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Diseño estructural de vigas y columnas de concreto

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    • DISEÑO ESTRUCTURAL III CLAVE DE LA ASIGNATURA: S401304 PROGRAMA DE ESTUDIO UNIVERSIDAD DEL GOLFO DE MEXICO LICENCIATURA EN ARQUITECTURA SEPTIEMBRE 2008. TERCER SEMESTRE DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 1 ESTRUCTURAL III
    • OBJETIVOS GENERALES: • Calculará propondrá y dimensionará los elementos estructurales Calculará, que integran los sistemas constructivos en mampostería y madera. • Aprenderá la aplicación de reglamentos para cálculo de elementos estructurales. l ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE • Elaboración de dibujos de ejercicios prácticos. Elaboración de prácticos maquetas. • Exposición en pizarrón y proyecciones. MODALIDAD DE EVALUACION DE LA ASIGNATURA • - Exámenes exploratorios (3) 30% • - A.C (trabajos, tareas, modelos) 60% • - Participación 10% • TOTAL 100% DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 2 ESTRUCTURAL III
    • BIBLIOGRAFÍA: • PARKER, Harry; “Diseño simplificado de estructuras de madera”; Edit. LIMUSA; México, 1999. Edit México 1999 • LUTHE, García Rodolfo; “Análisis estructural”, Edit. Alfaomega; México 2000 México, 2000. • AMBROSE. James, “Estructuras”, Edit. LIMUSA; México, 2001. • IMCA; “Manual de construcción en acero-dep 1”; Trillas; México, 2002. • SCHMITT; “Tratado de construcción”; Edit. Gustavo Pili; Barcelona; 2002. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 3 ESTRUCTURAL III
    • TEMARIO • MUROS – Muros de carga – Muros confinados confinados. – Muros diafragma. – Muros reforzados reforzados. – Muros no reforzados. – Muros d contención. M de t ió – Mamposterías. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 4 ESTRUCTURAL III
    • 2. ELEMENTOS ESTRUCTURALES COMPLEMENTARIOS – Vigas. • 2.1.1. Secciones simples • 2.2 Columnas. • 2.2.1. Secciones simples y compuestas. • 2.3 Armaduras; isostáticas • 2.4 Diseño de elementos de unión y sujeción: placas, grapas, pernos, madera contrachapada, etc. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 5 ESTRUCTURAL III
    • 3. DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES – Dimensionamiento de vigas y de marcos. • Comprobaciones. • ViVigas aperaltadas lt d – Columnas • 3.2.1. Carga axial. g • 3.2.2. Carga excéntrica. • 3.2.3. Dimensionamiento de armaduras (análisis por viento). • 3.3 33 Elementos de unión: placas, remaches tornillos y placas remaches, soldadura. • 3.4 Acero laminado. • 3.5 35 Dimensionamiento de columnas columnas. • 3.6 Dimensionamiento de elementos de unión. • 3.7 Dimensionamiento de armaduras. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 6 ESTRUCTURAL III
    • 1. MUROS Definición del muro muro. • Un muro es una construcción que presenta una superficie vertical y sirve para cerrar un espacio. • Los hay construidos de diversos materiales como mamposterías, madera, metal, etc. TIPOS DE MUROS – Muros de carga. • Los muros de carga son aquellos que son el soporte de alguna estructura o losa; deben ser construidos con materiales resistentes como mamposterías acero y mamposterías, madera. Deben ser diseñados estructuralmente. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 7 ESTRUCTURAL III
    • Muros de carga DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 8 ESTRUCTURAL III
    • 1.2 Muros confinados. • Los muros confinados son aquellos que están delimitados por elementos estructurales para conferirles mayor estabilidad y resistencia. • Los muros d mampostería d b L de í deben confinarse con fi cadenas y castillos. • Los de L muros d acero d b confinarse con perfiles d deben fi fil de acero. • Los muros de madera deben confinarse con barrotes y polines. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 9 ESTRUCTURAL III
    • Muros confinados DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 10 ESTRUCTURAL III
