe colocarse barreras de vapor tan cerca como se pueda del lado caliente del muro.

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Explique los conceptos de hormigón pre-tensado y post-tensado, desarrolle el proceso, sus carácterísticas, sus ventajas y aplicaciones. (7ptos)

Hormigón Pos-tensado: A diferencia del hormigón armado ordinario, las armaduras no están directamente en contacto con el hormigón en el momento del hormigonado, ya que de lo contrario le transmitirían la tensión de tracción por adherencia entre la armadura y el hormigón. Es por ello que las armaduras se colocan dentro de vainas de plástico o metal. Estas vainas se posicionan dentro del encofrado (el molde) formando una línea curva definida en la fase de diseño, en función de la forma de la pieza y de las cargas a las que estará sometida.

Una vez que se les ha aplicado la tensión de trabajo a las armaduras, se anclan a la estructura mediante piezas especiales en sus dos extremos. Finalmente, caben dos opciones: en el sistema "adherente", se rellena el interior de las vainas con mortero de alta resistencia a presión, de manera que la armadura queda adherida al hormigón formando una sección monolítica. A su vez, el mortero asegura la protección del acero frente a la corrosión. En el sistema "no adherente", las vainas no se rellenan, por lo que el único contacto entre el tendón y el hormigón se produce a través del cabezal de anclaje.

El hormigón pos-tesado suele requerir además cierta cantidad de armaduras pasivas (sin tensión aplicada).

El empleo de hormigón pos-tesado suele reducirse a estructuras sometidas a grandes cargas y con grandes separaciones entre apoyos, en las cuales la reducción del coste de los materiales compensa el aumento de la complejidad de ejecución.

La técnica del pos-tesado se utiliza generalmente in situ, es decir, en el mismo emplazamiento de la obra.

El uso de hormigón pos-tesado permite reducir el canto de los elementos de hormigón, ya que por un lado aumenta su capacidad resistente, y por otro reduce las deformaciones.

Conlleva un uso más eficiente de los materiales, por lo que permite reducir el peso total de la estructura.

Disminuye la fisuración del hormigón, aumentando su vida útil.

Hormigón Pre-tensado: El hormigón se vierte alrededor de tendones tensados. Este método produce un buen vínculo entre el tendón y el hormigón, el cual protege al tendón de la oxidación, y permite la transferencia directa de tensión. El hormigón o concreto fraguado se adhiere a las barras, y cuando la tensión se libera, es transferida hacia el hormigón en forma de compresión por medio de la fricción. Sin embargo, se requieren fuertes puntos de anclaje exteriores entre los que el tendón se estira y los tendones están generalmente en una línea recta. Por lo tanto, la mayoría de elementos pre-tesados de esta forma son prefabricados en taller y deben ser transportados al lugar de construcción, lo que limita su tamaño. Elementos pre-tesados pueden ser elementos balcón, dinteles, losas de piso, vigas de fundación o pilotes.

La resistencia a la tracción del hormigón convencional es muy inferior a su resistencia a la compresión, del orden de 10 veces menor. Teniendo esto presente, es fácil notar que si deseamos emplear el hormigón en elementos, que bajo cargas de servicio, deban resistir tracciones, es necesario encontrar una forma de suplir esta falta de resistencia a la tracción.

Normalmente la escasa resistencia a la tracción se suple colocando acero de refuerzo en las zonas de los elementos estructurales donde pueden aparecer tracciones. Esto es lo que se conoce como hormigón armado convencional. Esta forma de proporcionar resistencia a la tracción puede garantizar una resistencia adecuada al elemento, pero presenta el inconveniente de no impedir el agrietamiento del hormigón para ciertos niveles de carga.

El hormigón pretensado es el material predominante en puentes de vigas, en puentes construidos "in situ" de largos tramos entre pilas, o construidos por métodos especiales como voladizos, empuje, etc. También es muy empleado en pisos de rascacielos, en cámaras de reactores nucleares, así como en los pilares y núcleos resistentes de edificios preparados para resistir un alto grado de terremoto3 y protección contra explosiones.4

Una ventaja del hormigón pretensado es el menor coste de construcción gracias al empleo de elementos más ligeros, como losas delgadas - especialmente importante en los edificios altos en los que el ahorro de peso del piso puede traducirse en plantas adicionales para el mismo y menos coste. El aumento de las longitudes aumenta el espacio utilizable en los edificios; disminuyendo el número de juntas, lo que conduce a la disminución de los costes de mantenimiento durante la vida de diseño de un edificio, ya que dichas juntas son el principal escenario de debilidad en los edificios de hormigón.

6

Dibuje y explique los diversos tipos de losas de hormigón según sus apoyos; desarrolle sus carácterísticas, ventajas y desventajas. (7ptos.)

