clase 1, concreto ii [autoguardado] [autoguardado]

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CLASE 1 B1 CONCRETO II GENERALIDADES Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES COLUMNAS SON ELEMENTOS ESTRUCTURALES QUE ARTICULAN OTROS ELEMENTOS ESTRUCTURALES (VIGAS , LOSAS, ZAPATAS, MUROS), SOPORTAN Y TRASMITEN CARGAS A COMPRESIÓN , SOPORTAN MOMENTOS FLECTORES CON RESPECTO A LOS EJES DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL, EL EFECTO DE FLEXIÓN PRODUCE ESFUERZOS DE TENSIÓN. FINALMENTE TRASMITEN CARGAS A LAS ZAPATAS LÍMITES DE BARRAS LONGITUDINALES, SEGÚN ACI 10.9.2

Author: brayan-granda

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  • CLASE 1 B1 CONCRETO II

    GENERALIDADES Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES

    COLUMNAS

    SON ELEMENTOS ESTRUCTURALES QUE ARTICULAN OTROS ELEMENTOS ESTRUCTURALES (VIGAS , LOSAS, ZAPATAS, MUROS), SOPORTAN Y TRASMITEN CARGAS A COMPRESIN , SOPORTAN MOMENTOS FLECTORES CON RESPECTO A LOS EJES DE LA SECCIN TRANSVERSAL, EL EFECTO DE FLEXIN PRODUCE ESFUERZOS DE TENSIN. FINALMENTE TRASMITEN CARGAS A LAS ZAPATAS

    LMITES DE BARRAS LONGITUDINALES, SEGN ACI 10.9.2

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II

    GENERALIDADES Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES

    COLUMNAS

    CLASIFICACIN

    PEDESTALES O BLOQUES CORTOS A COMPRESIN.SI SU ALTURA ES MENOR A 3 VECES SU DIMENSIN LATERAL MS PEQUEA. EL ACI EN SU LITERAL 2.2 Y 10.14, DETERMINA QUE UN PEDESTAL PUEDE FABRICARSE CON CONCRETO SIMPLE O SIN REFUERZO, Y SOPORTA UN ESFUERZO MXIMO DE COMPRESIN DEL 0,85, donde es 0,65.QUE OCURRE SI LA CARGA APLICADA AL ELEMENTO ES MAYOR QUE 0,85 ?

    COLUMNAS CORTAS DE CONCRETO REFORZADO.UNA COLUMNA CORTA DE HA, FALLA DEBIDO A LA FALLA INICIAL DEL MATERIAL, ES COLUMNA CORTA, LA CARGA QUE SOPORTA ES FUNCIN DE LA SECCIN TRANSVERSAL, CALIDAD DE LOS MATERIALES, ES UN ELEMENTO ESTRUCTURAL ROBUSTO DE ESCAZA FLEXIBILIDAD.

    COLUMNAS LARGAS O ESBELTAS DE CONCRETO REFORZADO.LAS DEFORMACIONES POR FLEXIN SON DIRECTAMENTE PROPORCIONALES A LA ESBELTEZ, IGUAL PARA LOS MO-MENTOS SECUNDARIOS RESULTANTES. SI LA MAGNITUD DE LOS MOMENTOS SON TALES QUE MODIFICAN LA CAPACIDAD DE CARGA AXIAL DEL ELEMENTO, SE TRATA DE UNA COLUMNA ESBELTA.

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II

    EL ACI, PERMITE DISEAR COMO COLUMNASCORTAS, SIEMPRE QUE LOS MOMENTOS

    SECUNDARIOS NO REDUZCAN EN MS DEL 5% LA RESISTENCIA

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II TIPOS DE

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II TIPOS DE

    UNA COLUMNA DE HORMIGN SIMPLE, SU CAPACIDAD PORTANTEES INFERIOR, SI A SU SIMILAR SE LE COLOCA ACERO DE REFUERSOLONGITUDINAL Y TRANSVERSAL (EN FORMA DE ESTRIBOS CERRADOS,ZUNCHOS ELICOIDALES DE TAL MANERA QUE SE LE PROVISIONE DERESTRICCIN LATERAL)

