domingo, 24 de octubre de 2010

Las Uniones de las Estructuras de Hormigón

Construccion JUNTAS
Las juntas de construcción se colocan en un concreto losa para definir el alcance de las ubicaciones individuales, en general, de conformidad con un conjunto de diseño predeterminado.
Deben ser diseñadas para permitir los desplazamientos entre ambos lados de la losa , pero, al mismo tiempo, tienen que transferir a la flexión tensiones producidas en la losa por cargas externas.
Las juntas de construcción debe permitir el desplazamiento horizontal de la derecha en ángulo recto a la superficie de la articulación que normalmente es causado por el movimiento térmico y contracción. Al mismo tiempo, no deben permitir los desplazamientos verticales o rotativos. La Figura 1 resume que el desplazamiento debe ser permitido o no permitido por una junta de construcción.
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Junta de dilatación
El hormigón se somete a cambio de volumen debido a muchas razones. Así que tenemos que atender a este a través de la articulación para aliviar el estrés. La expansión es una función de la longitud. El edificio de más de 45m son generalmente provistos de una junta de expansión o más.En la India se recomienda c / c separación es de 30m. Las articulaciones están formadas por proporcionando un espacio entre las piezas de construcción.
Las juntas de contracción
Una articulación es una contracción, formado, o labrado surco cortado en una losa de concreto que crea un plano vertical debilitada. Se regula la ubicación de la fisuración provocada por los cambios dimensionales en la losa. No reglamentada grietas pueden crecer y dar lugar a una superficie rugosa inaceptable, así como la infiltración del agua en la base, sub-base y sub-base, que puede permitir a otros tipos de sufrimiento pavimento. Las juntas de contracción son el tipo más común de la articulación en pavimentos de hormigón, con lo que el término genérico "conjunta" se refiere generalmente a una contracción conjuntas. Las juntas de contracción se define principalmente por su distancia y su método de transferencia de carga. Por lo general son entre 1 / 4 - 1 / 3 de la profundidad de la losa y normalmente espaciados cada 3.1 - 15 m
Joints in concrete structures
Aislamiento Juntas
Las articulaciones que aislar la losa de una pared, columna o tubo de drenaje
juntas de aislamiento tienen una finalidad muy simple-que aislar completamente la losa de otra cosa. Que otra cosa puede ser una pared o una columna o un tubo de drenaje. Aquí están algunas cosas a considerar con las juntas de aislamiento:
  • Las paredes y columnas, que están en sus propios cimientos que son más profundas que la sub-base de la losa, no se va a mover de la misma manera una losa hace lo que se contrae o se expande de secado o los cambios de temperatura o en el subsuelo comprime un poco.
Joints in concrete structures
Incluso las columnas de madera deben ser aislados de la losa.

Humo de Silice en Hormigón de Alta Resistencia

CARACTERÍSTICAS de humo de sílice

“El humo de sílice es un subproducto que se origina en la reducción de cuarzo, de elevada pureza, con carbón en hornos eléctricos de arco para la producción de silicio y ferrosilicio.Se utiliza como adiciones para hormigón de alta resistencia”

1. Propiedades físicas

  • El diámetro es cerca de 0.1 micrones a 0.2 micrones
  • Superficie 30.000 m² / kg
  • La densidad varía desde 150 hasta 700 kg / m³
  • Cuando su densidad es 550 kg / m³ es el más adecuado como aditivo para concreto

2. Composición química

  • Contiene más de 90 por ciento de dióxido de silicio
  • Otros componentes son el carbono, azufre y óxidos de aluminio, hierro, calcio, magnesio, sodio y potasio

PROPIEDADES DEL SILICIO DE HORMIGÓN DE HUMO

1. Propiedades del hormigón fresco

  • los humos de sílice Demasiado causa del hormigón a ser pegajosa y por lo tanto reduce la viabilidad

  • Además del humo de sílice hasta 15% en peso de cemento no da lugar a la pérdida de viabilidad

  • concretas humo de sílice, debido a la mayor superficie de partículas finas requiere un mayor contenido de agua para la viabilidad misma de concreto ordinario

2 Propiedades del hormigón endurecido

Una resistencia a la compresión

  • Hay un marcado aumento de la resistencia a la compresión, con el uso de humo de sílice.

La fuerza de: Concreto del humo de sílice

SILICA FUME CONCRETE

Concreto de alta resistencia del humo de sílice

SILICA FUME CONCRETE

Resistencia a la flexión

  • humo de sílice concreto tiene un aumento en resistencia a la flexión del 5º al 20º día
  • Al llenar los vacíos, humo de sílice densifica la mezcla, lo que aumenta la resistencia a la tracción del hormigón y por lo tanto hay un aumento de la resistencia a la flexión

SILICA FUME CONCRETE

Resistencia a la flexión del concreto del humo de sílice

Módulo de elasticidad

Para hormigón humo de sílice de la cepa en el fracaso fue más o menos igual a la del concreto ordinario. Esto significa que el módulo de elasticidad es sustancialmente superior a la del hormigón normal

SILICA FUME CONCRETE

Curvas de tensión de tensión para el sílice de humo de hormigón

DURABILIDAD de sílice CONCRETO DE HUMO

Resistencia al ataque químico

controles humo de sílice sulfato de ataque por parte de:

a) Ser muy fino, reduce la permeabilidad y la entrada de iones de sulfato.

b) Al consumir el hidróxido de calcio en el curso de acción puzolánica, comprueba la conversión de los mono-sulphoaluminate en etringita.

