
Diseño de estructuras de concreto armado
Análisis sobre el concreto armado, su evolución y composición.
Análisis sobre el concreto armado, su evolución y composición.
Este libro de casi mil páginas se inicia con la historia del concreto armado, su evolución y composición, y luego explica cómo se comporta este material cuando se le somete a diversas fuerzas, como la compresión, la flexión, la tracción y la fuerza cortante. Asimismo, describe en detalle las distintas estructuras de concreto armado, como vigas, losas, columnas, muros, cimentaciones, entre otras.
Se trata de una guía con información actualizada y clara destinada a ingenieros, así como a profesores y estudiantes. En el año 1997 se publicó la primera edición de este libro. Veinte años después, publicamos la quinta edición que se ha actualizado conforme al código del American Concrete Institute (ACI), ACI-318, de 2014, y a las recomendaciones sísmicas de la norma peruana E-030, de 2016. Por ello, este texto se convierte en un manual indispensable para todo profesional del sector construcción en nuestro país.
El ingeniero Teodoro E. Harmsen, de 99 años de edad, falleció el 13 de octubre, dos días después de ver publicada esta quinta edición de su libro.
Teodoro E. Harmsen (1918 - 2017) nació en Arequipa el 13 de abril de 1918, estudió Ingeniería Civil en la PUCP, la maestría de Estructuras en la UNI e inició su carrera profesional en Gramonvel en 1941, donde a lo largo de 76 años ha pasado por diferentes puestos: jefe del Departamento Técnico, gerente técnico-administrativo, gerente general, director, presidente ejecutivo y, actualmente, presidente vitalicio de GyM, director de Graña y Montero S.A.A. y presidente honorario de GMI S.A.
Ha sido profesor en la PUCP durante 59 años, es profesor emérito del Departamento de Ciencias e Ingeniería de esta universidad desde el año 2000 y desde 2004 es director de la maestría en Dirección de Empresas Constructoras e Inmobiliarias (MDI) por convenio entre la Universidad Politécnica de Madrid y la PUCP. Es miembro honorario del Colegio de Ingenieros del Perú, la Academia Peruana de Ingeniería y el American Concrete Institute, el cual le otorgó el premio Joe E. Kelly. Ha publicado cinco ediciones del libro Diseño de estructuras de concreto armado (1997, 2000, 2002, 2005 y 2017).
Prólogo
1. Introducción
1.1. Historia del concreto armado
1.2. Ventajas y desventajas del concreto armado frente a otros materiales
1.2.1. Ventajas del concreto armado frente a otros materiales
1.2.2. Desventajas del concreto armado frente a otros materiales
1.3. Métodos de diseño
1.3.1. Diseño elástico
1.3.2. Diseño a la rotura
1.4. Métodos de diseño propuestos por el código del ACI
1.4.1. Combinaciones de cargas
1.4.2. Cargas vivas
1.4.3. Reducción de resistencia
2. Componentes y propiedades del concreto
2.1. Materiales
2.1.1. Cemento
2.1.2. Agregados
2.1.3. Agua
2.1.4. Aditivos
2.1.5. Fibras
2.2. Producción, colocación y curado del concreto
2.2.1. Requisitos para la producción del concreto
2.2.2. Diseño de mezcla del concreto
2.2.3. Mezclado del concreto
2.2.4. Transporte del concreto
2.2.5. Colocación del concreto
2.2.6. Curado del concreto
2.2.7. Desencofrado
2.3. Resistencia del concreto
2.3.1. Resistencia del concreto ante solicitaciones uniaxiales