Losas sostenidas sobre vigas: se sustentan en vigas compactas, o vigas de otros materiales integrados a la losa.

Losas sostenidas sobre muros: se sustentan en muros de hormigón, de mampostería, o de otro material.

Losas planas: pueden sostenerse directamente sobre los pilares. Son rígidas y para mejorar su resistencia al punzonamiento, es aconsejable incluir ábacos en los capiteles.

Losas planas con vigas embebidas: son muy resistentes a los sismos, pues están incorporadas con vigas banda (embebidas), lo cual mejora su comportamiento frente a sismos.

Losas bidireccionales: cuando la losa y el apoyo, determinan que los esfuerzos sean en direcciones ortogonales comparables. Originándose esfuerzos y deformaciones en ambas direcciones. Tienen muros portantes en los cuatro lados. La relación entre el lado mayor y el menor es de 1,5, o menor. Se usan placas reforzadas en dos direcciones.

Losas unidireccionales: cuando los esfuerzos en una dirección, predominan sobre los de la dirección ortogonal. La carga se transmite en una dirección hacia los muros portantes. En general son rectangulares, con una relación entre lados de 1,5. Se comportan como vigas anchas.

Losa maciza: es aquella en que el hormigón ocupa todo el espesor de la losa.

Losa aligerada: cuando parte del volumen de la losa está ocupado por otros materiales más livianos, o espacios vacíos.

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Explique y desarrolle 4 motivos por los que convendría considerar la prefabricación en un proyecto. (9ptos)

Calidad del Material: El empleo de maquinarias de producción permite una buena calidad probada y constante de los materiales que son determinados, dosificados y controlados. Dichos procedimientos dan como resultado materiales de mayor resistencia ajustando los métodos constructivos.

Las piezas prefabricadas poseen precisión geométrica garantizando el encaje con exactitud.

Reducción en los Plazos de Ejecución: Esta tecnología permite disminuir los plazos de ejecución ya que se eliminan los tiempos en blanco entre las distintas tareas de obra. Todos los trabajos responden a una metodología de trabajo elaborada en orden concatenado.

Agilización del ritmo de obra por la producción de elementos en serie.

Economía: Estas construcciones permiten mejorar los tiempos de obra con una reducción de gastos fijos; control eficiente de relación horas/hombre.

8

Describa en que consiste el hormigón celular, sus ventajas y cuales son sus aplicaciones constructivas (dibuje) (7ptos.)

El sistema constructivo hebel se basa en bloques de hormigón celular para la construcción de albañilerías estructurales armadas y confinadas, que superan los requerimientos de la normativa térmica con una solución simple y sin materiales complementarios para todo el país.

Elaborado de hormigón celular, material ecológico, que se obtiene de la mezcla dosificada de arena de sílice, cemento y cal, a la que se le agrega agua y un agente expansor en base a aluminio, el que reacciona creando millones de micro-esferas de aire distribuidas en la mezcla, lo que determina su estructura molecular. Esta mezcla, se fragua en un horno autoclave para obtener un bloque macizo, resistente, de color blanco y de dimensiones volumétricas precisas.

Las micro-esferas cerradas no interconectadas mantienen aire estanco en su espacio interior, conformando una masa liviana de gran capacidad de aislamiento térmico.

Pilar-Fundación

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A) mencione y explique las propiedades, ventajas y desventajas térmicas del hormigón

b) indique explique y desarrolle alguna aplicación constructiva en relación a las cualidades térmicas del hormigón. (5ptos.)

a) El valor protector del concreto a elevadas temperaturas, se debe a su resistencia al fuego, en conjunción con su conductividad relativamente baja y su alta resistencia. Las propiedades térmicas del concreto endurecido son: conductividad térmica, calor específico, difusividad térmica, coeficiente de expansión térmica y aumento diabático de la temperatura.

La conductividad térmica es la razón a la que pasa el calor a través de un material de área y espesor unitarios, en donde se tiene un cambio unitario en la temperatura entre las dos caras del material. La composición numerologica del aditivo tiene un efecto grande sobre la conductividad. El basalto y la traquita tiene conductividades bajas, el cuarzo tiene una alta conductividad y la dolmita y la piedra Caliza tiene una conductividad relativamente baja. Los agregados ligeros tienen conductividades aproximadamente proporcionales a sus densidades. El contenido del aire del concreto tiene un efecto pronunciado en la reducción de la conductividad térmica. Se ha demostrado que la conductividad térmica para el concreto de arena y grava y de agregado ligero se incrementa al aumentar el contenido de humedad del concreto endurecido.

