concreto armado

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UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJO Facultad de Ingeniería Civil Curso: Concreto Armado I Docente: Mag. Ing. Raul Heredia Benavides Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 1

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Page 1: concreto armado

UNIVERSIDADCÉSAR VALLEJO

Facultad de Ingeniería Civil

Curso: Concreto Armado I

Docente: Mag. Ing. Raul Heredia Benavides

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 1

Page 2: concreto armado

Contenido del Curso

Objetivo:

Diseña elementos estructurales deconcreto armado sujetas a cargas degravedad y su unión para formar unaestructura resistente de edificación

Clases:

Lunes 6:20 p.m. – 10:30 p.m.

Receso: 15 min.

Duración: 16 semanas de clases

1 Trabajo Escalonado

3 Tareas

3 exámenes

Examen Parcial 1

Examen Parcial 2

Examen Final

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 2

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Contenido del Curso

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 3

• La nota mínima aprobatoria es 11.

• Solo en el promedio final la fracción equivalente omayor a 0,5 será redondeado al dígito inmediatosuperior.

• El 30 % de inasistencias injustificadas inhabilita alestudiante para rendir la evaluación final.

• Las inasistencia a prácticas o exámenes nojustificados se calificarán (00).

• El estudiante que por algún motivo no rindió uno delos exámenes parciales, podrá rendirlos en elperíodo de exámenes rezagados, en caso deinasistencia será calificado con nota cero (00).

• El estudiante tendrá derecho a rendir solo unexamen, cualquiera sea su condición de sustitutorioo rezagado.

Page 4: concreto armado

Contenido del Curso

Bibliografía:

David A. Fanella. ReinforcedConcrete Structures Analysis andDesign.

Antonio B. Blasco. Estructuracióny Diseño de Edificaciones deConcreto Armado

Gianfranco O. Pasino. Material deApoyo para la enseñanza de losCursos de Diseño yComportamiento del ConcretoArmado.

• Robeto M. Morales. Diseño de Concreto Armado

• R. Park y T. Pulay. Estructuras de Concreto Reforzado

• Rafael Riddell y Pedro Hidalgo. Diseño Estructural

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 4

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Contenido del Curso

Normas:

Norma E.030

Norma E.020

Norma E.060

Norma ACI 318-14

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Introducción

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 6

Temas a tratar

El Reglamento Nacional de Edificaciones y sus Títulos.

La Norma E.060 Concreto Armado.

Estados Límites de:

- Resistencia por Carga Última

Deflexiones por Carga de Servicio

Ancho de Fisuras por Carga de Servicio

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Introducción

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 7

Page 8: concreto armado

Introducción

Sismo de Pisco 2007

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Page 9: concreto armado

Introducción

Sismo de Pisco 2007

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 9

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Reglamento Nacional de Edificaciones

DECRETO SUPREMO

No 003-2016-VIVIENDA

DECRETO SUPREMO QUEMODIFICA LA NORMATÉCNICA E.030 “DISEÑOSISMORRESISTENTE”

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 10

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Reglamento Nacional de Edificaciones

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 11

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Reglamento Nacional de Edificaciones

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 12

Page 13: concreto armado

Reglamento Nacional de Edificaciones

El Propietario, El PromotorInmobiliario, los ProfesionalesResponsables del Proyecto, lasPersonas Responsables de laConstrucción, lasMunicipalidades, las PersonasResponsables de la Revisión deProyectos, y el Ministerio deVivienda, Construcción ySaneamiento.

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 13

Norma G.030:

DERECHOS Y RESPONSABILIDADES

Page 14: concreto armado

Reglamento Nacional de Edificaciones

Del Propietario

• Explicar las característicascualitativas y cuantitativas de susNecesidades

• Facilitar la documentación delinmueble.

• Deberá firmar los documentosdel Expediente Técnico.

• Conservar la edificación enbuenas condiciones.

Del Ingeniero Civil

El Ingeniero Civil es elresponsable del Diseño Estructuralde una Edificación.

Calculo

Dimensiones de los componentes

Especificaciones técnicas

Diseño sismo resistente

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Page 15: concreto armado

Reglamento Nacional de Edificaciones

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 15

Page 16: concreto armado

Reglamento Nacional de Edificaciones

Norma E.020

Cargas

Las edificaciones y todas suspartes deberán ser capaces deresistir las cargas que se lesimponga como consecuencia de suuso previsto.