La resistencia contra ácidos para el Medio Ambiente

a) El humo de sílice reacciona con la cal presente en la pasta de la matriz. La cal es considerado como un compuesto peligroso, ya que reacciona con diversas sustancias químicas que causan la expansión.

b) de mortero de humo de sílice tiene un poro mejor estructura que reduce enormemente la permeabilidad.

c) La adición de humo de sílice como un reemplazo parcial de cemento reduce el contenido de C3A de la pasta. C3A se parecía reaccionar con los ácidos que causan los productos caros.

VENTAJAS

  • El humo de sílice mejora las propiedades del hormigón fresco y endurecido
  • concreto fresco hecho con humo de sílice es más coherente
  • Humo de sílice reduce la segregación y el sangrado
  • Humo de sílice mejora la durabilidad del hormigón
  • La falta de sangrado permite un proceso de acabado más eficiente

Problemas con el uso de humo de sílice

  • Disponibilidad
  • Manejo de problemas
  • Costo

APLICACIONES

  • Humo de sílice ahora es ampliamente utilizado para alta resistencia estructuras

Ejemplos

1. Torre Key Bank, Cleveland.

De alta resistencia (83 MPa), de alto módulo (47 GPa) columnas de hormigón se especifican en las esquinas de esta estructura para dar rigidez contra la influencia del viento.

SILICA FUME CONCRETE

El hormigón de esta estructura contiene una combinación de Portland, cemento, escoria de alto horno, y el humo de sílice. La relación de materiales de cemento-agua fue de 0,24. Una combinación de químicos aditivos se utilizan para producir una caída mínima de 250 mm.

2. Estructura de Capital del Sur Aparcamiento, Colón

SILICA FUME CONCRETE

Los diseñadores de aparcamiento estructuras ha especificado de baja permeabilidad, humo de sílice concretas para frenar la entrada de iones de cloruro de sales de deshielo. Un proyecto con-humo de sílice en concreto una estructura de estacionamiento se describe en la parte de proyectos de este post.

3. Presa Kinzua, Pennsylvania occidental

SILICA FUME CONCRETE

Kinzua la presa se encuentra a orillas del río Allegheny, en el oeste de Pennsylvania. Esta estructura pertenece al Cuerpo de Ingenieros.

4. Instalación de Almacenamiento de Residuos Nucleares, Hanford

SILICA FUME CONCRETE

En este proyecto de humo de sílice se añadió principalmente para mejorar la constructibilidad. El exterior de hormigón las paredes de esta estructura es de 4,5 pies (1,4 m) de espesor. Para evitar el agrietamiento inducido térmicamente, el diseñador especifica un estricto control muy por encima de la subida de la temperatura máxima permitida en el hormigón. Para cumplir con los requisitos de la temperatura del concreto, el contratista elegido para utilizar una clase F cenizas volantes en el hormigón. Mientras que las cenizas volantes ayudó a reducir el desarrollo de la temperatura, la ganancia de resistencia inicial de las características del hormigón eran tales que la remoción forma se retrasó. Además de humo de sílice a lo concreto siempre temprano fuerza adicional para facilitar el retiro módulo de un programa satisfactorio.

Grietas en Paredes

Hay grietas en todos los edificios, algunos pequeños e insignificantes, algunas caras las reparaciones que requieran y, en algunos casos extremos, la única solución es la demolición total del edificio.

Este artículo está destinado a poner las grietas en su contexto: obviamente, una de las principales preocupaciones de los compradores de casa. "¿Qué tan grave es que" se trata a menudo me preguntan.

En primer lugar creo que es importante entender por qué los edificios se mueven. Las dos razones principales son los asentamientos y hundimientos, y estos pueden ser mejor explicados en los siguientes diagramas.

CRACKING IN WALLS

La liquidación se realiza debido a la presión a la baja. Subsidencia se produce debido a la remoción de la tierra bajo los cimientos. La liquidación es por lo general fáciles de tratar a través de la reparación cosmética, mientras que el hundimiento puede resultar difícil y costoso de reparar.

No es una situación en la solución puede causar hundimientos. Los drenajes se conectan a un edificio, y si estas de corte o fisura debido a la solución de la salida posterior puede causar el hundimiento de un lavado que elimina el subsuelo.

Todos los edificios se asientan cuando se construyen, el truco es mantener la solución a un bajo nivel infinitesimal. Las otras causas de movimientos y grietas se deben a un mal diseño, métodos de construcción deficiente o falta de mantenimiento.

En este artículo voy a tratar con las cinco causas más comunes de las grietas que he encontrado en mis viajes, esto no es una lista definitiva y mi consejo, si usted está preocupado por grietas en su edificio, es buscar el asesoramiento de un perito colegiado o Ingeniero Estructural Chartered.

Para la definición de los esquemas se muestran en la obra de fábrica, pero las grietas se forman en piedra de una manera similar.

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CRACKING IN WALLS

1. GRIETAS DE EXPANSIÓN

Causa

Las paredes se ven afectados por la temperatura y los cambios de humedad. Los materiales pueden sufrir de la contracción inicial y / o la posterior expansión y contracción. Este movimiento da lugar a las grietas. El crack se muestra en la imagen principal se muestra como vertical, que suele ser el caso. Sin embargo, el crack a veces sigue la línea de menor resistencia y pueden terminar escalonada.

CRACKING IN WALLS

Las grietas se ven a menudo por encima de las aberturas de puertas y ventanas cuando la propia apertura alivia la grieta.

Este tipo de crack tiene un ancho constante y esto es lo que distingue de otras grietas más graves.

Reparación

A solas, la grieta no es de importancia estructural real, aunque puede permitir que el agua en la cavidad construyeron casas de ladrillo, y causar deterioro subsecuencia de la pared lazos. Por lo tanto llenar la grieta con un compuesto de masilla o selastic se recomienda. Sin embargo, por más severo agrietamiento es recomendable para formar una junta de dilatación. Esto sería cortado en lapared, llenos de un material compresible con un tapón a prueba de agua hacia el exterior. En algunos edificios modernos que éstos se forman en la etapa de construcción y luego oculta detrás de bajantes de aguas pluviales.