2.3.2. Resistencia del concreto al esfuerzo cortante
2.3.3. Resistencia del concreto ante solicitaciones biaxiales y triaxiales
2.3.4. Resistencia del concreto a los ataques
2.4. Propiedades mecánicas del concreto
2.4.1. Relación esfuerzo-deformación del concreto a compresión
2.4.2. Módulo de Poisson
2.4.3. Módulo de corte
2.5. Variación en el volumen del concreto
2.5.1. Variaciones de volumen por contradicción de fragua
2.5.2. Deformación plástica o creep
2.5.3. Variaciones de volumen por temperatura
2.6. Concreto sometido a cargas de compresión repetidas
2.7. El acero
2.7.1. Varillas corrugadas y alambres
2.7.2. Mallas electrosoldadas
2.7.3. Tipos especiales de acero de refuerzo
2.8. Propiedades mecánicas del acero
2.8.1. Relación esfuerzo-deformación del acero
2.8.2. Coeficiente de dilatación térmica
2.8.3. Maleabilidad
2.9. Oxidación del acero
2.10. Fatiga del acero
2.11. Soldadura del acero
3. Acero de refuerzo en el concreto
3.1. Mecanismo de adherencia entre refuerzo y concreto
3.2. Recubrimiento y espaciamiento mínimo del refuerzo
3.2.1. Recubrimiento mínimo del acero
3.2.2. Espaciamientos mínimos entre varillas
3.3. Longitud de anclaje o desarrollo del refuerzo
3.3.1. Longitud de anclaje en varillas de acero en tensión
3.3.2. Longitud de anclaje en varillas de acero en compresión
3.4. Ganchos estándar
3.4.1. Factor de corrección por exceso de refuerzo
3.5. Desarrollo de barras con cabeza en tracción
3.6. Empalmes de varillas
3.6.1. Empalme traslapado
3.6.2. Empalmes soldados
3.6.3. Empalmes mecánicos
3.7. Paquetes de varillas
3.8. Tuberías empotradas en estructuras de concreto armado
3.9. Tolerancias
3.10. Juntas de construcción
4. Carga axial
4.1. Compresión pura en elementos de concreto armado
4.2. Aplastamiento en elementos de concreto armado
4.3. Tracción pura
5. Flexión pura
5.1. Comportamiento de una viga de concreto armado sometida a flexión
5.2. Hipótesis básicas para el estudio de elementos sometidos a flexión según el código del ACI
5.3. Tipos de falla de los elementos sometidos a flexión
5.4. Análisis de elementos de sección rectangular con refuerzo en tracción sometidos a flexión
5.4.1. Análisis de una sección rectangular con comportamiento dúctil
5.4.2. Cuantía máxima de refuerzo
5.4.3. Cuantía mínima de refuerzo
5.5. Diseño de una sección rectangular con refuerzo en tensión
5.6. Análisis de elementos de sección rectangular con refuerzo en compresión sometidos a flexión
5.6.1. Análisis de una sección rectangular con refuerzo en compresión
5.6.2. Determinación de la cuantía máxima con acero en compresión
5.7. Diseño de una sección rectangular con refuerzo en compresión
5.8. Análisis de elementos de sección T sometidos a flexión
5.8.1. Análisis de una sección tipo T con falla dúctil
5.8.2. Determinación de la cuantía máxima en una sección tipo T
5.8.3. Cuantía mínima de secciones T
5.9. Diseño de una sección T
5.10. Corte del refuerzo y desarrollo del refuerzo longitudinal
5.10.1. Desarrollo del refuerzo positivo en elementos sometidos a flexión
5.10.2. Desarrollo del refuerzo negativo
Ejemplos
6. Esfuerzo cortante y tracción diagonal
6.1. Introducción
6.2. Análisis de una viga de concreto armado sometida a fuerza cortante
6.2.1. Comportamiento de una viga sin refuerzo en el alma
6.2.2. Comportamiento de una viga con refuerzo en el alma