    • 1.3 Muros diafragma. – Estos E t son llos que se encuentran rodeados por llas vigas y t d d i columnas de un marco estructural al que proporcionan rigidez ante cargas laterales. Pueden ser de mampostería confinada, g p , reforzada interiormente, mampostería no reforzada o de piedras naturales. El espesor de la mampostería de los muros no será menor de 100 mmmm. Solución 1 Solución 2 ¼H VR,columna elementos para evitar H el volteo Carga t ≥ 100 mm VR,columna ¼H CORTE castillos o refuerzo interior VR,columna ≥½Carga DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 11 ESTRUCTURAL III
    • 1.4 Muros reforzados interiormente. • Estos tá f E t muros están reforzados con b d barras o alambres corrugados l b d de acero, horizontal y verticalmente, colocados en las celdas de las piezas, en ductos o en las juntas. El acero de refuerzo, tanto p , j , horizontal como vertical, se distribuirá a lo alto y largo del muro. s ≤ 300 mm PLANTA Ast Ast DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 12 ESTRUCTURAL III
    • Muros reforzados (interiormente). p y h o r iz o n t a l e n p r e tile s m a y o re s a 5 0 0 m m R e fu e rz o e n ¼ s e p . re fu e rz o a b e rtu ra s s i > e n d o b le c e ld a (6 .1 .8 ) d im e n s ió n 600 m m (6 .1 .6 ) a b e rtu ra q u e n o r e q u ie r e r e fu e r z o e le m e n to d e re fu e rz o h o r iz o n ta l (6 .1 .6 ) s e p a r a c ió n d e r e fu e r z o e n d o b le c e ld a DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 13 ESTRUCTURAL III
    • 1.5 Muros no reforzados. MAMPOSTERÍA DE PIEDRAS NATURALES • Esta ió fi E t sección se refiere all di ñ y construcción d muros o diseño t ió de bardas. También pueden ser cimientos, muros de retención (contención) y otros elementos estructurales de mampostería. • La mampostería puede ejecutarse en calidades de 1ª 2ª y 3ª 1ª, 3ª. • Las piedras no necesitarán ser labradas, pero se evitará, en lo posible, el empleo de piedras de formas redondeadas y de cantos rodados Por lo menos el 70 por ciento del volumen del elemento rodados. menos, estará constituido por piedras con un peso mínimo 30 kg., cada una, y con un espesor de 30 cm. • Los morteros a emplearse deben contener cemento cemento. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 14 ESTRUCTURAL III
    • Muros no reforzados. MAMPOSTERÍA DE PIEDRAS NATURALES DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 15 ESTRUCTURAL III
    • 1.6 Muros de contención. • El muro de contención se define como: “Toda estructura continua que de forma activa o pasiva produce un efecto estabilizador sobre una masa de terreno”. • El carácter fundamental de los muros es el de servir de elemento de contención de un terreno o una masa, que en unas ocasiones es un terreno natural y en otras un relleno artificial artificial. • En la situación anterior, el cuerpo del muro trabaja esencialmente a flexión y a la compresión vertical debida a su propio peso es generalmente despreciable. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 16 ESTRUCTURAL III
    • • Sin embargo, en ocasiones el muro desempeña una segunda misión que es lla d t d i ió de transmitir cargas verticales iti ti l al terreno, desempeñando una función de cimiento. • La carga vertical puede venir de una cubierta situada sensiblemente a nivel del terreno o puede ser producida también por uno o varios forjados apoyados sobre el muro y por pilares que se apoyan en su coronación coronación, transmitiéndole las cargas de las plantas superiores. • Estos muros deben llevar drenaje. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 17 ESTRUCTURAL III
    • Muros de contención. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 18 ESTRUCTURAL III
    • 1.7 Mamposterías. • El uso de las mamposterías en la arquitectura y construcción es muy variado. y • Como podremos ver, su uso esta básicamente en tres elementos estructurales: Cimientos, Cimientos muros y cubiertas cubiertas. En cimientos: • Mamposterías de piedra braza. • Mamposterías de piedra negra. • Cimientos de concreto ciclópeo. (concreto simple). • Cimientos de concreto armado. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 19 ESTRUCTURAL III