2. GRIETAS encima de las aberturas

Causa

Cuatro causas son:

(A) La eliminación de ventanas o puertas con insuficiente apuntalamiento,

(B) los rodamientos de insuficiente,

(C) Carga aplicada directamente sobre la apertura,

(D) no dinteles.

Porque (a) - La eliminación de ventanas o puertas con insuficiente apuntalamiento

Mientras que no desea obtener las quejas de los instaladores de ventanas PVC, la razón más común para este tipo de grietas es la eliminación de los actuales marcos de las ventanas para instalar PVC. En varias ocasiones he visto el colapso total de ladrillo encima de las ventanas bahía!En las propiedades más antiguas de ladrillo en los dinteles final (por supuesto soldado), el dintel se forma de manera similar a la firmeza empujando juntos varios libros entre sus manos. Sería posible colocar los libros en la parte superior de estos sin colapso, pero el colapso podría ocurrir inmediatamente si liberado una parte muy ligeramente. Este mismo principio se aplica a los dinteles soldado curso.

Reparación

La mejor reparación es restablecer el dintel y re-apuntar o reconstruir el ladrillo arriba, y vuelva a colocar la ventana.

El mal estado es no hacer nada más de resanar las grietas, ya que el ladrillo está ahora descansando en el nuevo marco. Sin embargo, debe tener en cuenta que el colapso del ladrillo por encima de la apertura será probable cuando la ventana está al lado sustituye.

Causa (b) - inadecuada rodamientos

La carga de la correcta (teniendo) de los dinteles sobre aberturas es de 150 mm (6 pulgadas) de cada lado. Si los cojinetes son insuficientes el dintel se reducirá y las grietas aparecerá. Sin embargo, en algunas propiedades mayores que he visto grandes dinteles de piedra con sólo 50 mm (2 pulgadas) los rodamientos. "Pasó la prueba del tiempo" es una frase que me gusta utilizar en estos casos.

Reparación

Sustitución del dintel se recomienda. Sin embargo, una vez más rejuntado será suficiente hasta que la ventana o la puerta se sustituye.

Causa (c) - Las cargas aplicadas sobre la abertura

Esto ocurre a menudo por encima de los dinteles del primer piso, donde las vigas del techo se han instalado directamente sobre la apertura de la ventana. La carga impuesta es demasiado grande para el dintel de hacer frente a la presión a la baja hace que el agrietamiento.

Reparación

Una vez más la sustitución del dintel se recomienda. La gravedad y la edad de estas grietas se decidirá si rejuntado simple sería suficiente hasta que la ventana se sustituye.

Causa (d) - No hay dinteles

En algunos constructores de propiedades (los bendiga, que me mantienen en el negocio) decidió no instalar en todos los dinteles de depender de la estructura de madera de la ventana para apoyar la obra de fábrica anterior, pero una vez que la ventana se sustituirá las grietas se producen.

Reparación

dinteles Nueva necesidad de ser instalado y reparado las grietas.

3. PARED NO TIE

Causa

los lazos de la pared son cierres de metal que se construyen en dos sólidos y de la cavidadparedes construidas en soga para mantener la piel exterior de ladrillo en el interior. Si no se produce normalmente cuando el óxido lazos. Cuando los lazos óxido de metal que se expanden causando el agrietamiento normalmente se ve todos los cursos sexto horizontalmente en las juntas de mortero.

Reparación

lazos de reemplazo de la pared son esenciales. El agrietamiento es una indicación temprana de la insuficiencia. Sin reemplazo, el colapso de la pared podría ocurrir. retiro y rejuntado de los lazos existentes se recomienda.

4. SUBSIDENCIA

Causa

El tipo peor y más grave de la fisuración y por lo tanto el más difícil de reparar.

Hundimiento puede ocurrir debido a una variedad de razones:

1. La actividad minera

2. Las fugas de drenaje subterráneo

3. Árbol de actividad de las raíces

4. Pico del subsuelo

5. Arcilla del subsuelo

6. Ejecución de arena

La lista es interminable, sin embargo, el problema básico es el mismo, los cimientos de la casa se está moviendo. Las grietas son normalmente el primer indicio de un problema, a menudo están rastrillando las grietas (más ancho en la parte superior) y puede ocurrir a las esquinas del edificio o de la parte superior de la parte inferior de las paredes. (Subsidencia en sí será discutido en detalle en un artículo posterior).

Reparación

Esto normalmente implican alguna forma de apuntalar. Sin embargo, el asesoramiento especializado de un ingeniero estructural se requiere.

TIERRA tirón

Causa

El patrón es similar al hundimiento de las grietas, sin embargo, la grieta se amplia en la base de la pared. La causa más común de levantar del suelo es la expansión del subsuelo de arcilla. En las propiedades más antiguas con las fundaciones poco profundas de la arcilla puede expandirse y contraerse depende de las condiciones meteorológicas. Si la arcilla se satura de agua se puede ampliar e impulsar las bases hacia arriba, provocando las grietas.

La eliminación de árboles también pueden causar oleaje de tierra, por lo que los árboles que están muy cerca de la propiedad debe ser tomado en etapas, lentamente a lo largo de varios años para permitir el movimiento de tierra gradual (el problema de los árboles y raíces de los árboles también se tratado en un artículo posterior).

Reparación

En casos extremos se basa y / o más bases será la única solución. Este es, sin embargo, una medida drástica. En los casos de problemas de oleaje de tierra la solución será la de eliminar la mayor cantidad de la arcilla de todo el fundamento de lo posible y sustituirla con hardcore.