6.3. Diseño de elementos prismáticos sometidos a fuerza cortante según el código del ACI
6.3.1. Resistencia del concreto a la fuerza cortante (Vc)
6.3.2. Tipos de refuerzo transversal
6.3.3. Resistencia al corte que aporta el acero transversal (Vs)
6.3.4. Requerimientos mínimos de refuerzo
6.3.5. Espaciamiento máximo de refuerzo transversal
6.3.6. Aporte máximo del refuerzo transversal a la resistencia al corte
6.4. Vigas peraltadas
6.4.1. Diseño por flexión de vigas peraltadas
6.4.2. Diseño por corte de vigas peraltadas según el código del ACI
6.5. Corte-fricción
6.5.1. Diseño de elementos sometidos a corte-fricción según el código de ACI
6.6. Consolas
6.6.1. Diseño de consolas según el código del ACI
6.6.2. Otras consolas
Ejemplos
7. Torsión
7.1. Comportamiento de elementos de concreto armado sometidos a torsión
7.1.1. Elementos de concreto armado sin refuerzo en el alma
7.1.2. Elementos de concreto armado con refuerzo en el alma
7.2. Diseño de elementos sometidos a torsión según el código del ACI
7.2.1. Resistencia a la torsión aportada por el acero
Ejemplos
8. Control de las condiciones de servicio
8.1. Control de deflexiones
8.1.1. Método del ACI para el control de deflexiones
8.1.2. Cálculo de deflexiones
8.2. Control de rajadura
8.2.1. Ancho de fisuras
8.2.2. Vigas de gran peralte
Ejemplos
9. Vigas y losas armadas en una dirección
9.1. Método de análisis
9.2. Método de coeficientes del ACI
9.2.1. Limitaciones
9.2.2. Coeficientes de diseño
9.3. Alternancia de cargas
9.4. Redistribución de momentos
9.5. Vigas simplemente apoyadas y vigas continuas
9.6. Losas armadas en una dirección
9.6.1. Losas macizas
9.6.2. Losas nervadas y losas aligeradas
9.7. Escaleras
9.8. Requisitos de integridad estructural (ACI 318-14 ítem 4.10)
Ejemplos
10. Columnas
10.1. Introducción
10.2. Análisis de pórticos
10.2.1. Transmisión de cargas a través de los pisos
10.3. Análisis y diseño de columnas
10.3.1. Columnas esbeltas
10.3.2. Columnas cortas
10.3.3. Diseño de columnas de concreto armado sometidas a flexión biaxial
10.4. Detalles del diseño de columnas
10.4.1. Columnas con estribos
10.4.2. Columnas con refuerzo en espiral
10.4.3. Cambios de sección en columna
10.4.4. Empalme del refuerzo longitudinal en columnas
Ejemplos
11. Muros
11.1. Refuerzo mínimo en muros
11.2. Muros de concreto armado
11.2.1. Compresión y flexocompresión en muros de concreto armado
11.2.2. Esfuerzo cortante en muros de concreto armado
11.2.3. Diseño alternativo de muros esbeltos
Ejemplos
12. Cimentaciones
12.1. Introducción
12.2. Tipos de cimentaciones
12.3. Presión del suelo
12.3.1. Cimentación con carga excéntrica
12.4. Consideraciones generales para el diseño
12.5. Zapatas aisladas
12.5.1. Determinación de la presión neta del suelo y dimensionamiento de la zapata
12.5.2. Reacción amplificada del suelo
12.5.3. Verificación por corte
12.5.4. Refuerzo longitudinal por flexión
12.5.5. Verificación de la conexión columna-zapata o muro-zapata y desarrollo del refuerzo
12.6. Zapatas de muros
12.7. Zapatas sobre pilotes
12.8. Zapatas combinadas
12.9. Zapatas conectadas
12.10. Pilotes
12.10.1. Pilotes de madera
12.10.2. Pilotes de acero
12.10.3. Pilotes de concreto
Ejemplos
13. Muros de contención
13.1. Introducción
13.2. Cargas que actúan sobre los muros de sostenimiento
13.2.1. Empuje del suelo