    • En muros: • Muros de ladrillo rojo común. (tabique). • M Muros de ladrillo extruido. d l d ill t id • Muros de concreto ligero (blocks macizos y huecos). • Muros de adobe . • Muros de sillar. • Muros de piedra braza y negra negra. • Muros de concreto armado. • Muros de cualquier tipo piedra (según la región) región). DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 20 ESTRUCTURAL III
    • En cubiertas: • Cúpulas y bóvedas de ladrillo. • Losas macizas de concreto armado. • Losas prefabricadas de vigueta y bovedilla. • Losas prefabricadas variadas. • Losa artesonada. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 21 ESTRUCTURAL III
    • • Como notamos, el mayor uso de las mamposterías es en los muros; que son elementos sustentantes en una estructura. • Y su uso es menor en las cubiertas; ya que estas trabajan primordialmente a flexión; y por lo tanto necesitan estar reforzadas con acero acero. • El trabajo estructural de la mampostería es a compresión. Ejemplos: Cimientos de mampostería. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 22 ESTRUCTURAL III
    • Muros de tabique rojo común. Ladrillos extruidos. Blocks de concreto ligero. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 23 ESTRUCTURAL III
    • Sillares. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 24 ESTRUCTURAL III
    • Cúpulas y bóvedas de ladrillo. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 25 ESTRUCTURAL III
    • Losas prefabricadas de vigueta y bovedilla. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 26 ESTRUCTURAL III
    • 2. ELEMENTOS ESTRUCTURALES COMPLEMENTARIOS DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 27 ESTRUCTURAL III
    • 2.1 Vigas. • Viga.- Es un elemento estructural de forma alargada y generalmente horizontal o inclinada que sirve para formar y cargar losas en los edificios y sostener cargas. • S t b j estructurall es a fl ió Su trabajo t t flexión. • Existen vigas de concreto reforzado, acero y madera. • A la viga de concreto se le conoce comúnmente con el nombre de trabe. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 28 ESTRUCTURAL III
    • Ejemplos: Trabes de concreto DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 29 ESTRUCTURAL III
    • Vigas de acero Vigas de madera DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 30 ESTRUCTURAL III
    • 2.1.1. Secciones simples de vigas Vigas simples o isostáticas. • Son las vigas en las cuales el número de reacciones en los apoyos pueden ser determinadas por ecuaciones de equilibrio: • ∑Fy, ∑Fx, ∑M. Como ejemplos tenemos: • Vigas simplemente apoyadas. • Vigas en voladizo o ménsula. • Vigas apoyadas con voladizo. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 31 ESTRUCTURAL III
    • DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 32 ESTRUCTURAL III
    • 2.2 Columnas. • Una columna es un elemento estructural vertical y de forma alargada que sirve en general para sostener el g q g p peso de la estructura, aunque también puede tener fines decorativos. • De ordinario su sección es circular; cuando es cuadrangular suele denominarse pilar. Y cuando esta adosada a un muro se llama pilastra. • La l tá L columna está comúnmente f ú t formada por t d tres elementos: basa, fuste y capitel. • Su trabajo estructural es a flexo compresión. • Existen columnas de mampostería simple, concreto armado, acero y madera. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 33 ESTRUCTURAL III
    • Ejemplo de columnas de concreto Ejemplo de columna de madera Ejemplo de columna de acero DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 34 ESTRUCTURAL III
    • 2.3 Armaduras isostáticas Definición de armadura Es E una estructura d b t t de barras unidas por sus extremos d id t de manera que constituyan una unidad rígida. Algunos ejemplos son: los puentes de acero los soportes de acero, cubiertas o algunas grúas. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 35 ESTRUCTURAL III
    • 2.4 DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE MADERA DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 36 ESTRUCTURAL III