• Carga: Fuerza u otras accionesque resulten del peso de losmateriales de construcción,ocupantes, efectos del medioambiente.

• Carga Muerta:

Permanentes

• Carga Viva:

Elementos movibles.

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Page 17: concreto armado

Reglamento Nacional de Edificaciones

Cargas Muertas

• Materiales

• Equipos y dispositivos de servicio

• Tabiques

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Page 18: concreto armado

Reglamento Nacional de Edificaciones

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 18

Determinar la carga equivalente (m2)para el muro interior que tiene una alturade 2.5m.

𝛾𝑚 = 1800𝐾𝑔/𝑚3

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Reglamento Nacional de Edificaciones

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 19

Page 20: concreto armado

Reglamento Nacional de Edificaciones

Carga Viva

Carga viva mínima

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Reglamento Nacional de Edificaciones

Carga viva de techo Cargas de Nieve

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Reglamento Nacional de Edificaciones

Cargas de Nieve sobre los techos

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Reglamento Nacional de Edificaciones

Cargas debidas al viento

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 23

Page 24: concreto armado

Reglamento Nacional de Edificaciones

Cargas debidas al viento

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 24

Page 25: concreto armado

Reglamento Nacional de Edificaciones

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 25

Page 26: concreto armado

Reglamento Nacional de Edificaciones

Rigidez Estabilidad

• VOLTEO

La edificación será diseñada para proveer un coeficiente de seguridad mínimo de 1,5 .

• DESLIZAMIENTO

La edificación será diseñada para proveer un coeficiente de seguridad mínimo de 1,25 contra la falla por deslizamiento.

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 26

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Nueva Norma E.030

E.030 Diseño Sismorresistente

Filosofía y Principios del Diseño Simorresistente.

Evitar pérdida de vidas humanas.

Asegurar la continuidad de los servicios básicos.

Minimizar los daños a la propiedad

Presentación del Proyecto

• Sistema estructural – Periodos.

• Parámetros para definir la fuerzasísmica – Corte de diseño,

• Desplazamiento máximo delúltimo nivel y el máximodesplazamiento relativo deentrepiso.

• La ubicación de las estacionesacelerométricas (Capítulo 9).

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 27

Page 28: concreto armado

Diseño Sismorresistente

Peligro Sísmico Perfiles de Suelo

a. Perfil l Tipo S0: Roca Dura

b. Perfil l Tipo S1: Roca o SuelosMuy Rígidos

c. Perfil l Tipo S2: SuelosIntermedios

d. Perfil l Tipo S3: Suelos Blandos

e. Perfil l Tipo S4: CondicionesExcepcionales

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Diseño Sismorresistente

Parámetros de Sitio Factor de Amplificación Sismica

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 29

𝑆, 𝑇𝑃 𝑦 𝑇𝐿 𝐶

T = tiempo para completar un ciclo de vibración

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Diseño Sismorresistente

Categoría de las Edificaciones y Factor “U”

Sistemas Estructurales

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 30

Categoría Descripción Factor U

A Edificaciones

Esenciales

1.5

B Edificaciones

Importantes

1.3

C Edificaciones

Comunes

1.0

D Construcciones

provisionales

Nota2

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Diseño Sismorresistente

Regularidad Estructural ¿Existe Irregularidad de Rigidez?

¿Existe Irregularidad de Resistencia?

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 31

𝛿1 = 3 𝑐𝑚

𝛿1 = 2 𝑐𝑚

𝛿1 = 1 𝑐𝑚

ℎ = 3 𝑚

ℎ = 3 𝑚

ℎ = 3 𝑚

Page 32: concreto armado

Diseño Sismorresistente

Regularidad Estructural ¿Existe Irregularidad de Rigidez?

¿Existe Irregularidad de Resistencia?

