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EI tema del "diseño de mezclas de hormigón" ha motivado la imaginación de expertos e ingenieros durante más de un siglo. Sin embargo muchos han concluido, después de extensos estudios teóricos y experimentales, que hay una gran dificultad para concebir, dosificar y fabricar " el hormigón perfecto " es decir aquel producto con sus mejores propiedades estructurales. Comprender este aspecto se hace sencillo al revisar el ciclo de vida de cualquier estructura construida con este material. AI momento de planear la dosificación de una mezcla de hormigón, la mayor preocupación se centra en su costo, posteriormente, cuando es preparado, esta se traslada a la facilidad para ser colocado; en su etapa de fraguado y endurecimiento es la velocidad con la que se gana resistencia y el tratamiento que se requiere para su comportamiento en servicio, y por último, cuando ha alcanzado su madurez, el interés se concentra en responder a la pregunta: ¿Cuánto tiempo permanecerá con la resistencia, textura y permeabilidad adecuadas?. Las anteriores anotaciones esconden las variables que deben tenerse en cuenta al momento de diseñar una mezcla de hormigón. EI costo, la resistencia a compresión, a cortante, a flexión y a torsión, la densidad, el módulo de elasticidad y el de Poisson, las características de acabado, color y textura, la durabilidad, la permeabilidad y fatiga, la abrasión, la trabajabilidad, las necesidades de colocación, el vibrado, el curado, el fraguado, la ganancia de resistencia con el tiempo, la fluencia, la retracción, el comportamiento frente al fuego, los ambientes climáticos agresivos y las cargas de impacto o que producen vibración. Neville divide estas variables en dos amplios grupos y las clasifica como: las requeridas para el hormigón endurecido que se rigen por las características de la estructura y las requeridas por el hormigón fresco que se rigen por el tipo de construcción y por las condiciones de colocación. Es obvio que no todas las obras requieren de un análisis riguroso de las variables antes mencionadas y que en algunas obras prevalecerán unas sobre otras. Esto ha llevado a la creación de grupos de hormigones según el "valor'" de estas variables, apareciendo adjetivos tales como: normal, seco, pesado, liviano, de alta resistencia, autonivelante, de fraguado rápido, con adiciones, con aditivos y de alto desempeño. A este último, olvidando o aislando la variable costo, podría calificársele como el "casi-perfecto". La ingeniería ha conjugado entonces la investigación, la experiencia y el empirismo con el objetivo de encontrar métodos que permitan especificar las cantidades de cada material que garanticen, suponiendo un correcto mezclado y curado, un hormigón con las características deseables. Estos métodos no son ni exactos ni únicos, se han adaptado y asociado a cada uno de los hormigones señalados en el párrafo anterior. Cada uno de ellos se basa en un procedimiento que evoluciona mediante ciclos de ensayo y error y que resulta especial para optimizar una variable en particular, algunos de estos métodos son: Weymouth, Fuller-Thompson, Bolomey, Faury, Joisel, ACI-211.1. Antes de terminar estas líneas es importante hacer énfasis en que es un ideal, por lo menos por ahora, obtener un hormigón en el cual se alcance, al mismo tiempo, el máximo "valor" para cada una de las variables al principio anotadas. Esto convierte el diseño de mezclas en un intento por encontrar las proporciones que generen un compuesto de características aceptables en todo momento de su ciclo de vida y al cual se pueda 'llamar el "hormigón adecuado". A partir de lo anterior no debe deducirse que hacer un " buen hormigón" sea imposible o extremadamente difícil. EI seleccionar los materiales, luego estudiar experimentalmente sus propiedades y finalmente proponer unas proporciones es un procedimiento que sigue siendo confiable y útil en Ia mayoría de las aplicaciones prácticas. De nuevo puede citarse a Nevile quien anota: los ingredientes de un “mal hormigón" y de un "buen hormigón" son exactamente los mismos para lograr el primero "solo hay que mezclar un cementante con agregados, agua y aditivos consiguiendo una sustancia de inadecuada consistencia que al endurecerse se convierte en una masa no homogénea con cavidades,......... , la diferencia radica tan solo en conocimientos prácticos en el “saber cómo" que a menudo no representa ningún costo adicional en la obra.