Materiales Inteligentes

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  • Una estructura que puede adaptarse a las condiciones cambiantes del medio ambiente se llamaSmart.
  • Esta elegancia se puede lograr mediante el uso de materiales inteligentes , como las aleaciones con memoria de forma (SMA), cristal piezoeléctrico, fluidos magneto-reológicos etc
  • Smart estructuras puede hacerse cargo de su propia salud y resistir las calamidades naturales.

PRINCIPALES FACTORES QUE AFECTAN A LA SALUD ESTRUCTURALES:

  • asentamiento diferencial
  • La tierra tiembla y las vibraciones
  • dificultad estructural
  • La corrosión de refuerzo
  • Temperatura subraya

DIFERENCIAL DE SOLUCIÓN

Las estructuras construidas en arcilloso suelo propenso a los asentamientos diferenciales, principalmente por dos razones:

  1. Consolidación del sector de la arcilla es muy lenta
  2. La arcilla tiene un alto oleaje de contracción de la naturaleza.

Los métodos convencionales adoptadas para superar este problema son:

  1. Bajo fresado montón fundación
  2. Proporcionar delantal a prueba de agua
  3. Sustitución de una capa de arcilla con SNC.

La manera inteligente de evitar asentamientos

  • El volumen de arcilla no cambia si el contenido óptimo de humedad se mantiene.
  • Esto puede lograrse mediante la adopción del principio de electro-ósmosis, como se muestra a continuación.

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TIERRA terremotos y VIBRACIONES

  • La sísmica olas o las ondas de choque de otros puede ser desastroso para una estructura de si es en la frecuencia de resonancia.
  • Se caracteriza por la rapidez de aparición y la violencia del ataque.
  • Los métodos convencionales de diseño sismo resistente a la tierra las estructuras no han demostrado ser muy eficaz hasta ahora.

Inteligente manera de resistir Quake Tierra

  • fluidos magneto-reológicos es un material inteligente que cambia de líquido a sólido cuando se expone al campo magnético.
  • Cuando este líquido se llena en un cilindro y se expone a alternar magnético puede actuar como un amortiguador de ondas de choque.

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  • Un dispositivo de ultrasonido se utiliza para detectar la sísmica olas. Se convierte en corriente alterna y se pasa a los amortiguadores.
  • La transformación de sólido-líquido se lleva a cabo con una frecuencia que corresponde a la de lasísmica de onda.
  • La onda sísmica es destructiva interferido y el edificio está impedido de choque.
  • Se estima que un amortiguador de 200 kg puede resistir una fuerza de 20000N de la fuerza.
  • Muchos amortiguadores son instalados en el edificio como se muestra en la fig.

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ESTRUCTURAL DE SOCORRO

La dificultad estructural es causada principalmente por:

  1. Inadecuado el análisis y diseño
  2. condiciones inesperadas de carga

angustia graves puede incluso causar el colapso estructural. La forma convencional para superar este problema es proporcionar un factor de seguridad.

Dinámica de soluciones para el sufrimiento Estructurales

  • Una hoja piezoeléctricos de fluoruro de polivinilideno (PVDF) polímero se coloca debajo de laestructura.
  • Cuando una carga hace que la deflexión en la viga que la PVDF desarrolla cargas eléctricas.
  • Estas cargas se amplifican y se convierte en energía térmica.
  • Esta energía se suministra calor a un SMA en los laterales de la estructura.

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  • La desviación barrio interrupciones causadas por la carga es contrarrestada por la fuerza lateral ejercida por el SMA.
  • Este arreglo se puede utilizar para controlar el alcance de la desviación del material y por lo tanto determinar el punto de angustia ante el fracaso real.

SALUD VIGILANCIA DE PUENTES

smart structures

CORROSIÓN DE REFUERZO

El refuerzo de barras de sufrir la reacción electroquímica debido principalmente a

· Uso de agua salada en la preparación del mortero.

· Debido a la filtración de agua en la estructura.

En ambos casos la galvanoplastia localizada se produce causando presión sobre el elemento de hormigón.

La solución convencional para este problema no es económico

Forma Inteligente para comprobar la corrosión

  • Una lámina metálica delgada de material inalterable no es siempre alrededor de la barra de refuerzo.
  • La hoja de metal se da con potencial positivo y la barra se le da potencial negativo.
  • Cuando aumenta el refuerzo de diámetro que entra en contacto con la lámina.
  • Ahora galvanoplastia tiene lugar en sentido inverso.

VENTAJAS DE LAS ESTRUCTURAS DE INTELIGENTE

La estructura inteligente tiene las siguientes ventajas:

  1. Esta estructura de corte bajas un montón de costos generados por el uso de material en la pila fresado y el factor de seguridad.
  2. La India tiene el 25% del área propensa a terremotos. Esta tecnología inteligente le ayudará a ahorrar un montón de hombres y material.
  3. La vigilancia de la salud de las estructuras ayudará a falta de previsión y dar tiempo a rehabitation.
  4. 35% de pleateau Deccan ha algodón negro del suelo, el uso de esta tecnología puede garantizar la construcción segura y económica allí.
  5. Como la estructura se mantiene constantemente la vida de servicio y aumenta la necesidad de que disminuye la reparación.