La eliminación de condensación sobre los muros y pisos, o dentro de ellos, puede ser tan importante como la reducción de la perdida de calor a través de ellos. Se puede evita la condensación de humedad sobre la superficie inferior de un muro exterior de un edificio si el coeficiente total de transmisión es suficientemente bajo como para mantener esa superficie interior a una temperatura mayor que la del punto de roció. Se puede evitar la condensación sobre un muro si se mantiene la temperatura de la superficie interior arriba de la temperatura del punto de roció. Si se reduce la humedad relativa del aire en el interior del cuarto si se incrementa la circulación de aire que pasa sobre la superficie interior. Adema para reducir la posibilidad de condensación o humedad dentro del muro, debe colocarse barreras de vapor tan cerca como se pueda del lado caliente del muro.

El calor específico se define como la cantidad requerida para cambiar la temperatura de 1b de material en 1°f. El calor especifico del concreto endurecido suele variar entre 0,20 y 0,28 Btu/ 1b/ °f.

La difusividad térmica es una medida de la razón en la que se llevara a efecto los cambios en la temperatura dentro de una masa de concreto endurecido. Su valor varía entre 0,020 y 0,060ft2h.

b) Tomando en cuenta sus cualidades térmicas el hormigón sus cualidades constructivas deben tener un aditivo o agregados ligeros y con una baja conductividad como el basalto, la traquita, la dolmita y la piedra Caliza. Para evitar la condensación de humedad sobre la superficie inferior de un muro exterior de un edificio si el coeficiente total de transmisión es suficientemente bajo como para mantener esa superficie interior a una temperatura mayor que la del punto de roció. Si se reduce la humedad relativa del aire en el interior del cuarto si se incrementa la circulación de aire que pasa sobre la superficie interior. Para reducir la posibilidad de condensación o humedad dentro del muro, debe colocarse barreras de vapor tan cerca como se pueda del lado caliente del muro.

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Explique los conceptos de hormigón pre-tensado y post-tensado, desarrolle el proceso, sus carácterísticas, sus ventajas y aplicaciones. (7ptos)

Hormigón Pos-tensado: A diferencia del hormigón armado ordinario, las armaduras no están directamente en contacto con el hormigón en el momento del hormigonado, ya que de lo contrario le transmitirían la tensión de tracción por adherencia entre la armadura y el hormigón. Es por ello que las armaduras se colocan dentro de vainas de plástico o metal. Estas vainas se posicionan dentro del encofrado (el molde) formando una línea curva definida en la fase de diseño, en función de la forma de la pieza y de las cargas a las que estará sometida.

Una vez que se les ha aplicado la tensión de trabajo a las armaduras, se anclan a la estructura mediante piezas especiales en sus dos extremos. Finalmente, caben dos opciones: en el sistema "adherente", se rellena el interior de las vainas con mortero de alta resistencia a presión, de manera que la armadura queda adherida al hormigón formando una sección monolítica. A su vez, el mortero asegura la protección del acero frente a la corrosión. En el sistema "no adherente", las vainas no se rellenan, por lo que el único contacto entre el tendón y el hormigón se produce a través del cabezal de anclaje.

El hormigón pos-tesado suele requerir además cierta cantidad de armaduras pasivas (sin tensión aplicada).

El empleo de hormigón pos-tesado suele reducirse a estructuras sometidas a grandes cargas y con grandes separaciones entre apoyos, en las cuales la reducción del coste de los materiales compensa el aumento de la complejidad de ejecución.

La técnica del pos-tesado se utiliza generalmente in situ, es decir, en el mismo emplazamiento de la obra.

El uso de hormigón pos-tesado permite reducir el canto de los elementos de hormigón, ya que por un lado aumenta su capacidad resistente, y por otro reduce las deformaciones.

Conlleva un uso más eficiente de los materiales, por lo que permite reducir el peso total de la estructura.

Disminuye la fisuración del hormigón, aumentando su vida útil.

Hormigón Pre-tensado: El hormigón se vierte alrededor de tendones tensados. Este método produce un buen vínculo entre el tendón y el hormigón, el cual protege al tendón de la oxidación, y permite la transferencia directa de tensión. El hormigón o concreto fraguado se adhiere a las barras, y cuando la tensión se libera, es transferida hacia el hormigón en forma de compresión por medio de la fricción. Sin embargo, se requieren fuertes puntos de anclaje exteriores entre los que el tendón se estira y los tendones están generalmente en una línea recta. Por lo tanto, la mayoría de elementos pre-tesados de esta forma son prefabricados en taller y deben ser transportados al lugar de construcción, lo que limita su tamaño. Elementos pre-tesados pueden ser elementos balcón, dinteles, losas de piso, vigas de fundación o pilotes.

La resistencia a la tracción del hormigón convencional es muy inferior a su resistencia a la compresión, del orden de 10 veces menor. Teniendo esto presente, es fácil notar que si deseamos emplear el hormigón en elementos, que bajo cargas de servicio, deban resistir tracciones, es necesario encontrar una forma de suplir esta falta de resistencia a la tracción.