    LAS CARGAS DE COMPRESIN PRODUCEN DEFORMACINLONGITUDINAL Y TRANSVERSAL, DEBIDO AL EFECTO DE POISSON (MDULO DE POISSON)

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II TIPOS DE

    COLUMNA CON ESTRIBOS

    COLUMNA ZUNCHADA

    SON LAS QUE TIENEN ESTRIBOS CERRADOS , QUE IMPIDENEL DESPLAZAMIENTO DE LAS VARILLAS LONGITUDINALESDE ACERO. IMPIDEN EL PADEO DE LAS VARILLAS HACIA AFUERA,AUMENTAN LA RESISTENCIA DE LA COLUMNA, IMPIDEN QUE ELRECUBRIMIENTO SE FISURE Y SE DESPRENDA

    SE REFIEREN A COLUMNAS DE HORMIGN QUE SE FABRICAN CONZUNCHOS ELICOIDLES Y CONTNUOS DE ACERO. SON M EFICIENTES QUE LAS COLUMNAS ESTRIBADAS.

    COLUMNAS COMPUESTAS

    COLUMNAS DE CONCRETO, REFORZADASLONGITUDINALMENTE CON O SIN VARILLAS DEACERO, PUEDEN SER TUBULARES DE ACERORELLANAS CON CONCRETO

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II TIPOS DE

    COLUMNA CON ESTRIBOS COLUMNA ZUNCHADA

    COLUMNAS COMPUESTAS

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II

    CAPACIDAD DE CARGA AXIAL DE COLUMNAS

    NO EXISTE LA CARGA AXIAL PERFECTA, DEBIDO A LA INTERACCIN DE LA COLUMNA CON OTROS ELEMENTOS. LALTIMA RESISTENCIA O RESISTENCIA NOMINAL , PARA UNA COLUMNA CORTA CON CARGA AXIAL, SE PUEDEDETERMINAR CON.

    Donde. = rea total del concreto

    = rea total del refuerzo longitudinal

    = ltima resistencia o resistencia terica

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II

    FALLA DE COLUMNAS CON ESTRIBOS Y ESPIRALES.

    LOS ESTRIBOS O CERCOS, CONFINAN A LAS VARILLAS DE REFUERZO LONGITUDINAL,Y AL CONCRETO FORMANDO UN NCLEO MUY RESISTENTE, SI SE CARGA UNA COLUMNAAXIALMENTE HASTA QUE FALLE, EL RECUBRIIENTO SE FISURA Y SE DESPRENDE,OCURRE QUE SI LOS CERCOS ESTAN DEMASIADO SEPARADOS LAS VARILLAS SEPANDEARAN INMEDIATAMENTE. MF

    PARA UNA COLUMNA CIRCULAR DE ZUNCHOS CONTINUOS, EN UN ESCENARIO DE FALLA ,NO ES LO MISMO QUE EN LAS COLUMNAS ESTRIBADAS, EL DESCOCHAMIENTO ES UN AVISODE FALLA TOTAL, SI EL PASO ES PEQUEO, EL REFUERZO LONGITUDINAL, APOYADO POR ELREFUERZO TRANSVERSAL RESISTIRAN LA FALLA. LA TENSIN DE ARO SE DA POR EL ESFUERZO LATERAL Y ES EL DOBLE DE EFECTIVO FRENTE A LOS REFUERZOS LONGITUDINALES.

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II

    FALLA DE COLUMNAS CON ESTRIBOS Y ESPIRALES.

    SE PUEDE CALCULAR LA RESISTENCIA AL RECUBRIMIENTO UTILIZANDO LA EXPRESIN

    = rea del ncleo, su dimetro es entre bordes del zuncho elicoidal

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II

    FALLA DE COLUMNAS CON ESTRIBOS Y ESPIRALES.