13.2.2. Peso del relleno
13.2.3. Reacción del terreno
13.2.4. Fricción en la base
13.2.5. Sobrecarga en el relleno
13.2.6. Subpresión
13.3. Criterios de estabilidad
13.4. Drenaje
13.5. Muros de gravedad
13.6. Muros en voladizo
13.7. Muros con contrafuertes
13.8. Muros celulares
13.9. Muros de sótano
13.10. Muros prefabricados
Ejemplos
14. Concreto simple
14.1. Criterios de diseño
14.2. Muros de concreto simple
14.2.1. Limitaciones
14.2.2. Método empírico
14.3. Pedestales
14.3.1. Dados de concreto zunchado
14.4. Zapatas
15. Losas armadas en dos direcciones
15.1. Introducción
15.2. Tipos de losas armadas en dos sentidos
15.3. Criterios para el dimensionamiento de losas armadas en dos sentidos
15.3.1. Espesor mínimo de la losa
15.3.2. Ábacos o paneles
15.3.3. Capiteles
15.4. Principios generales para el diseño de losas armadas en dos direcciones
15.5. Diseño de losas armadas en dos direcciones
15.5.1. Según el Joint Comitee ASCE-ACI 1940
15.5.2. Método directo
15.5.3. Método del pórtico equivalente
15.6. Transmisión de cargas de la losa a los elementos verticales
15.6.1. Transferencia del corte en losas con vigas y en losas sin vigas
15.6.2. Transferencia del momento flector de la losa a la columna
15.7. Refuerzo en losas armadas en dos direcciones
15.7.1. Refuerzo longitudinal por flexión
15.7.2. Refuerzo por corte en losas armadas en dos direcciones
15.7.3. Aberturas en losas-refuerzo
16. Efecto de cargas sísmicas
16.1. Introducción
16.2. Requerimientos generales para el diseño de estructuras dúctiles
16.2.1. Análisis de la estructura
16.2.2. Factor de reducción de resistencia
16.2.3. Materiales
16.2.4. Empalmes
16.2.5. Anclajes
16.3. Estructuras ubicadas en regiones de alto riesgo sísmico
16.3.1. Elementos que resisten cargas inducidas por sismo
16.3.2. Cimentaciones de estructuras asísmicas
16.3.3. Elementos que no resisten cargas inducidas por sismo
16.4. Estructuras en regiones de riesgo sísmico moderado
16.5. Concreto simple en estructuras asísmicas
16.6. Cálculo de la norma sísmica según la NTP E.030 DS N° 003-2016
16.6.1. Análisis de fuerza dinámico modal espectral
16.7. Aisladores sísmicos de estructuras
Consideraciones generales para el análisis y diseño con aisladores sísmicos
17. Estructuras compuestas
17.1. Vigas compuestas de acero y concreto
17.1.1. Resistencia a la flexión de la pieza
17.1.2. Conectores de corte
17.2. Columnas compuestas de acero y concreto
17.2.1. Columnas compuestas por perfiles tubulares
17.2.2. Columnas compuestas con refuerzo en espiral
17.2.3. Columnas compuestas con estribos
17.3. Elementos compuestos de concreto sometidos a flexión
17.3.1. Esfuerzo cortante horizontal
17.4. Vigas con refuerzo externo de fibra de carbono
17.4.1. Refuerzo de vigas a flexión y corte
18. Tanques
18.1. Consideraciones generales para el diseño
18.1.1. Recubrimiento del refuerzo
18.1.2. Método de diseño a la rotura
18.1.3. Control de rajaduras
18.1.4. Juntas y detallado de las uniones
18.2. Análisis de tanques rectangulares y circulares
18.2.1. Tanques rectangulares
18.2.2. Tanques circulares
18.3. Tanques enterrados
18.4. Tanques superficiales
18.5. Tanques elevados
18.5.1. Diseño de la cuba
18.5.2. Diseño de la estructura portante
18.5.3. Tipos especiales de tanques elevados
19. Silos
19.1. Comportamiento del material dentro del silo
