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ESTRUCTURAS DE CONCRETO
REFORZADO
R. P A R K y T. P A U L A Y
Departamento de lngenieria Cíuil
Uniuersidad de Canterbury
Christchurch, Nueua Zelandia
•
•
™
Noriega Editores
EDIT ORIA L LIMUSA
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MÉXICO
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1
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20
Concreto
Relaciones esfuerzo..deformad6n para el concreto y el acero
V
Cortante
tencia. La falla de un espécimen cargado uniaxialmente en compresión,
por lo general está acompaíiada por desgajamiento en la dirección paralela
a la carga y un aumento de volumen.
2.1.2
21
Comportamiento bajo esfuerzos combinados
En muchas estructuras se sujeta al concreto a esfuerzos directos y cortantes que actúan en varias direcciones. Considerando el equilibrio de las
fuerzas que actúan en un elemento de concreto, se demuestra (v. gr., vea
Popov 2•9) que se puede reducir cualquier condición de esfuerzos combinados a tres esfuerzos normales que actúan en tres planos mutuamente
perpendiculares. Estos tres esfuerzos normales son los esfuerzos principales, y los esfuerzos cortantes que actúan en estos planos son cero.
A pesar de considerable investigación, todavía no se ha desarrollado
una teoría inobjetable para la resistencia a la falla del concreto para el
caso general de estado tridimensional de esfuerzos. Se ha intentado hacer
modificaciones a las teorías convencionales 'de resistencia de materiales,
aunque no hay una sola.teoría exactamente aplicable a·todos los casos. Sin
embargo, en muchas aplicaciones una de las teorías más simples de falla
no es _lo suficientemente exacta.
Comportamiento del esfuerzo biaxial
Una condición de esfuerzo biaxial ocurre si los esfuerzos principales sólo
actúan en dos direcciones; es decir que los esfuerzos actúan en un plano y
el tercer esfuerzo principal es cero. La figura 2.8 presenta las combinaciones de esfuerzo normal en dos direcciones que provocaron falla, como
-0.2
12
0.6
0.4
0.2
-0.2
0.2
0.4
0.6
figura 2.8. Resistencia biaxial del concreto, J.. = resistencia uniaxial. 2•1º
Resistencia a
tensiór.
uniaxial
- -+-1-------+----r---?"f
Esfuerzo directo
/1
f,-!Ot /,
_ L V
VT
!,
Figura 2.9. Resistencia del concreto bajo un sistema general de esfuerzo plano.
2·
encontraran Kupfer, Hilsdorf y Rüsch. 1 °Estos investigadores _llega o a
la conclusión de que la resistencia del concreto sujeto a compresión b1axial
puede ser hasta 27% mayor que la resistencia uní.axial.. Para esfu rzos
aproximabiaxiales iguales de compresión el aum nto e es1stenc1a
aproxtmadament
es
e
b1axial
tensión
bajo
damente 160Jo. L a resistencia
car
las
que
nótese
embargo,
Sin
uniaxial.
tensión
a
resistencia
igual a la
combinadas a tensión y compresión reducen tanto el esfuerzo de tens1on
como de ºcompresión a la falla. .
En planos distintos a los principales, los esfuerzos normales están
acompañados por esfuerzos cortantes. La teoria 2 ·11 de falla de Mohr se h
utilizado para predecir la resistencia para este caso de esfuerzos combinados. L a figura 2.9 indica cómo una familia de círculos de Mohr <¡ue
representan condi iones de falla en_ tensión simple, compresión simpl Y
otras combinaciones, se localizan dentro de una envolvente. Cualqmer
combinación de esfuerzos que tenga un circulo de Mohr tangent .ª esta
envolvente, o que la intersecte, se puede considerar como una cond1c1ón de
falla.
En la figura 2.10 se muestra una curva de falla para elementos con esfuerzo normal en una dirección combinados con esfuerzos cortantes, tal
2 12
' ten• di ca que Ja res1s
como la encontraron Bresler y Pister. · L a curva m
cortancia a compresión del' concreto se reduce en presencia de esfuerzos
tes. Por ejemplo, esta condición puede influir en la resistencia del concreto
en la zona a compresión de vigas y columnas cuando hay cortante.
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