Comportamiento Puente Cajón

Una carga general en un cajón, como se muestra en la figura 1 para la caja única célula, tiene componentes que doblarse, retorcerse, y deforman la sección transversal. Vigas de pared delgada sección cerrada son tan rígidas y fuertes en la torsión que el diseñador puede asumir, después de cálculos basados en la teoría elemental de torsión, que el componente de torsión de la carga en la figura 1 (c). tiene una influencia insignificante sobre la respuesta de la viga de chapa. Si el componente de torsión de la carga se aplica como tijeras sobre los elementos de plancha que se encuentran en proporción a San flujos de corte Venant torsión, la figura 1 (e), la sección se tuerce sin deformación de la sección transversal. La deformación resultante esfuerzos longitudinales son pequeñas, y no hay distorsión de la flexión transversal se inducen tensiones. Sin embargo, si la carga de torsión se aplica como se muestra en la figura 1 (c), también hay fuerzas que actúan sobre los elementos de la placa de la figura 1 (f), que tienden a deformar la sección transversal.Como se indica en la figura 2 los movimientos de los elementos de la placa de la distorsión de la sección transversal causar tensiones en la dirección transversal tensiones y deformaciones en la dirección longitudinal.

loading in box girder

torsion in box girder

warping stress pattern in boc girder

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FLEXIÓN:

flexure in box girder

                                                   Fig.: 2

Una carga del vehículo, colocado en el reborde superior de la viga cajón puede ocupar cualquier posición, transversal y longitudinal. Esta carga se transfiere transversalmente por la flexión de la cubierta de las telas de la viga cajón.

Para entender las distintas tensiones que se generan, en un principio consideramos que las telas de la viga cajón no se les permite desviar. La estructura se asemeja a un pórtico. El ángulo de la cubierta induciría transversal esfuerzos de flexión en las redes, y por consiguiente en las bridas de la parte inferior de la viga. Toda la carga del vehículo por lo tanto puede ser reemplazado por las fuerzas en las intersecciones de la cubierta y la web como se muestra en la figura 3.

Ahora los soportes en la web están autorizados a ceder. Esto da lugar a la desviación de la web y, por consiguiente redistribución de fuerzas entre web y las bridas.

Distorsión de la sección transversal se produce como resultado del hecho de que m1 y m2 no son iguales que resulta en dominio del cuadro, debido a la carga excéntrico. La sección de la caja trata de resistirse a esta distorsión, lo que resulta en la transversal subraya. Estas tensiones se denominan transversales distorsión subraya. La distorsión de la sección transversal no es uniforme a lo largo del período, ya sea debido a una carga no uniforme o debido a la presencia de diafragmas o por ambos. Sin embargo, la compatibilidad de los desplazamientos deben cumplirse a lo largo de los bordes longitudinales de la placa que forma la caja, lo que implica que estas placas deben doblar de forma individual en su propio plano, lo que induce desplazamientos longitudinales deformaciones. Cualquier restricción a estas causas desplazamientos subraya. Estas tensiones se llaman deformaciones longitudinales tensiones y se suman a los esfuerzos de flexión longitudinal.

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TORSIÓN:

La razón principal de sección en caja siendo más eficiente es que para excéntrico cargas vivas en la cubierta de losas, la distribución de la flexión longitudinal de tensión a través de la sección se mantiene más o menos idéntica a la producida por la carga transversal simétrica. En otras palabras, la torsión de alta resistencia de la sección de la caja la hace muy adecuada para el palmo de largopuentes.

Las investigaciones han demostrado que las vigas cuadro sometido a la torsión sufrir deformación o distorsión de la sección, dando lugar a transversales y longitudinales subraya. Estas tensiones no puede ser predicho por las teorías convencionales de flexión y torsión. Una línea de aproximación alanálisis de vigas sometidas a torsión cuadro se basa en el estudio de paredes delgadas HAZ DE TEORÍA. Los supuestos principales son:

una placa de la acción) al doblar en la dirección longitudinal para todas las placas que forman la sección transversal, es decir, telas, placas es insignificante.

b) Longitudinal tensiones varían linealmente entre las juntas longitudinales, o los puntos de encuentro de las placas que forman la sección transversal.cross section of a box girder

idealised section of a box girder

                                                       Fig.: 3

El bordillo, acera, parapeto, y capa de uso general, forma las cargas superpuestas muertos que actúan sobre la sección, que sería responsable de llevar a todas las cargas de manera segura y transmitiéndolas a la estructura. Debido a la simetría, el peso propio de la sección eficaz y las cargas superpuestas muertos no crean ningún efecto de torsión. Sin embargo, las cargas vivas no simétricas que se componen de carga de las ruedas de los vehículos se concentró en cualquier parte del pavimento y el equivalente a la carga uniformemente distribuida en uno de los senderos se puede someter el cajón de torsión.

types of felxure in box girder

                                                             Fig.: 4

Si la cubierta de losa se considera que es apoyada en soportes no desviar en A y B en la figura 3 (b), las reacciones verticales y los momentos creado por las cargas vivas en estos puntos se puede calcular. Los efectos de los momentos en esta etapa se consideran por separado, ya que la única causa transversal flexión local de la figura 5 y se puede evaluar considerando una rebanada de unidad de longitud de la viga cajón. El efecto de las cargas superpuestas y los muertos también hay que tener en cuenta en esas evaluaciones.