19.1.1. Tipos de flujo
19.1.2. Presiones en las paredes del silo
19.2. Cargas de diseño
19.2.1. Presión ejercida por el material almacenado
19.2.2. Cargas de sismo
19.2.3. Carga de viento
19.2.4. Efectos térmicos
19.3. Criterios generales de diseño
19.3.1. Espesores mínimos
19.3.2. Factores de carga
19.3.3. Especificaciones de refuerzo
19.3.4. Detallado de refuerzo
19.4. Análisis y diseño de las paredes
19.4.1. Fuerzas que actúan sobre las paredes
19.4.2. Determinación del refuerzo requerido en las paredes
19.4.3. Control de rajaduras en las paredes de los silos
19.5. Análisis y diseño del fondo
19.6. Diseño de las vigas de soporte
19.7. Diseño de las columnas
19.8. Diseño de las cimentaciones
20. Chimeneas
20.1. Consideraciones generales para el diseño
20.1.1. Revestimiento interior
20.1.2. Dimensiones de la estructura
20.1.3. Refuerzo
20.1.4. Aberturas
20.1.5. Puerta de limpieza
20.1.6. Deflexiones
20.2. Cargas de diseño
20.2.1. Cargas sísmicas
20.3. Diseño de chimeneas
20.3.1. Combinaciones de carga y factores de reducción de resistencia
20.3.2. Diseño del refuerzo vertical por flexocompresión
20.3.3. Diseño del refuerzo vertical por flexocompresión y temperatura
20.3.4. Diseño del refuerzo horizontal por temperatura
21. Evaluación de estructuras existentes
21.1. Pruebas analíticas
21.2. Pruebas de carga
22. Estructuras prefabricadas
22.1. Criterios de diseño de estructuras prefabricadas
22.1.1. Elementos prefabricados
22.1.2. Conexiones
22.1.3. Pórticos especiales prefabricados
22.1.4. Muros estructurales prefabricados
22.2. Recomendaciones para la fabricación
22.3. Evaluación de estructuras prefabricadas
23. Encofrados
23.1. Introducción
23.2. Materiales para encofrados
23.2.1. Madera
23.2.2. Acero
23.3. Utilización
23.4. Diseño de encofrados
23.4.1. Cargas de diseño
23.4.2. Encofrado de vigas y losas
23.4.3. Encofrado de columnas
23.4.4. Criterio general para el diseño de encofrados
23.5. Encofrados típicos
24. Estructuras de grandes luces
24.1. Estructuras pretensadas y postensadas
24.2. Estructuras de arco
24.2.1. Articulaciones de concreto armado
24.2.2. Tijerales de concreto armado
25. Método Puntal-Tensor
25.1. Introducción
25.2. Metodología de diseño Puntal-Tensor
26. Nociones de concreto preesforzado
26.1. Antecedentes
26.2. Ventajas del concreto preesforzado
26.3. Tipos de concreto preesforzado
26.4. Conceptos básicos del preesforzado
26.5. Materiales
26.6. Pérdidas de tensión
26.7. Diseño de estructuras a partir del ACI 318-14
26.7.1. Esfuerzos admisibles
26.7.2. Módulos mínimos de una sección
26.7.3. Resistencia en flexión
26.7.4. Resistencia en cortante
26.8. Ejemplo de diseño
27. Pernos de anclaje
27.1. Tipos de pernos
27.2. Tipos de falla
27.3. Resistencia de pernos a la tracción
27.4. Pruebas a la tracción
27.5. Rotura lateral del concreto en pernos a tracción
27.6. Resistencia a la adherencia en tracción
27.7. Diseño de pernos sometidos a fuerza cortante
27.7.1. Rotura por el perno
27.7.2. Rotura por el concreto
27.8. Interacción de las fuerzas a tracción y compresión de corte
27.9. Recubrimientos y distancias entre pernos
Apéndice A
Apéndice B
Apéndice C
Apéndice D
Apéndice E
Apéndice F
Bibliografía
ISBN: 9786123172978
Año: 2017
Edición: 1era.
Número de páginas: 967
Peso: 1.50 Kg.
Medida: 17 x 21 cm