Existe irregularidad si:

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 32

𝛿1 = 2.0𝑐𝑚

𝛿1 = 1.5 𝑐𝑚

𝛿1 = 1.0 𝑐𝑚

ℎ = 3 𝑚

ℎ = 3 𝑚

ℎ = 3𝑚

𝐾1

𝐾3

𝐾2

𝛿𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜1 = 1.0𝑐𝑚

𝛿𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜2 = 0.5𝑐𝑚

𝛿𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜3 = 0.5𝑐𝑚

𝛿𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜1 > 1.4 ∗ 𝛿𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜2

1.0 𝑐𝑚 > 1.4 ∗ 0.5 = 0.7 𝑐𝑚

𝛿𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜2 > 1.4 ∗ 𝛿𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜3

0.5 𝑐𝑚 > 1.4 ∗ 0.5 = 0.7 𝑐𝑚

𝛿𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜 > 1.25𝛿𝐸𝑛𝑡1 + 𝛿𝐸𝑛𝑡2 + 𝛿𝐸𝑛𝑡3

3= 0.83

𝐾1 > 0.8𝐾2

𝑰𝒂 = 𝟎. 𝟕𝟓

Page 33: concreto armado

Diseño Sismorresistente

Regularidad Estructural ¿Existe Irregularidad Extrema de Rigidez?

¿Existe Irregularidad Extrema de Resistencia?

Existe irregularidad si:

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 33

𝛿𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜1 = 1.0𝑐𝑚

𝛿𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜2 = 0.5𝑐𝑚

𝛿𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜3 = 0.5𝑐𝑚

𝛿𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜1 > 1.6 ∗ 𝛿𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜2

1.0 𝑐𝑚 > 1.6 ∗ 0.5 = 0.8 𝑐𝑚

𝛿𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜2 > 1.6 ∗ 𝛿𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜3

0.5 𝑐𝑚 > 1.6 ∗ 0.5 = 0.8 𝑐𝑚

𝛿𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜 > 1.4𝛿𝐸𝑛𝑡1 + 𝛿𝐸𝑛𝑡2 + 𝛿𝐸𝑛𝑡3

3= 0.93

𝐾1 < 0.65𝐾2

𝑰𝒂 = 𝟎. 𝟓𝟎

Page 34: concreto armado

Diseño Sismorresistente

Regularidad Estructural ¿Existe Irregularidad?

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 34

𝑝1 = 1000 𝑇𝑜𝑛

𝑝2 = 700 𝑇𝑜𝑛

𝑝3 = 700 𝑇𝑜𝑛

𝑝1 > 1.5 ∗ 𝑝2

1000 𝑇𝑜𝑛 > 1.5 ∗ 700 𝑇𝑜𝑛 = 1050 𝑇𝑜𝑛

1 2

𝑉1 = 0.11𝑉𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜𝑉2 = 0.10𝑉𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜

𝑉2 > 0.25𝑉𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜

Page 35: concreto armado

Diseño Sismorresistente

Regularidad Estructural ¿Existe Irregularidad?

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 35

𝛿2′ − 𝛿2 > 1.5𝛿𝐶𝑀

𝛿2′ − 𝛿2 > 1.2𝛿𝐶𝑀

Page 36: concreto armado

Diseño Sismorresistente

Regularidad Estructural ¿Existe Irregularidad?

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 36

𝐵 > 0.2𝐷

𝐴 > 0.2𝐶

𝐼𝑃 = 0.9

3𝑚

2𝑚

𝐴𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒 = 6 𝑚2

𝐴𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 40 𝑚2

𝐼𝑃 = ?

Page 37: concreto armado

Diseño Sismorresistente

Regularidad Estructural ¿Existe Irregularidad?

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 37

𝐼𝑃 = 0.9

Page 38: concreto armado

Diseño Sismorresistente

Sistemas Estructurales

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 38

Page 39: concreto armado

Diseño Sismorresistente

Restricciones de Irregularidad

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 39

Page 40: concreto armado

Diseño Sismorresistente

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 40

METODOS

DE

ANÁLISIS

Análisis Estático

Equivalente

Análisis Modal

Espectral

Análisis Tiempo

Historia

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Diseño Sismorresistente

Análisis Estático Equivalente

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Page 42: concreto armado

Diseño Sismorresistente

Análisis Modal Espectral

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 42

Page 43: concreto armado

Diseño Sismorresistente

Construcción del Espectro de Respuesta.

Concreto I 22-03-2016 R. Heredia 43

EXCEL