Resumen: este libro se comenzó a escribir con el objeto de recopilar en forma ordenada unas notas escritas que sirvieran de guía o marco de referencia a los cursos de diseño estructural de hormigón armado que se dictan en los programas de pregrado de la Escuela de Ingeniería Civil en la Facultad de Minas. Se fundamenta en la experiencia docente e investigativo del autor así como en los resultados de algunas pruebas de laboratorio las cuales sirvieron de apoyo en el complemento requerido para la aplicación local de las teorías que universalmente han sido aceptadas. EI libro se trabaja con base en, los requisitos exigidos en Ia Norma Sismo Resistente, Colombiana NSR-98 y se actualiza con el documento código ACI 318-02. Interpreta de manera sencilla y lógica el proceso de diseño, para lo cual el autor siempre se ha basado en los clásicos de la ingeniería del hormigón. El libro esta dirigido tanto a los estudiantes de ingeniería civil, arquitectura y construcción que toman por primera vez un curso de diseño estructural como también a aquellos profesionales que requieren actualizar, recordar, revisar o aclarar conceptos básicos sobre estos aspectos técnicos. Al utilizar la nomenclatura propia del Instituto Americano del Hormigón (ACI) se esta reconociendo la enorme influencia que ha tenido este organismo en el estudio de este material de construcción. Se debe mencionar la inmensa gratitud a la participación directa e indirecta de profesores y estudiantes de la Escuela de Ingeniería civil quienes con sus sugerencias y colaboración directa aportaron mejoras a esta primera edición. Se reconoce en especial la colaboración directa aportaron mejoras a esta primera edición. Se reconoce en especial la colaboración en el trabajo de organización y montaje del texto al estudiante y ahora ingeniero Hernán Darío Marín Espinosa y al Ingeniero Julio Cesar Yépez Ruiz quien elaboró el software final para el libro

El edificio objeto del presente trabajo fue diseñado y construido por el Arq. Jesús Mejía Montoya en el año de 1931 por orden directa del Departamento de Antioquia. Este reemplazaba la vieja casona que sirvió de aulas de clase por mas de 10 años a la conocida “ Escuela de Agricultura Tropical y Veterinaria” o “ Escuela Superior de Agronomía”( 1). En el diseño original se presenta una edificación de dos pisos, irregulares tanto en altura como en planta. En su primer nivel se instalaron los laboratorios de química, física, botánica, fitopatología, entomología, zoología, lechería, suelos y avicultura. Además las oficinas de dirección y secretaria de agronomía. Todos con una losa de hormigón armado maciza como cubierta. En el segundo nivel funcionaron el salón para grados y conferencias, el salón biblioteca y las aulas de clase. Este segundo nivel tiene como cubierta una losa de hormigón armado maciza apoyada sobre muros de mampostería sin refuerzo y vigas cargueras. De acuerdo al análisis de los pocos registros técnicos disponibles de la edificación, se puede rápidamente concluir que ella solo garantizaba una carga por uso y ocupación equivalente a la de aulas y salones de reunión solo en la parte frontal es decir sobre la segunda planta. En la amplia literatura disponible sobre el tema se destaca que este sistema portante conformado por una combinación de pórticos de hormigón armado en el interior de la edificación y por muros cargueros sin refuerzo en la fachada y los muros interiores, brinda una combinación estructural muy vulnerable tanto para cargas laterales como para verticales al no garantizar una adecuada protección ni confiabilidad estructural ante cualquier sobrecarga vertical o lateral. La mampostería sin refuerzo, que es el sistema típico utilizado en esta edificación, se debe rehabilitar en cualquier sitio sometido a cargas sísmicas. Adicionalmente este tipo de sistema estructural, dadas sus características de falla frágil y súbita, sin previo aviso, solo es confiable en zonas sin amenaza sísmica y cuando se maneja con altos coeficientes de seguridad. Se habla en estos casos de valores mayores de 7. Para el año 1940 al edificio se le construyó un piso adicional sobre las dos losas laterales para usar la cubierta como sistemas de piso que soportan aulas y oficinas. Esta modificación solo aparece registrada en los archivos de la Universidad pero no se tiene un documento técnico de soporte que indique un estudio de viabilidad del proyecto. La cubierta para estas nuevas aulas fue en cerchas de madera con teja de barro. Respecto a documentos de construcción tales como bitácora, registros de materiales, ensayos de resistencia y modificaciones posteriores no se tiene ningún registro. El edificio en la actualidad está notoriamente intervenido. Se han cambiado muros interiores cargueros, se han colocado nuevas divisiones, se ha alterado cíclicamente las cargas de uso y ocupación. Pero al margen de lo anterior es importante resaltar el poco mantenimiento que ha tenido la edificación tanto interior como exteriormente. Esto último afecta la rehabilitación y actualización estructural al incrementarse los costos de reparación. Un aspecto importante de resaltar es que la edificación ha estado en servicio 70 años y ha soportado las combinaciones de cargas verticales y laterales impuestas sin manifestar un síntoma evidente de falla. Sin embargo esto no significa que la estructura sea segura. Como se anota antes, los materiales y el sistema estructural usado se consideran de alta rigidez pero muy frágiles en el momento de la falla, es decir no avisan y su desplome es súbito. Esta es una de las principales razones por las cuales se debe acondicionar la estructura. Por ser declarado el edificio patrimonio cultural de la nación, su intervención estructural esta supeditada a la conservación de los elementos arquitectónicos que le permitan mantener su integridad estética, espacial y funcional. En este sentido la solución propuesta en este trabajo respeta al máximo el diseño original arquitectónico del edificio. Otra

Este trabajo representa la recopilación y análisis de varios años de estudio y verificación de las propiedades de los conglomerantes hidráulicos calcáreos (cementos). El autor ha realizado en los cursos regulares de hormigón, en trabajos dirigidos de grado y en análisis de laboratorio para la industria de la construcción, un amplio número de pruebas no sólo con los cementos nacionales sino con cementos de otros países, y ha podido comprobar la eficiencia y aplicabilidad de los métodos de ensayo que se utilizan en nuestras normas. Es importante resaltar aquí que el objetivo fundamental de este texto es presentarle al lector una visión clara y analítica de los conglomerantes hidráulicos llevándolo poco a poco al entendimiento y análisis de las propiedades del material. Para alcanzar este objetivo el libro se divide en tres capítulos de lectura y estudios básicos (del 1 al 3), y otros cuatro capítulos de explicación y análisis de resultados de laboratorio. El capítulo 1 presenta en forma detallada los aspectos fundamentales de los conglomerantes hidráulicos que utilizan la cal como materia prima fundamental. Se dan las definiciones sobre el material, se explica su origen, clasificación, fabricación y aplicación.