    • 2.4 DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE MADERA DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 37 ESTRUCTURAL III
    • 2.4 DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE MADERA DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 38 ESTRUCTURAL III
    • 2.4 DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE MADERA DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 39 ESTRUCTURAL III
    • DISEÑO DE ELEMENTOS DE CONCRETO REFORZADO • Existen dos teorías para el diseño de estructuras de concreto reforzado: t f d 1) “La teoría elástica” llamada también “Diseño por esfuerzos de trabajo” trabajo”. 2) “La teoría plástica” ó “Diseño a la ruptura”. • La teoría elástica es ideal para calcular los esfuerzos y deformaciones que se presentan en una estructura de concreto bajo las cargas de servicio. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 40 ESTRUCTURAL III
    • Sin embargo esta teoría es incapaz de predecir la resistencia última de la estructura con el fin de determinar la estructura, intensidad de las cargas que provocan la ruptura y así poder asignar coeficientes de seguridad ya que la seguridad, hipótesis de proporcionalidad entre esfuerzos y deformaciones es completamente errónea en la vecindad de la falla de la estructura. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 41 ESTRUCTURAL III
    • La teoría plástica es un método para calcular y diseñar secciones de concreto reforzado fundado reforzado, en las experiencias y teorías correspondientes al estado de ruptura de las teorías consideradas consideradas. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 42 ESTRUCTURAL III
    • VENTAJAS DEL DISEÑO PLÁSTICO 1. En la proximidad del fenómeno de ruptura, los esfuerzos no son proporcionales a llas d f i l deformaciones unitarias, sii i it i se aplica la teoría elástica, esto llevaría errores hasta de un 50% al calcular los momentos resistentes últimos de una sección. 2 2. En cambio si se aplica la teoría plástica obtenemos cambio, plástica, valores muy aproximados a los reales obtenidos en el laboratorio. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 43 ESTRUCTURAL III
    • 3. La carga muerta en una estructura, generalmente es una cantidad invariable y bien definida en cambio la carga definida, viva puede variar mas allá del control previsible. En la teoría plástica se asignan diferentes factores de plástica, seguridad a ambas cargas tomando en cuenta sus características principales. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 44 ESTRUCTURAL III
    • 4. En el cálculo del concreto presforzado se hace necesario lla aplicación d l di i li ió del diseño plástico, lá i porque bajo cargas de gran intensidad, los esfuerzos no son proporcionales a llas f i l deformaciones. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 45 ESTRUCTURAL III
    • FACTORES DE CARGA Factor de carga es el número por el cual hay que multiplicar el valor de la carga real o de servicio para determinar la carga última que puede resistir un miembro en la ruptura ruptura. Generalmente la carga muerta en una estructura, puede determinarse con bastante exactitud pero no así la carga viva cuyos valores el proyectista solo los puede suponer ya que es imprevisible la variación de la misma durante y q p la vida de las estructuras; es por ello, que el coeficiente de seguridad o factor de carga para la carga viva es mayor que el de la carga muerta. Los factores que en el reglamento del ACI se denominan U, son los siguientes: DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 46 ESTRUCTURAL III
    • • A) Para combinaciones de carga muerta y carga viva: U = 1 4D + 1 7L 1.4D 1.7L Donde: D = Valor de la carga muerta L = Valor de la carga viva • B) Para combinaciones de carga muerta, carga viva y carga accidental: U = 0 75 (1 4D + 1 7L + 1 7W) ó 0.75 (1.4D 1.7L 1.7W) U = 0.75 (1.4D + 1.7L + 1.87E) Donde: W = Valor de la carga de viento E = Valor de la carga de sismo g DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 47 ESTRUCTURAL III