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                                                        Fig.: 5

Venir a las reacciones verticales, que igual y opuesta fuerzas verticales se aplica en A y B. En el estudio de los efectos longitudinales y transversales, hay que señalar que finalmente todos los efectos longitudinales que se superponen por separado, por una parte, y los efectos transversales en la otra. Las fuerzas verticales se denota por P1 y P2 en la figura 6. Como se muestra, (a) = (b) + (c). Puesto que (c) = (d) + (e), es evidente que (a) = (b) + (d) + (e). Ahora, (b) y (d) se carga simétrica y, como en el caso de cargas superpuestas muertos y peso propio, no crean ningún efecto de torsión. Que la suma de todas estas cargas simétricas se denota por Q, Q, actuando en A y B de la fig. Las cargas Q, Q causa la flexión longitudinal simple y sólo los efectos estructurales causados se ilustran en la figura 4 (a). La carga P, P causar efectos de torsión en la viga cajón, y que se muestran en la figura b, c. Las fuerzas internas generadas para contrarrestar P, P se muestran en la figura 7.

symmetric and asymmetric loads in box girder

                                                           Fig.: 6

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                                                         Fig.: 7

En 'rotación del cuerpo rígido », o los efectos" torsión pura ", la sección de sólo tuerce o gira causando corte St.Venant tensiones y deformaciones asociadas situaciones que puedan ser evaluados por la teoría elemental de la torsión que se aplica a las secciones cerradas de pared delgada miembros. Se puede destacar que debido a la rigidez muy alta en 'torsión pura, el cajón se giro muy poco, y que las redes se mantendrán casi vertical en su posición original descargada.También el longitudinales asociadas tensiones debido a la deformación de retención cuando están presentes son insignificantes en comparación con las provocadas por la flexión longitudinal, debido a las fuerzas Q, Q.

El comportamiento teórico de un cuadro de la sección de pared delgada sometidos a torsión pura es bien conocida. Para una caja única célula, el par es resistido por un flujo cortante que actúa en todo el paredes de la caja. Este flujo de corte (fuerza / unidad de longitud) es constante alrededor de la caja y está dada por q = T/ 2A, donde T es el par y una es la zona delimitada por el cuadro. El flujo de tensiones de corte produce estrés y las tensiones en la pared y da lugar a un giro por unidad de longitud, theta, que viene dada por la expresión general:

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Donde J es la constante de torsión.

Sin embargo, la torsión pura de una sección de paredes delgadas también producirá una deformación de la sección transversal, por supuesto, por un simple tema uniforme de sección en caja a la torsión pura, deformación es ilimitada y no da lugar a esfuerzos secundarios. Pero si, por ejemplo, un cuadro con el apoyo y la torsión restringida en ambos extremos y luego sometidas a torsión aplicada en el centro, la deformación es completamente restringida en el medio en virtud de la simetría y deformaciones torsionales se generan. restricción similar se produce en las secciones que están en continua cuadro torsión restringida en los apoyos intermedios.

Esta restricción de la deformación da lugar a deformaciones longitudinales tensiones y tensiones de corte asociadas en la misma forma que los efectos de flexión en cada pared de la caja. Los esfuerzos de corte eficaz modificar ligeramente la uniformidad de la tensión de corte calculados por la teoría de torsión pura, por lo general la reducción de la tensión cerca de las esquinas y cada vez que a mediados del panel. Porque máxima efectos combinados generalmente ocurren en las esquinas, es conservador ignorar el corte y deformación destaca el uso de la distribución uniforme simple. Los efectos son longitudinales, en cambio mayor en las esquinas. Tienen que tener en cuenta al considerar la aparición de esfuerzos de fluencia en el servicio y el rango de tensión bajo carga de fatiga. Pero desde la tensiones longitudinales en realidad no participar en la ejecución de la torsión, la aparición de rendimiento en las esquinas y el consiguiente alivio de algunas o todas estas deformaciones subraya no reduce la resistencia torsional

Warping of rectangular box subjected to pure torsion.

Fig. 8 Distorsión de la caja rectangular sometida a torsión pura.

Si la carga de torsión se aplica, hay fuerzas que actúan sobre la placa de elementos que tienden a deformar la sección transversal. Los movimientos de los elementos de la placa de la distorsión de la sección transversal causar tensiones en la dirección transversal tensiones y deformaciones en la dirección longitudinal.

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DISTORSIÓN:

Distortional effects in box girder

                                         Fig. 9: Los efectos de distorsión

Cuando la torsión se aplica directamente en todo el perímetro de una sección de la caja, por las fuerzas exactamente igual al flujo de corte en cada uno de los lados de la caja, no hay tendencia a que la sección transversal de cambiar su forma. Torsión puede ser aplicado de esta manera si, en la posición en la pareja solicitó es la fuerza, un diafragma o un marco rígido se provee para asegurar que la sección se mantiene cuadrados y que el par es de hecho introduce en el cuadro de las paredes como un flujo de tensiones en todo el perímetro. Prestación de diafragmas o marcos como es práctico, e incluso necesarios, en los apoyos y en las posiciones donde el punto de cargas pesadas se introducen. Sin embargo, esas limitaciones sólo pueden ser prestados en las posiciones discretas. Cuando la carga se distribuye a lo largo de la viga, o cuando las cargas punto puede ocurrir en cualquier parte a lo largo de la viga como concentrado cargas por eje de los vehículos, los efectos de distorsión debe ser transportado por otros medios.

Las fuerzas de distorsión se muestra tienden a aumentar la longitud de una diagonal y acortar el otro. Esta tendencia se resistió en dos formas, por en el plano de flexión de cada una de lasparedes de la caja y por fuera del plano de flexión, se ilustra en la figura.

Distortional displacements in box girder

                  Fig. 10 desplazamientos de distorsión en el cajón.

En general el comportamiento de distorsión depende de la interacción entre los dos tipos de plegado. El comportamiento ha demostrado ser análoga a la de un rayo sobre un elástico fundación(BEF), y esta analogía se utiliza con frecuencia para evaluar los efectos de distorsión.

Si la única resistencia a la flexión transversal de distorsión es proporcionada por fuera del plano de la flexión de la brida de placas no existían restricciones intermedio a la distorsión, las desviaciones de distorsión en la mayoría de situaciones serían significativas y que afectan al comportamiento global. Por esta razón, es habitual para proporcionar intermedios entre los marcos o diafragmas, el examen de los desplazamientos de distorsión y subraya a continuación, se puede limitar a las longitudes entre cruzada marcos.