    LA TENSIN EN EL ARO DE ACERO (ZUNCHO), SE ORIGINA POR LA PRESIN QUE EJERCE EL NCLEO, Y ES MUY EFICIENTE PARA AUMENTAR LA CAPACIDAD LTIMA DE LA COLUMNASE CALCULA CON LA EXPRESIN.

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II

    FALLA DE COLUMNAS CON ESTRIBOS Y ESPIRALES.

    ECUACIN 10-5 ACI

  • CANTIDAD DE ACERO EN UNA VUELTA , REFUERZO TRANSVERSAL COLUMNA ZUNCHADA

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II

    FALLA DE COLUMNAS CON ESTRIBOS Y ESPIRALES.

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II

    REQUISITOS DEL CDIGO ACI PARA COLUMNAS EN SITIO.

    1. EL % DEL ACERO TOTAL LONGITUDEINAL, NO DEBE SER MENOR QUE EL 1% DEL REA TOTALTRANSVERSAL DE LA COLUMNA. ACI . 10.9.1. ES POSIBLE QUE UNA CUANTA MENOR AL 1 %PRODUZCA UNA FALLA NO DCTIL, DE OCURRENCIA REPENTINA, SEMEJANTE A UNA COLUMNA DE HORMIGN SIMPLE 10.8.4.

    a. REDUCE EL FLUJO PLSTICO.b. REDUCE LA CONTRACCINc. PROVEE RESISTENCIA A LA FLEXIN DE LA COLUMNA

    2. EL % MXIMO DE ACERO NO DEBE SER MAYOR QUE EL 8% DEL REA TRANSVERSAL DE LA COLUMNA. ACI. 10.9.1. EL OBJETIVO ES EVITAR EL ASINAMIENTO DE VARILLAS.

    a. EN LA PRCTICA SE UTILIZA 4 a 5 %, DEBIDO A QUE ES DIFCIL QUE ENTRE CONCRETOENTRE LA CIMBRA Y EL ACERO.

    b. ALTAS DOSIFICACIONES, INCREMENTAN POSIBILIDADES DE POROSc. SI EL % DE ACERO ES ALTO, SE DEBE DISPONERLO EN PAQUETES, RACIMOS

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II

    REQUISITOS DEL CDIGO ACI PARA COLUMNAS EN SITIO.

    3. ACI. 10.9.2.

    4. EL RECUBRIMIENTO, EL ESPACIMAMIENTO ENTRE VARILLAS, TIENE UN ANCHO 10 A 8 PULGADAS

    NMERO VARILLAS

    CON ESTRIBOS RECTANGULARES O CIRCULARES

    ESTRIBOS TRIANGULARS

    ESPIRALES CONSULTAR ACICOMENTARIO

    10.9.2

    4 3 6

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II

    REQUISITOS DEL CDIGO ACI PARA COLUMNAS EN SITIO.

    5.

    DIMETROS DEL REFUERZO TRANSVERSAL

    PARA VARILLAS LONGITUDINALES # 10

    PARA VARILLAS LONGITUDINALES MAYORES AL # 10 Y EN RACIMOS

    # 3 # 4

    SE PUEDE USAR ALAMBRE CORRUGADO O MALLA SOLDADA DE REA SEGN

    ACI. 7.10.5.1.

    LA DISTANCIA CENTRO A CENTRO ENTRE ESTRIBOS NO DEBE SER MAYOR QUE 16 VECES EL dbLONGITUDINALES, 48 VECES EL db DE LOS ESTRIBOS

    CADA VARILLA LONGITUDINAL DE ESQUINA DEBE TENER SOPORTE DE LA ESQUINA DE ESTRIBO, DE MANERAALTERNADA, Y NGULO NO MAYOR A 135 GRADOS

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II

    REQUISITOS DEL CDIGO ACI PARA COLUMNAS EN SITIO.

    TAREA.CONSULTAR LOS REQUISITOS DE COLUMNAS COLADAS EN OBRA.

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II

    REQUISITOS DEL CDIGO ACI PARA COLUMNAS EN SITIO.

    6.