    • • Cuando la carga viva sea favorable se deberá revisar la combinación de carga muerta y carga accidental con los siguientes factores de carga: • U = 0 90D + 1 30W 0.90D 1.30W • U = 0.90D + 1.30E DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 48 ESTRUCTURAL III
    • FACTORES DE REDUCCIÓN Es un número menor que 1, por el cual hay que multiplicar la resistencia nominall calculada para obtener lla resistencia i t i i l l d bt i t i de diseño. Al factor de reducción de resistencia se denomina con la letra Ø: los factores de reducción son los siguientes: a) FR=0.9 para flexión. b) FR 0 8 para cortante y torsión FR=0.8 torsión. c) FR=0.7 para transmisión de flexión y cortante en losas o zapatas. zapatas DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 49 ESTRUCTURAL III
    • d) Flexocompresión: FR=0.8 cuando el núcleo esté confinado con refuerzo transversall circular que cumpla con llos requisitos d lla t i l l i it de sección 6.2.4, o con estribos que cumplan con los requisitos del inciso 7 3 4 b; 7.3.4.b; FR=0.8 cuando el elemento falle en tensión; FR=0.7 FR=0 7 si el núcleo no está confinado y la falla es en compresión; y e) FR = 0.7 para aplastamiento. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 50 ESTRUCTURAL III
    • El factor de reducción de resistencia toma en cuenta las incertidumbres en los cálculos de diseño y la importancia relativa de diversos tipos de elementos; proporciona disposiciones para la posibilidad de que las pequeñas variaciones adversas en la resistencia de los materiales, la mano de obra y las dimensiones las cuales, aunque pueden estar individualmente d t d l t l i di id l t dentro de las tolerancias y l i los límites pueden al continuarse, tener como resultado una reducción de la resistencia resistencia. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 51 ESTRUCTURAL III
    • 5.4 Paquetes de barras Las barras longitudinales pueden agruparse formando paquetes con un máximo d d b t á i de dos barras cada uno en d columnas y de tres en vigas, con la salvedad expresada en el inciso 7 2 2 d 7.2.2.d. Los paquetes se usarán sólo cuando queden alojados en un ángulo de los estribos. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 52 ESTRUCTURAL III
    • 5.7 Refuerzo por cambios volumétricos Por sencillez, puede suministrarse un refuerzo mínimo con cuantía iiguall a 0 002 en elementos estructurales tí 0.002 l t t t l protegidos de la intemperie, y 0.003 en los expuestos a ella, ella o que estén en contacto con el terreno terreno. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 53 ESTRUCTURAL III
    • VIGAS RECTANGULARES SIMPLEMENTE ARMADAS Una viga de concreto es rectangular, cuando su sección transversal en compresión tiene esa forma. Es i l E simplemente armada, cuando sólo ti t d d ól tiene refuerzo para f tomar la componente de tensión del par interno. En general en una viga la falla puede ocurrir en dos formas: general, 1) Una de ellas se presenta cuando el acero de refuerzo alcanza su límite elástico aparente o límite de fluencia Fy; sin que el concreto llegue aún a su fatiga de ruptura 0.85 F`c. Fc DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 54 ESTRUCTURAL III
    • - La viga se agrietará fuertemente del lado de tensión rechazando al eje neutro hacia las fibras más comprimidas, lo que disminuye el área de compresión, aumentando las fatigas del concreto hasta presentarse finalmente la falla de la pieza. Estas vigas se llaman “Subreforzadas” y su falla ocurre más ó menos lentamente y va precedida de fuertes p deflexiones y grietas que la anuncian con anticipación. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 55 ESTRUCTURAL III
    • 2) El segundo tipo de falla se presenta cuando el concreto alcanza su lí i 0 85 F` mientras que l límite 0.85 F`c i el acero permanece por debajo de su fatiga Fy. Este tipo de falla es súbita y prácticamente sin p p anuncio previo, la cual la hace muy peligrosa. Las vigas que fallan por compresión se llaman “Sobrereforzadas”. “Sobrereforzadas” DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 56 ESTRUCTURAL III