La distorsión de la sección no es igual en todo el tramo. Puede ser completamente nula o inexistente en los puntos donde se proporcionan los diafragmas, simplemente porque la distorsión en dichos puntos no es físicamente posible. La deformación tensiones producidas por la distorsión son diferentes de los inducidos por la restricción a la deformación en torsión pura que se encuentra en la teoría elemental de la torsión. La compatibilidad de los desplazamientos deben cumplirse a lo largo de los bordes longitudinales de la placa que forma la caja, lo que implica que estas placas deben doblar de forma individual en su propio plano, lo que induce desplazamientos longitudinales deformaciones. Cualquier restricción a este desplazamiento provoca tensiones. Estas tensiones se llaman deformaciones longitudinales tensiones y se suman a los esfuerzos de flexión longitudinal.Una carga general en un cajón, como una caja única célula, tiene componentes, que se doblan en dos ocasiones y deformar la sección transversal. Usando los principios de la posición de súper, los efectos de cada sección puede ser analizada de forma independiente y se superponen los resultados.

Distorsión subraya también se dan en el componente de flexión, debido al efecto de Poisson y el reductancia haz de la brida en la caja de celulares múltiples, la componente simétrica también da lugar a distorsiones de tensiones y es importante porcentaje del total de las tensiones. Con el aumento en el número de células, el porcentaje de distorsión transversal destaca también aumentan. Cómo siempre por un cuadro de célula del procedimiento de considerar sólo el componente de distorsión de la carga para la evaluación de distorsión tensiones en adecuado para fines prácticos.

Las cajas de hormigón en general tienen la rigidez suficiente para limitar la distorsión de la deformación esfuerzos a pequeña fracción de los esfuerzos de flexión, sin diafragmas internos. Sin embargo, para las cajas de acero o diafragmas internos o marcos rígidos transversales necesarias para impedir el pandeo de las bridas, así como de las redes y en la mayoría de los casos, estos serán suficientes para limitar la deformación de la sección transversal.

Pendiente de las telas de aumentar la distorsión viga de rigidez de la caja y por lo tanto, la distribución de carga transversal se mejora. Si la sección es totalmente triangular, la distorsión esfuerzos de flexión transversal se eliminan. Esta forma puede ser especialmente ventajosa para las cajas de acero multicelulares. Por lo tanto la distorsión de la viga cajón depende de la disposición de la carga transversal, la forma de la viga cajón, el número de células y su disposición, el tipo de puente , como el hormigón o el acero, la rigidez de distorsión proporcionada por membranas internas y travesaños transversales previstas para comprobar el pandeo de las redes y bridas.

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URDIDO de sección:

Distorsión es un fuera de plano en los puntos de corte transversal, que surgen debido a la carga de torsión. Inicialmente, considerando una viga de caja cuya sección transversal no puede falsear la causa de la existencia de los diafragmas transversales rígidos a lo largo del tramo. Estas membranas se supone que restringir los desplazamientos longitudinales de las secciones transversales, salvo en el tramo medio, donde, por la simetría de la sección transversal se mantiene plano. Los desplazamientos longitudinales se llaman desplazamientos torsión deformación y se asocian con deformaciones de corte en los planos de las bridas y las redes.

En el estadio más asumir que los diafragmas transversales que no sean los de apoyo se eliminan de manera que la sección transversal puede distorsionar. (La figura). Es el resultado de torsión adicional de la sección transversal bajo cargas de torsión. La desviación vertical adicional de cada web, también aumenta la salida de los desplazamientos plano de las secciones transversales.Estos desplazamientos deformaciones adicionales se denominan desplazamientos distorsión deformación /

Así cuadro de vigas de hormigón sin diafragmas intermedios cuando se somete a cargas de torsión, sufren desplazamientos deformación componen de dos componentes a saber, los desplazamientos de deformación torsional y distorsión. Ambos dan lugar a deformaciones longitudinales tensiones normales es decir, cada vez que hace hincapié en deformación es limitado. Distorsión de la sección transversal es la principal fuente de tensiones deformaciones en vigas cajón de hormigón, cuando la distorsión se debe principalmente resistido por la fuerza de flexión transversal de las paredes y no por una membrana.

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CORTE GAL:

En un cajón un gran flujo de tensiones normalmente se transmite a partir de bandas verticales a las alas horizontales, las causas de la deformación del plano de corte de la placa base, cuya consecuencia es que los desplazamientos longitudinales en la porción central de la brida de la placa de retraso detrás de quienes están detrás de los que están cerca la web , en tanto que la teoría predice doblar desplazamientos igual que lo que produce fuera del plano de deformaciones de una sección transversal inicialmente plana que resulta en el "arrastre por cortante". Otra forma de deformación que se presenta cuando una viga de caja se sujeta a la flexión sin torsión, al igual que con simétrica de carga que se conoce como "CORTE GAL en el doblez".

retraso de corte también puede surgir en la torsión, cuando uno de los extremos de la viga área restringida contra la deformación y una carga de torsión se aplica desde el otro extremo la figura 11. El sistema de seguridad contra deformaciones longitudinales induce tensiones en la región de construir-en-fin y esfuerzos de corte en esta área se redistribuyen como resultado que es un efecto de deformación de corte a veces llamado como arrastre por cortante. distribución de corte no es uniforme en todo el reborde que es más en los bordes y menos en el centro de la figura 13.

shear lag in box girder

                                              Fig.: 11

En una viga de caja con alas anchas y delgadas cepas de corte puede ser suficiente para causar el desplazamiento longitudinal central a la zaga en los bordes de la brida causando una redistribución de los esfuerzos de flexión en la figura 12. Este fenómeno se denomina como "ESTRÉS difusión".

