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CAI 1 - PREGUNTAS Y EJERCICIOS - CAPÍTULO 4: MATERIALES / HORM. ARMADO
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CONSTRUCCIÓN Y ARQUITECTURA INDUSTRIAL
(4º INGENIERÍA INDUSTRIAL)
CAPÍTULO 4: MATERIALES / HORMIGÓN ARMADO
Conceptos teóricos, cuestiones teórico-prácticas, ejercicios y supuestos prácticos
1. Explíquese muy brevemente el concepto de hormigón armado.
2. Explíquese el comportamiento tensional a flexión del hormigón armado mediante un
ejemplo consistente en el análisis de lo que sucede en la sección intermedia de una
viga isostática de sección rectangular, simplemente apoyada, con dos cargas variables
verticales P situadas cerca de dicha sección, pero no lo suficientemente cerca como
para que el colapso sea por cortante en vez de por flexión. Analícese lo que sucede en
dicha sección según se va aumentando la carga P, aumentando la tensión que tiene
que soportar la fibra más comprimida, desde cero hasta llegar a rotura.
3. Explíquese qué es una envolvente de solicitaciones (flexión, cortante, axil, ...).
4. Explíquese el comportamiento tensional a cortante del hormigón armado mediante un
ejemplo consistente en el análisis de lo que sucede en una viga isostática de sección
rectangular, simplemente apoyada, con una carga p uniformemente repartida, en una
zona cercana a los apoyos, pero no lo suficientemente cerca como para encontrarse en
la zona de discontinuidad. Analícese lo que sucede en dicha zona según se va
aumentando la carga p, desde cero hasta llegar a la rotura, estableciéndose cómo se
deben colocar las armaduras de cortante.
5. Sea una cubierta de un edificio, formada por losas de hormigón prefabricadas que se
apoyan sobre vigas de hormigón de sección rectangular, también prefabricadas,
colocadas paralelas entre sí, a cierta distancia constante unas de otras. Cada viga tiene
un vano de luz L apoyado, en ambos extremos, en sendos pilares prefabricados de
hormigón, por medio de un taco de neopreno. En cada extremo la viga tiene un
pequeño voladizo de luz l. A los efectos de este ejercicio la hipótesis que se establece
es la de cargas gravitatorias (peso propio y sobrecargas), que el alumno considerará
como una carga uniformemente repartida sobre toda la longitud de la viga. Dibújese
la estructura, físicamente, tal como se describe. Dibújese el esquema estructural
correspondiente a la estructura, superpuesto al dibujo anterior. Tras ello, dibújese
solamente la viga con sus condiciones de contorno y su carga. Dibújense los
diagramas aproximados de flectores y cortantes (de manera esquemática intuitiva, sin
sus valores numéricos; sin calcular la ley matemática de dicho diagrama), y un
esquema conceptual de todas las armaduras de acero que debería incorporar dicha
viga (sin tener en cuenta posibles armaduras para zonas de discontinuidad),
relacionando dichos armados con los diagramas de solicitaciones y explicando cuál es
la misión de todos y cada uno de los tipos de armadura que se consignen.
6. Sea una cubierta de un edificio, formada por losas de hormigón prefabricadas que se
apoyan sobre pórticos de hormigón armado, de luz L, ejecutados in situ, sin
discontinuidades de ningún tipo entre dintel, soportes y zapatas. Los pórticos están
colocados paralelos entre sí, a cierta distancia constante unos de otros. Los pórticos
tienen pendiente a un agua, y la cubierta es plana, con muy poca inclinación. A los
efectos de este ejercicio, simplifíquese la estructura despreciando la inclinación de los
dinteles. Vigas y pilares de dichos pórticos son de sección rectangular. A los efectos
de este ejercicio la hipótesis que se establece para el dintel es la de cargas
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gravitatorias (peso propio y sobrecargas), que el alumno considerará como una carga
uniformemente repartida sobre toda la longitud de la viga. Y para los soportes su peso
propio y las cargas que reciben de los dinteles. Dibújese la estructura, físicamente, tal
como se describe. Dibújese el esquema estructural correspondiente a la estructura,
con sus condiciones de contorno y su carga, superpuesto al dibujo anterior. Tras ello,
dibújense, solamente para el dintel, los diagramas aproximados de flectores y
cortantes (de manera esquemática intuitiva, sin sus valores numéricos; sin calcular la
ley matemática de dicho diagrama), y un esquema conceptual de todas las armaduras
de acero que debería incorporar dicha viga (sin tener en cuenta posibles armaduras
para zonas de discontinuidad), relacionando dichos armados con los diagramas de
solicitaciones y explicando cuál es la misión de todos y cada uno de los tipos de
armadura que se consignen.
7. Se están realizando las obras para construir un edificio industrial, que incluyen la
demolición de un edificio existente en el sitio de la obra. En dichas obras es necesario
disponer una estructura provisional encima de un pequeño cauce, normalmente seco.