EI control estadístico de calidad en la industria es actualmente la piedra angular en que está apoyada toda la tecnología moderna. Es un hecho ya comprobado que en un mercado cada vez más exigente el uso de las herramientas estadísticas ya sea en el control de procesos o de productos repercute significativamente en la vida futura de una empresa. A nivel mundial se ha emprendido una amplia campaña de difusión y actualización del tema con la implantación en algunos proyectos, de un sistema de calidad acorde con las funciones y estructura organizacional de la entidad. En Colombia el Instituto Colombiano de Normas Técnicas, ICONTEC, ha preparado y acondicionado la serie ISO-9000 con el fin de iniciar este proceso a nivel nacional. Sin embargo, hay conciencia que en este sentido el camino que hay por recorrer es extenso y difícil. La enseñanza, la capacitación y el entrenamiento en los institutos técnicos, escuelas y universidades e incluso el auto aprendizaje no pueden pasar por alto el control de calidad, máxime con las potentes herramientas con que cuenta hoy en día la ciencia como lo es la computadora personal. EI control estadístico de calidad en la industria es actualmente la piedra angular en que está apoyada toda la tecnología moderna. Es un hecho ya comprobado que en un mercado cada vez más exigente el uso de las herramientas estadísticas ya sea en el control de procesos o de productos repercute significativamente en la vida futura de una empresa. A nivel mundial se ha emprendido una amplia campaña de difusión y actualización del tema con la implantación, en algunos proyectos, de un sistema de calidad acorde con las funciones y estructura organizacional de la entidad. EI objetivo principal de este libro es presentarle al lector de una manera práctica la forma como se pueden analizar estadísticamente una serie de resultados de ensayos para tomar decisiones acordes con las características variables del evento analizado. Es por esto que en el primer capítulo se esboza en forma simple la utilización de la estadística básica, que es el primer paso de análisis de datos observados. Posteriormente, se sitúa al lector en las distribuciones de frecuencia, con el fin de conocer el comportamiento de la variable y así aplicar eficientemente las formulas del Capítulo 4 en donde se estudian los intervalos de confianza de la variable. A continuación, el lector podrá utilizar alternativamente en el análisis el Capítulo 5 ó 6 según las necesidades del estudio. EI autor es consciente de la gran cantidad de cálculos y gráficas que se deben realizar en estos análisis, sin embargo, existen en el mercado programas de computador ágiles y potentes que ayudaran al investigador a dedicar más tiempo al análisis de la información que se esta procesando que al cálculo matemático. EI autor ha trabajado con paquetes tales como: STATPACK, STATGRAPHICS, QPRO, y algunas otras herramientas como el LOTUS y el EXCEL. Finalmente, el lector encontrara en estas páginas una herramienta simple y potente con la que podrá resolver muchos problemas que en la práctica son a veces imposibles de descifrar. Las fórmulas utilizadas, los conceptos emitidos y los resultados experimentales son tomados directamente de la literatura técnica, y es por esto que deja constancia que el trabajo es mas de recopilación y análisis de lo que otros investigadores han realizadO.