    • • Puede presentarse un tipo de vida cuya falla ocurra simultáneamente para ambos materiales es decir que el materiales, decir, concreto alcance su fatiga límite de compresión 0.85 F’c, a la vez que el acero llega también a su límite Fy Fy. A estas vigas se les da el nombre de “Vigas Balanceadas” y Vigas Balanceadas también son peligrosas por la probabilidad de la falla de compresión. p DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 57 ESTRUCTURAL III
    • Para evitar las vigas sobre reforzadas y las balanceadas, el reglamento del ACI 318 04 limita el porcentaje de 318-04 refuerzo al 75% del valor correspondiente a las secciones balanceadas balanceadas. Por otra parte también las vigas con porcentajes muy parte, pequeños, suelen fallar súbitamente. Por lo que no es conveniente poner una cuantía mínima de acero. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 58 ESTRUCTURAL III
    • REQUISITOS DE SEPARACIONES Y RECUBRIMIENTOS LIBRES DEL ACERO DE REFUERZO EN VIGAS Recubrimiento El refuerzo debe de tener recubrimiento adecuado cuyo fin es el de proteger al acero de dos agentes: La corrosión y el fuego. fuego La magnitud del recubrimiento debe fijarse por lo tanto, según la importancia de estos agentes agresivos agresivos. Por lo tanto, debe proveerse de un recubrimiento suficiente para tales fines aunque un recubrimiento demasiado fines, grande, provocará demasiadas grietas. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 59 ESTRUCTURAL III
    • El agrietamiento se debe a las deformaciones causadas por los cambios volumétricos y los esfuerzos ocasionados por fuerzas de tensión, por momentos flexionantes, o por las fuerzas cortantes cortantes. El recubrimiento se mide desde la superficie del concreto hasta la superficie exterior del acero, a la cual, se aplica el recubrimiento. Cuando se prescriba un recubrimiento mínimo para una clase de elemento estructural; éste debe medirse: Hasta el borde exterior de los estribos, anillos ó espirales, si el refuerzo transversal confina las varillas principales hasta la capa más cercana de varillas, si se emplea más de una capa sin estribos o anillos anillos. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 60 ESTRUCTURAL III
    • Límites para el Espaciamiento del Refuerzo en Vigas En cuanto a la separación de las varillas en vigas, el reglamento d l A C I 318 04 recomienda llo siguiente: l t del A.C.I. 318-04 i d i i t La distancia libre entre barras paralelas no debe ser menor que: El diámetro nominal de las barras: 1 3 veces el 1.3 tamaño máximo del agregado grueso ò 2.5 cm. Cuando el refuerzo paralelo se coloque en dos o màs capas capas, las varillas de las capas superiores, deben colocarse exactamente arriba de las que están en las capas inferiores, con una distancia libre entre ambas; no menor de 2.5 cm. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 61 ESTRUCTURAL III
    • Diseño por durabilidad Las estructuras deberán diseñarse para una vida útil de al menos 50 años, de acuerdo con los requisitos establecidos en el Cap. 4. (NTC-2004). 1.4 Análisis 1.4.1 Aspectos generales Las estructuras de concreto se analizarán, en general, con métodos que supongan comportamiento elástico. También pueden aplicarse métodos d análisis lí it siempre que d li ét d de áli i límite i se compruebe que la estructura tiene suficiente ductilidad y que se eviten fallas prematuras por inestabilidad Las inestabilidad. articulaciones plásticas en vigas y columnas se diseñarán • de acuerdo con lo prescrito en la sección 6 8 (NTC-2004) 6.8. (NTC 2004). DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 62 ESTRUCTURAL III
    • 1.5.1.2 Resistencia a compresión Los concretos clase 1 tendrán una resistencia especificada, fc’, igual o mayor que 250 kg/cm². La resistencia especificada de los concretos clase 2 será inferior a 250 kg/cm² pero no menor que 200 kg/cm². El Corresponsable en Seguridad Estructural o el Director Responsable de Obra cuando el trabajo no requiera de Obra, Corresponsable, podrá autorizar el uso de resistencias, fc’, distintas de las antes mencionadas, sin que, excepto lo señalado en el párrafo siguiente, sean inferiores a 200 kg/cm². DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 63 ESTRUCTURAL III
