La ingeniera del concreto

Una vez que el acero está en su lugar, se puede comenzar a preparar el hormigón, mezclando cemento, arena, virutas de piedra en una gama de tamaños, y el agua en una mezcladora de cemento, y verter el concreto líquido en el encofrado tilll exactamente a la derecha Nivel. El hormigón se endurecerá en cuestión de horas, pero tarda un mes en alcanzar toda su fuerza. Por lo tanto, es generalmente apoyado hasta ese período. Durante este tiempo el hormigón debe ser curado, o suministrado con agua en su superficie, que necesita para que las reacciones químicas dentro de proceder correctamente.

Elaborar la "receta" exacta, o las proporciones de cada ingrediente es una ciencia en sí mismo. Se llama diseño de mezcla de hormigón. Un buen diseñador de la mezcla comenzará con las características que se desean en la mezcla, después toma muchos factores en cuenta, y trabaja hacia fuera un diseño detallado de la mezcla. Un ingeniero de sitio suele pedir un tipo diferente de mezcla para un propósito diferente. Por ejemplo, si está echando una pared de concreto delgada en un área difícil de alcanzar, pedirá una mezcla que sea más fluida que rígida. Esto permitirá que el concreto líquido fluya por gravedad en cada esquina del encofrado. Sin embargo, para la mayoría de las aplicaciones de construcción se utiliza una mezcla estándar.

Ejemplos comunes de mezclas estándar son M20, M30, M40 de concreto, donde el número se refiere a la resistencia del hormigón en n / mm2 o newtons por milímetro cuadrado. Por lo tanto, el hormigón M30 tendrá una resistencia a la compresión de 30 n / mm2. Una mezcla estándar también puede especificar el tamaño máximo de agregado. Los agregados son las virutas de piedra usadas en concreto. Si un ingeniero especifica concreto M30 / 20, quiere hormigón M30 con un tamaño agregado máximo de 20 mm. No quiere concreto con una fuerza de entre 20-30 n / mm2, lo cual es una mala interpretación común en algunas partes del mundo.

Así que la estructura es en realidad un marco de miembros conectados, cada uno de los cuales están firmemente conectados entre sí. En lenguaje de ingeniería, estas conexiones se llaman conexiones de momento, lo que significa que los dos miembros están firmemente conectados entre sí. Existen otros tipos de conexiones, incluidas las conexiones con bisagras, que se utilizan en estructuras de acero, pero las estructuras de armazón de hormigón tienen conexiones de momento en el 99,9% de los casos. Este marco se vuelve muy fuerte, y debe resistir las diversas cargas que actúan sobre un edificio durante su vida.

Estas cargas incluyen:

Cargas Muertas: la fuerza hacia abajo sobre el edificio que proviene del peso del edificio mismo, incluyendo los elementos estructurales, paredes, fachadas y similares.

Cargas vivas: la fuerza hacia abajo en el edificio que proviene del peso esperado de los ocupantes y sus posesiones, incluyendo muebles, libros, etc. Normalmente, estas cargas se especifican en los códigos de construcción y los ingenieros estructurales deben diseñar edificios para transportar estas o más cargas. Estas cargas varían con el uso del espacio, por ejemplo, si es residencial, oficina, industrial por nombrar algunos. Es común que los códigos requieran que las cargas vivas para residencias sean de un mínimo de 200 kg / m2, oficinas de 250 kg / m2, e industriales de 1000 kg / m2, lo que equivale a 1T / m2. Estas cargas vivas a veces se llaman cargas impuestas.

Cargas Dinámicas: éstas ocurren comúnmente en puentes e infraestructura similar, y son las cargas creadas por el tráfico, incluyendo las cargas de frenado y aceleración.

Cargas de viento: Este es un factor de diseño muy importante dentro de cualquier vivienda o edificio, especialmente para edificios altos, o edificios con gran superficie. Los edificios están diseñados para no resistir las condiciones de viento cotidianas, pero las condiciones extremas que pueden ocurrir una vez cada 100 años o así. Estos son llamados windspeeds de diseño, y se especifican en los códigos de construcción. Normalmente se puede requerir que un edificio resista una fuerza de viento de 150 kg / m2, que puede ser una fuerza muy significativa cuando se multiplica por la superficie del edificio.

Cargas de terremoto: en un terremoto, el suelo sacude vigorosamente el edificio tanto horizontal como verticalmente, como si un caballo trozos sacudiera a un jinete en el deporte del rodeo. Esto puede hacer que el edificio se deshaga. Cuanto más pesado sea el edificio, mayor será la fuerza sobre él. Es importante señalar que tanto el viento como el terremoto imponen fuerzas horizontales sobre el edificio, a diferencia de las fuerzas de gravedad que normalmente resiste, las cuales son verticales en dirección.