El arrastre por cortante que causa el aumento de las tensiones de flexión, cerca de la web en un ala ancha de la viga que se conoce como arrastre por cortante positivo. Considerando que la arrastre por cortante, que se traduce en reducción de esfuerzos de flexión, cerca de la red y aumenta la distancia desde la brida se llama arrastre por cortante negativa la figura 12. Cuando una viga tubular en voladizo está sometido a carga uniforme, tanto positivos como negativos arrastre por cortante se produce. Sin embargo, hay que señalar que arrastre por cortante positivo es diferente de desfase negativo de corte en las deformaciones de corte en varios puntos a través de la viga.

A una distancia del extremo fijo en un cajón en voladizo decir la mitad de la duración, la fijeza de la losa se disminuyó gradualmente, al igual que la intensidad de corte. Desde la compatibilidad de la deformación, el arrastre por cortante rendimientos negativos. A pesar de arrastre por cortante positivo puede ocurrir en ambos puntos, así como la carga uniforme, arrastre por cortante negativos se producen sólo con carga uniforme.

stress distribution in box girder

                                                       Fig.: 12

Se puede concluir que la aparición del arrastre por cortante negativa en viga cajón en voladizo se debe a las condiciones de contorno y el tipo de carga aplicada. Estas son las causas externas e internas respectivamente producir efecto negativo arrastre por cortante.

arrastre por cortante negativo también depende de relación de la amplitud de ancho de la losa.Cuanto menor sea el ratio, más graves son los efectos negativos del retraso y de corte positivo.

shear distribution in box girder

                                                     Fig.: 13

La consideración más importante respecto arrastre por cortante es que aumenta la flexión de la viga cajón. El efecto de retardo de corte aumenta con la anchura de la caja y lo que es particularmente importante para los modernos puentes diseños que a menudo cuentan con variedad de células tachar la casilla secciones individuales. El efecto arrastre por cortante se vuelve más pronunciada con un aumento en la proporción del ancho de la caja a la longitud del tramo, que se produce normalmente en los tramos laterales del puente de vigas. La uniformidad no de la distribución de la tensión longitudinal es particularmente pronunciado en las cercanías de las grandes cargas concentradas. Aparte de sus efectos adversos en la distribución de la tensión transversal que también altera la flexión longitudinal y distribución de la fuerza cortante en redundantes los sistemas estructurales. Por último, el efecto del arrastre por cortante en la distribución de esfuerzo cortante en la brida de la caja, en comparación con la predicción de la teoría de flexión es también apreciable. Una situación típica en la que se destaca la redistribución grandes son causados por la fluencia es el desarrollo de un momento de flexión negativa sobre el soporte cuando dos tramos adyacentes inicialmente se erige como vigas simplemente apoyadas por separado y posteriormente se hizo continua sobre el soporte. A falta de fluencia, el momento de flexión sobre el apoyo debido al peso propio es cero, por lo que el momento de flexión negativa que se desarrolla enteramente a la fluencia.

Effect of shear lag on distribution of stresses at the support of a box girder

Fig. 14 efecto del arrastre por cortante en la distribución de esfuerzos en el apoyo de una viga cajón

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DIAFRAGMAS:

La ventaja de sección cerrada se realiza sólo cuando la distorsión de la sección transversal está restringido. La distorsión puede ser revisado por dos maneras: en primer lugar por la mejora de la rigidez de flexión de la web y las bridas de las oportunas de refuerzo, así como tensiones adicionales generados debido a la restricción a la distorsión se encuentran dentro de los límites de seguridad. La segunda alternativa para comprobar la distorsión puede ser proporcionar diafragmas como muros de corte en la sección donde se va a comprobar. Estos diafragmas distribuir el diferencial de tijeras de la web a las pestañas también por flexión en la placa de anuncios por las fuerzas de cizalla en el diafragma.

La introducción de los diafragmas en las vigas de caja tendrá dos efectos en los momentos transversales en losas:

1) Si la distancia entre el diafragma es aproximadamente igual a la distancia transversal de las redes, los momentos de flexión transversal podrán reducirse como resultado de la acción de dos vías losa de apoyo del diafragma.

2) Los momentos causados por la desviación diferencial se eliminarán en la región influenciada por una membrana.

Por la prestación de los diafragmas, transversal flexión causada por los momentos, como resultado de la desviación diferencial de la parte inferior y forjados se eliminan. El espaciamiento apropiado de los diafragmas se puede determinar mediante el uso de la viga elástica sobre la fundaciónconcepto de controlar con eficacia la desviación diferencial. El uso de diafragmas en los apoyos que están en lugares definidos de la carga concentrada disminuye significativamente las deformaciones diferenciales cerca de los apoyos y siempre debe ser proporcionada.

Como medida de lo posible diafragmas interiores se evitan, ya que no sólo dan lugar a una carga adicional, sino también interrumpir y retrasar el ciclo de fundición que resulta en la demora global en la construcción. En general, los diafragmas interiores serían necesarios para la sección de caja, que tiene redes de luz y con el apoyo de las losas relativamente rígido. Esta forma de sección transversal no es apropiado para vigas cajón de hormigón, a pesar de pretensado se realiza externamente este tipo de sección transversal no está justificada.

Diafragmas que están fuera rigidez de sus aviones, si las hay en los apoyos, restringir deformación en tramos continuos, dando lugar a tensiones. Estas tensiones añadir a esfuerzos de flexión longitudinal. Como las condiciones de par máximo no suelen coincidir con las condiciones de máxima flexión, y hace hincapié en la deformación, si ocurren, no puede por tanto, aumentar los esfuerzos de flexión a los valores inaceptables