    • En muros de concreto reforzado de vivienda de interés social se admitirá el uso de concreto clase 2 con resistencia especificada de 150 kg/cm² si se garantizan los recubrimientos mínimos requeridos en 4 9 3 4.9.3. Todo concreto estructural debe mezclarse por medios mecánicos. El de clase 1 debe proporcionarse por peso peso. El de clase 2 puede proporcionarse por volumen. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 64 ESTRUCTURAL III
    • Columnas Geometría La relación entre la dimensión transversal mayor de una columna y la menor no excederá de 4. La dimensión transversal menor será por lo menos igual a 200 mm. Refuerzo mínimo y máximo R f í i á i a) La cuantía de refuerzo longitudinal no será menor que 0.01, 0 01 ni mayor que 0 04 0.04. b) El número mínimo de barras será seis en columnas circulares y cuatro en rectangulares. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 65 ESTRUCTURAL III
    • c) Sólo se permitirá formar paquetes de dos barras. d) El traslape de barras longitudinales sólo se permite en la mitad central del elemento. e) La zona de traslape debe confinarse con refuerzo transversal Requisitos para refuerzo transversal (Separación) Todas las barras o paquetes de barras longitudinales deben ti i t d b restringirse contra el pandeo con estribos o l d t ib zunchos con separación no mayor que: a) 850/ f y, con fy en kg/cm ; de la varilla mas delgada. kg/cm²; b) 48 diámetros de la barra del estribo; ni que c) La mitad de la menor dimensión de la columna. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 66 ESTRUCTURAL III
    • La separación máxima de estribos se reducirá a la mitad de la antes indicada en una longitud no menor que: a) la dimensión transversal máxima de la columna; ) ; b) un sexto de su altura libre; ni que c) 600 mm arriba y abajo de cada unión de columna con trabes o losas, medida a partir del respectivo plano de intersección. • En la parte inferior de columnas de planta baja este refuerzo debe llegar hasta media altura de la columna, y g debe continuarse dentro de la cimentación al menos en una distancia igual a la longitud de desarrollo de la barra más gruesa. á DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 67 ESTRUCTURAL III
    • • Grapas Para dar restricción lateral a barras que no sean de d esquina, pueden usarse grapas f i d formadas d por barras rectas, cuyos extremos terminen en un doblez a 135 grados alrededor de la barra o paquete restringido La separación máxima de las grapas se determinará con el criterio prescrito antes para estribos. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 68 ESTRUCTURAL III
    • • Columnas zunchadas El refuerzo transversal de una columna zunchada debe ser una hélice continua de paso constante o estribos circulares cuya separación sea igual al paso de la hélice. La cuantía volumétrica del refuerzo transversal, ps , no será menor que donde Ac área transversal del núcleo, hasta la circunferencia exterior de la hélice o estribo; Ag área transversal de la columna; y fy esfuerzo de fluencia del acero de la hélice o estribo. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 69 ESTRUCTURAL III
    • • La distancia libre entre dos vueltas consecutivas o entre • dos estribos no será menor que una vez y media el tamaño • máximo del agregado, ni mayor que 70 mm. • Los traslapes tendrán una vuelta y media. Las hélices se • anclarán en los extremos de la columna mediante dos • vueltas y media media. DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 70 ESTRUCTURAL III
    • • Ejemplos de estribos DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 71 ESTRUCTURAL III
    • Refuerzo transversal Vertical en uniones Viga-columna DISEÑO Arq. J. Victor Meneses Campos 72 ESTRUCTURAL III
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