Normalmente la escasa resistencia a la tracción se suple colocando acero de refuerzo en las zonas de los elementos estructurales donde pueden aparecer tracciones. Esto es lo que se conoce como hormigón armado convencional. Esta forma de proporcionar resistencia a la tracción puede garantizar una resistencia adecuada al elemento, pero presenta el inconveniente de no impedir el agrietamiento del hormigón para ciertos niveles de carga.

El hormigón pretensado es el material predominante en puentes de vigas, en puentes construidos "in situ" de largos tramos entre pilas, o construidos por métodos especiales como voladizos, empuje, etc. También es muy empleado en pisos de rascacielos, en cámaras de reactores nucleares, así como en los pilares y núcleos resistentes de edificios preparados para resistir un alto grado de terremoto3 y protección contra explosiones.4

Una ventaja del hormigón pretensado es el menor coste de construcción gracias al empleo de elementos más ligeros, como losas delgadas - especialmente importante en los edificios altos en los que el ahorro de peso del piso puede traducirse en plantas adicionales para el mismo y menos coste. El aumento de las longitudes aumenta el espacio utilizable en los edificios; disminuyendo el número de juntas, lo que conduce a la disminución de los costes de mantenimiento durante la vida de diseño de un edificio, ya que dichas juntas son el principal escenario de debilidad en los edificios de hormigón.

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Dibuje y explique los diversos tipos de losas de hormigón según sus apoyos; desarrolle sus carácterísticas, ventajas y desventajas. (7ptos.)

Losas sostenidas sobre vigas: se sustentan en vigas compactas, o vigas de otros materiales integrados a la losa.

Losas sostenidas sobre muros: se sustentan en muros de hormigón, de mampostería, o de otro material.

Losas planas: pueden sostenerse directamente sobre los pilares. Son rígidas y para mejorar su resistencia al punzonamiento, es aconsejable incluir ábacos en los capiteles.

Losas planas con vigas embebidas: son muy resistentes a los sismos, pues están incorporadas con vigas banda (embebidas), lo cual mejora su comportamiento frente a sismos.

Losas bidireccionales: cuando la losa y el apoyo, determinan que los esfuerzos sean en direcciones ortogonales comparables. Originándose esfuerzos y deformaciones en ambas direcciones. Tienen muros portantes en los cuatro lados. La relación entre el lado mayor y el menor es de 1,5, o menor. Se usan placas reforzadas en dos direcciones.

Losas unidireccionales: cuando los esfuerzos en una dirección, predominan sobre los de la dirección ortogonal. La carga se transmite en una dirección hacia los muros portantes. En general son rectangulares, con una relación entre lados de 1,5. Se comportan como vigas anchas.

Losa maciza: es aquella en que el hormigón ocupa todo el espesor de la losa.

Losa aligerada: cuando parte del volumen de la losa está ocupado por otros materiales más livianos, o espacios vacíos.

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Explique y desarrolle 4 motivos por los que convendría considerar la prefabricación en un proyecto. (9ptos)

Calidad del Material: El empleo de maquinarias de producción permite una buena calidad probada y constante de los materiales que son determinados, dosificados y controlados. Dichos procedimientos dan como resultado materiales de mayor resistencia ajustando los métodos constructivos.

Las piezas prefabricadas poseen precisión geométrica garantizando el encaje con exactitud.

Reducción en los Plazos de Ejecución: Esta tecnología permite disminuir los plazos de ejecución ya que se eliminan los tiempos en blanco entre las distintas tareas de obra. Todos los trabajos responden a una metodología de trabajo elaborada en orden concatenado.

Agilización del ritmo de obra por la producción de elementos en serie.

Economía: Estas construcciones permiten mejorar los tiempos de obra con una reducción de gastos fijos; control eficiente de relación horas/hombre.

8

Describa en que consiste el hormigón celular, sus ventajas y cuales son sus aplicaciones constructivas (dibuje) (7ptos.)

El sistema constructivo hebel se basa en bloques de hormigón celular para la construcción de albañilerías estructurales armadas y confinadas, que superan los requerimientos de la normativa térmica con una solución simple y sin materiales complementarios para todo el país.

Elaborado de hormigón celular, material ecológico, que se obtiene de la mezcla dosificada de arena de sílice, cemento y cal, a la que se le agrega agua y un agente expansor en base a aluminio, el que reacciona creando millones de micro-esferas de aire distribuidas en la mezcla, lo que determina su estructura molecular. Esta mezcla, se fragua en un horno autoclave para obtener un bloque macizo, resistente, de color blanco y de dimensiones volumétricas precisas.

Las micro-esferas cerradas no interconectadas mantienen aire estanco en su espacio interior, conformando una masa liviana de gran capacidad de aislamiento térmico.