    TRASLAPE. 48 db o 12 pulgadas ACI. 7. 10. 4 CONSULTAR TRASLAPES, COMENTARIOS

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II

    REQUISITOS DEL CDIGO ACI PARA COLUMNAS EN SITIO. SEGURIDAD

    COEFICIENTES

    COEFICIENTES DE SEGURIDAD

    ELEMENTOS

    VIGAS: FLEXION Y CORTANTE 0,90 0,75 RESPECTIVAMENTE

    COLUMNAS: CON ESTRIBOS 0,65

    COLUMNAS: CON ZUNCHADAS 0,75 MAYOR TENACIDAD

  • CLASE 1 B1 CONCRETO II

    REQUISITOS DEL CDIGO ACI PARA COLUMNAS EN SITIO. SEGURIDAD

    COEFICIENTES

    LA FALLA DE UNA COLUMNA ES MAS DELICADA QUE LA FALLA DE UNA VIGA, LA COLUMNA ES RESPONSABLEDE GESTIONAR MAYOR CARGA QUE LA VIGA, SI LAS COLUMNAS DE PISO FALLAN EL EDIFICIO SE DESPLOMAR

    NO AS SI FALLA UNA VIGA. ES LA RAZN POR LO QUE LOS COEFICIENTES SON MENORES PARA LAS COLUMNAS Y MAYORES PARA VIGAS.

  • TIPOS DE FALLAS

  • OTRAS RAZONES QUE JUSTIFICAN EL BAJO VALOR DE

    ES MS DIFCIL FABRICAR UNA COLUMNA QUE UNA VIGA, YA POR LA ESTRECHEZ ENTRE LA CIMBRAY EL ACERO DE REFUERZO EN UNA COLUMNA, NO AS EN UNA VIGA. ESTO HACE QUEPUEDE GENERARSE POROS EN LA COLUMNA, CON LO QUE DISMINUIR LA RESISTENCIA DELA COLUMNA

    EN LAS VIGAS, LA RESISTENCIA DEPENDE DEL VALOR DE FLUENCIA DEL ACERO EN LA ZONA DE FLEXINEN LAS COLUMNAS LA RESISTENCIA A LA FALLA DEPENDE DE LA RESISTENCIA LTIMA DEL CONCRETO

    LOS FACTORES DE LONGITUD AFECTAN DRSTICAMENTE

    EL EFECTO DE LA EXCENTRICIDAD, LA RIGIDEZ DE LOS PRTICOS AUNQUE SOPORTEN SLO CARGAS DEGRAVEDAD PUEDEN ESTAR SOMETIDOS A FLEXIN Y MOMENTOS.

  • FRMULAS DE DISE0

    = EXENTRICIDAD

    = CARGA AXIAL

    = MOMENTO DE FLEXIN

  • ECUACIONES DEL CDIGO ACI

  • LA CPACIDAD DE CARGA AXIAL DE LAS COLUMNAS NO DEBE SER MAYOR QUE.

    ESTAS ECUACIONES SE UTILIZAN CUANDO EL MOMENTO ES PEQUEO o NO HAY MOMENTO CALCULADO.

    COLUMNAS CON ESTRIBOS

    MENOR QUE 0,05hCOLUMNAS ZUNCHADAS

    MENOR QUE 0,10hh ES EL DIMETRO TOTAL DE LA COLUMNA ZUNCHADA O EL ANCHO TOTAL DE UNA COLUMNA RECTANGULAR O CUADRADA

    PARA COLUMNAS CORTAS, SIEMPRE QUE SEA MENOR QUE LOS VALORES DESCRITOS

  • CRITERIOS ECONMICOS EN COLUMNAS

    SECCIONES DE MAYOR TAMAO

    VIGA COLUMNA

    ALTA CALIDAD DEL HORMIGN

    30 AL 40% EL CONCRETO EST A COMPRESIN, EL RESTO , 60 Y 70 % EST A TENSIN Y FISURADO

    UN % MAYOR EN LA SECCIN TRANSVERSAL DE LA COLUMNAESTA A COMPRESIN

    ACERO EN EL ORDEN DEL 1,5% Y 3%

    SE DESPERDICIA60 Y 70 %

  • DISEO DE COLUMNAS CARGADAS AXIALMENTE

    1.- DATOS:CARGAS:

    AXIALCARGA VIVA L = 180 CARGA VIVA D = 130

    ACERO: = 2% = 60 000 /plg2

    CONCRETO: = 4000 /plg2

    2.- PLANTEAMIENTO:

    = 0,65 PARA COLUMNAS ESTRIBADAS

    = o,80 [0,85( )+ ]

    = 1,10 D + 1,60 L

    3.- DIMENSIONAMIENTO DE LA COLUMNA

    = 1,10 (130) + 1,60(180) = 444 KLb

    444 = o,80 ( 0,65)0,80 [0,85(0,80) 4 ( , )+60(0,02]

    = , %

    = 188,40 2 LA RAZ CUADRADA ES 13,72, SE ASUME 14 X 14 plg como lados de la columna: = 196 2

  • DISEO DE COLUMNAS CARGADAS AXIALMENTE

    4.- ACERO LONGITUDINAL:

    = o,80 [0,85( )+ ]

    5.- REFUERZO TRANSVERSAL, ESTRIBOS

    444 = o,80 ( 0,65)0,80 [0,85(0,80) 4 (196)+60(] = 3,31 2

    6 VARILLAS # 7 EQUIVALEN A 3,61 2

    DIMETRO MNIMO 10 mm 0 3/8 de pulgada, separacin 48 dimetrosDimetro de 7/8, espaciamiento 16 dimetros.

    1.- 48x3

    8= 18 2.- 16x

    7

    8= 14

    El espaciamiento mnimo es 14 pulgadas, significa que se puede utilizar Refuerzo de dimetro entre # 3 y 7. para este caso.

  • DISEO DE COLUMNAS CARGADAS AXIALMENTE

    6.- ANLISIS DE LOS ESPACIAMIENTOS, LIMITACIONES DEL ACI, REQUISITOS DEL CDIGO:

    ACI: 7.6.1 ESPACIAMIENTO ENTRE BARRAS

    -

    = 3,625 >

    QUE es el

    ACI: 10.9.1 PORCENTAJE DE ACERO

    ACI: 10.9.2: NMERO DE VARILLASNMERO DE VARILLAS 6 > 4 REQUERIDOS

    OK.

  • DISEO DE COLUMNAS CARGADAS AXIALMENTE

  • DISEO DE COLUMNAS CARGADAS AXIALMENTE

    1.- DATOS:CARGAS:

    AXIALCARGA VIVA L = 300 CARGA VIVA D = 240

    ACERO:

    = 2% = 60 000 /plg2

    CONCRETO: = 4000 /plg2

    2.- PLANTEAMIENTO

    = o,85 [0,85( )+ ]

    3.- DIMENSIONAMIENTO DE LA COLUMNA

    = 1,20 (240) + 1,60(300) = 768 KLb

    768 = o,75 ( 0,85)0,85 [(0,85) 4 ( , )+60(0,02]

    = 266 2 SECCIN CIRCULAR CON 18 plg de D = 255 2 SE ASUME D = 18 plg columna: = 255 2

    4.- ACERO LONGITUDINAL

    768 = o,75 ( 0,85)0,85 [(0,85) 4 (255)+60(] = , 7 255 2 6 VARILLAS # 9

  • DISEO DE COLUMNAS CARGADAS AXIALMENTE

    5.- REVISE LOS REQUISITOS DEL ACI, PARA CULUMNAS CIRCULARES.

  • DISEO DE COLUMNAS CARGADAS AXIALMENTE

    5.- DISEO DE LA ESPIRAL.

    DIMETRO MNIMO # 3, as = 0,11 2

  • DISEO DE COLUMNAS CARGADAS AXIALMENTE

    TAREA EXTRACLASE. REALICE LOS EJERCICOS PROPUESTOS EN EL FINAL DELCAPITULO,.