Este trabajo se basa fundamentalmente, en el programa que se debe estudiar en la asignatura Hormigón I que actualmente se dicta a los estudiantes de pregrado de la carrera de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de la seccional de Medellín. Contiene un detallado estudio de los principios fundamentales que rigen el análisis y diseño del hormigón armado. Para tal efecto se parte de la Estática y resistencia de los materiales en la postulación de los elementos teóricos y luego se involucran todos los resultados experimentales que han dado lugar a la formulación de métodos de diseño adecuados y confiables para la mayoría de las aplicaciones prácticas en que se utiliza el material. Este es el enfoque que se ha venido utilizando desde principios del siglo XX, y representa un gran avance en el entendimiento del comportamiento del hormigón armado bajo carga. El texto sigue prácticamente los lineamientos propuestos por los grandes institutos y asociaciones internacionales dedicados a la investigación, como lo son el A.C.I (American Concrete Institute), la P.C.A (Portland Cement Association), la A.N.S.I (American National Standars Institute), esto a nivel americano. A nivel europeo, en algunos temas se recurre al C.E.B (Comité Europeo del Hormigón) y a la RILEM (Reunión Internacional de Laboratorios de Ensayos de Materiales). El método de diseño empleado en el texto, es el diseño por resistencia, reconocido como el mas adecuado a la luz de los últimos avances tecnológicos. A pesar de ser un método que todavía presenta fallas en su filosofía, es sin lugar a dudas el mas cercano al método ideal como lo es el diseño probabilístico del hormigón armado Diseño Limite. Con base en todo lo anterior el orden a seguir en el desarrollo del libro es el siguiente: primero, se hace una presentación mas o menos general de los conceptos estructurales básicos necesarios para abordar el tema de diseño (cargas, seguridad, códigos, etc.) Este sería el capítulo introductorio. Luego, en el capítulo 2 se estudian todas las propiedades de los constituyentes del hormigón armado. Este capítulo es de suma importancia para el lector ya que algunos de los temas a tratar serán de mucha utilización en los capítulos posteriores. En el capítulo 3 se hace una amplia presentación del comportamiento a flexión de los elementos de hormigón armado, se aprende a manejar el análisis de secciones y análogamente se dan criterios básicos para el diseño a flexión de vigas de hormigón armado. En este capítulo también se tratan temas especiales como vigas con esfuerzo a compresión (doblemente reforzadas), vigas en T y en L y losas en una dirección. Quedo por lo tanto comprometido con los lectores a entregarles otros capítulos en un próximo texto que complemente el estudio que se inició con esta primera parte. Este próximo texto constituye la segunda parte del análisis y diseño de secciones de hormigón armado y contiene los temas de cortante y tracción diagonal, adherencia anclaje y longitud de desarrollo y condiciones de servicio. En este libro estoy trabajando actualmente. Sin temor a equivocarme, los temas tratados en esta primera parte son suficientes, y a la luz de mi experiencia docente, ambiciosos para un primer curso de hormigón armado, máxime cuando muchos de estos aspectos representan conclusiones de extensas y complejas investigaciones. Finalmente este libro representa una recopilación de notas de clase, y algunos resultados de trabajos dirigidos de grado que el autor ha asesorado durante los últimos 5 años de docencia en la Universidad Nacional. Muchos de los conceptos emitidos están respaldados no sólo por trabajos experimentales, sino también por desarrollos matemáticos llevados a cabo por los grandes investigadores del hormigón armado, desde Monier hasta Winter, Nilson, Fergusson, Wang, Salmon, Park, Nawy, MacGregor, y otros cuyos nombres se me pierden en la intensidad del estudio del hormigón armado. Quiero dejar constancia que en ningún momento he pretendido ser el autor de todas las ideas aquí expuestas. Como lo acabo de decir, el texto constituye una recopilación bibliográfica de una tecnología que ha sido comprobada, verificada y modificada por las grandes asociaciones e institutos de investigación mundial. En este sentido lo que he adquirido hacer es una ordenación de notas y una reflexión sobre lo escrito de tal forma que el libro sea un medio de consulta general a los lectores (Estudiantes universitario, profesores e ingenieros) de quienes, espero me indiquen los comentarios pertinentes sobre el texto.

Este método es el resultado de extensas investigaciones, en el campo del hormigón, de varias organizaciones Norteamercanas entre ellas: el A.C.I., P.C.A., U.S.B.R. Se fundamenta en los trabajos experimentales de Andrew Duff Abrams, Richart y Talbot, Goldbeck y Gray. Es un método empírico cuyos resultados han sido confirmados por una amplia información experimental. El procedimiento de diseño se puede realizar ya sea mezclando los materiales por volumen absoluto y luego calculando los pesos de cada uno de los componentes, o, directamente, calculando el peso del hormigón y deduciendo luego el peso de cada uno de los ingredientes, siempre para obtener un metro cúbico de hormigón. Ambas formas de cálculo de la mezcla tiene en cuenta todo lo relacionado con la facilidad de colocación, resistencia a la compresión o a la flexión, durabilidad y economía; además tiene una gran ventaja; se puede programar con facilidad para un rápido y práctico manejo del método.