Para ello se está pensando utilizar unas vigas prefabricadas del edificio a demoler,
que se encuentran en perfecto estado. Dichas vigas son de hormigón armado,
prefabricadas, de sección rectangular. Se prevé disponer dos vigas, horizontales y
paralelas entre sí, sobre las cuales se colocará una plancha de acero. En el punto
medio del cauce existe un punto a nivel con las dos márgenes, que permitiría realizar
un apoyo intermedio de las vigas. El terreno es rocoso y las vigas irán apoyadas sobre
un apoyo de neopreno y éste, a su vez, sobre el terreno, una vez saneado y preparado
para ello. La longitud total de las vigas es de 12 metros, a repartir en dos vanos
iguales de 6 metros cada uno. Es necesario recalcular las vigas para saber si van a
poder hacer frente a las cargas que van a soportar. A los efectos de este ejercicio la
hipótesis que se establece se puede simplificar considerándola como una carga
repartida uniformemente a lo largo de toda la viga. Dibújese la estructura,
físicamente, tal como se describe. Dibújese el esquema estructural correspondiente a
la estructura, superpuesto al dibujo anterior. Tras ello, dibújense los diagramas
aproximados de flectores y cortantes (de manera esquemática intuitiva, sin sus
valores numéricos; sin calcular la ley matemática de dicho diagrama), y un esquema
conceptual de todas las armaduras de acero que debería incorporar dicha viga (sin
tener en cuenta posibles armaduras para zonas de discontinuidad), relacionando
dichos armados con los diagramas de solicitaciones y explicando cuál es la misión de
todos y cada uno de los tipos de armadura que se consignen. Se recuerda al alumno
que es de gran ayuda estimar, primero, cómo se va a deformar la viga, dibujando su
geometría deformada; con ello es fácil determinar dónde va a haber tracciones y, en
función de esto último, es sencillo dibujar los flectores y el resto de la información
que se pide.
8. Sea una marquesina de un edificio, colocada sobre la puerta de acceso al mismo, que
está constituida por un material de cobertura que se apoya sobre varias vigas de
hormigón de sección rectangular, ejecutadas in situ, atirantadas, colocadas paralelas
entre sí, a cierta distancia constante unas de otras. Cada viga tiene un extremo
empotrado en el muro de hormigón armado que constituye la fachada del edificio. En
el otro extremo la viga cuelga de uno de los dos tirantes existentes, constituidos por
sendos cables de acero. El otro tirante conecta con la viga en su punto medio. Ambos
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tirantes están anclados en su otro extremo al muro de hormigón de la fachada, al
mismo punto, situado a una altura de L/2 sobre el eje de la viga, siendo L la luz total
de la viga. Con ello dicha viga queda constituida por dos vanos de luces iguales y tres
condiciones de contorno: el empotramiento en la fachada, y los dos tirantes. A los
efectos de este ejercicio la hipótesis que se establece es la de cargas gravitatorias
(peso propio y sobrecargas), que el alumno considerará como una carga
uniformemente repartida sobre toda la longitud de la viga. Dibújese la estructura
completa, físicamente, tal como se describe. Dibújese el esquema estructural
correspondiente a la estructura, con sus condiciones de contorno y su carga,
superpuesto al dibujo anterior. Tras ello, realícese un dibujo de dicha estructura
teniendo en cuenta la simplificación que se propone en el enunciado. Dibújense,
solamente para dicha estructura simplificada, los diagramas aproximados de flectores
y cortantes (de manera esquemática intuitiva, sin sus valores numéricos; sin calcular
la ley matemática de dicho diagrama), y un esquema conceptual de todas las
armaduras de acero que debería incorporar dicha viga (sin tener en cuenta posibles
armaduras para zonas de discontinuidad), relacionando dichos armados con los
diagramas de solicitaciones y explicando cuál es la misión de todos y cada uno de los
tipos de armadura que se consignen. El alumno no tendrá en cuenta, a efectos de este
ejercicio, las posibles compresiones generadas en la viga por los tirantes, ni los
descensos en los punto de anclaje a los tirantes.
9. Sean unos sombrajos para un aparcamiento de coches. Dichos sombrajos constan de
una chapa grecada de aluminio en cubierta, que se apoyan sobre correas de hormigón
de sección rectangular, prefabricadas, colocadas paralelas entre sí, a cierta distancia
constante unas de otras. Las correas se apoyan sobre la estructura principal de los
sombrajos, también prefabricada de hormigón, que consta de un soporte vertical, del
altura H, y un dintel del luz L, que tiene una pequeña pendiente para desaguar. El
alumno debe despreciar dicha pendiente, considerando que el dintel es horizontal. A
los efectos de este ejercicio la hipótesis que se establece es la de cargas gravitatorias
(peso propio y sobrecargas), que el alumno considerará como una carga
uniformemente repartida sobre toda la longitud de la viga. Dibújese la estructura
completa, físicamente, tal como se describe. Dibújese el esquema estructural
correspondiente a la estructura, con sus condiciones de contorno y su carga,
superpuesto al dibujo anterior. Dibújense, para toda la estructura, los diagramas
aproximados de flectores, cortantes y axiles (de manera esquemática intuitiva, sin sus
valores numéricos; sin calcular la ley matemática de dicho diagrama), y un esquema
conceptual de todas las armaduras de acero que debería incorporar dicha estructura
(sin tener en cuenta posibles armaduras para zonas de discontinuidad), relacionando
dichos armados con los diagramas de solicitaciones y explicando cuál es la misión de
todos y cada uno de los tipos de armadura que se consignen.
10. Si el hormigón tiene una buena resistencia a compresión, ¿porqué se arman los
soportes de este material sometidos a compresión simple?.
11. Armado de soportes sometidos a flexión y compresión.
12. En armaduras resistentes, explíquese qué es la corruga, y cuál es su misión.
13. En hormigón, explíquese el concepto de recubrimiento, la relación entre el
recubrimiento y el entorno en que se encuentra la estructura, y la manera de conseguir
dicho recubrimiento durante la ejecución.
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14. En el hormigón armado, explíquese qué maneras existen para unir armaduras, e
indíquese cuáles son las habituales.
15. En el hormigón armado, explíquese qué es un empalme por solapo, indíquese cuando
se usa este tipo de unión, y dibújese un ejemplo de ello en la unión entre las
armaduras de los soportes de dos plantas contiguas.
16. Principales propiedades del hormigón armado.
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