FLEXIÓN Y CARGA AXIAL ( Capitulo 10)

FLEXIÓN Y CARGA AXIAL ( Capitulo 10)

1. ALCANCES

   • El diseño se debe aplicar a elementos sometidos a esfuerzos originados por:
     • Flexión
     • Carga axial
     • Combinación de estas.

2. HIPÓTESIS DE TESIS

   • Las deformaciones unitarias en el refuerzo y en el concreto deben suponerse desde la distancia del eje neutro
   • La máxima deformación unitaria utilizable del concreto Ecu sometido a compresión se asume a 0.003
   • El esfuerzo en el refuerzo deberá tomarse como Es veces la formación unitaria de acero. y es igual a Fy..
   • Un esfuerzo en el concreto de 0.85f'c uniformemente distribuido en la zona de compresión, en el eje neutro a una distancoa de a=B1c
   • Para f'c entre 17 y 28 Mpa. el factor de B1 es 0.85.Para un f'c 56 Mpa,B1se debe tomar 0.65. Para f'c entre 28y 56 MPa se debe inerpolar entre 0.85 y 0.65.

3. PRINCIPIOS Y REQUISITOS GENERALES

   • .En elementos no preesforzados sujetos a flexión o flexocompresión donde 0Pn sea menor que 0.1f'cAg, el esfuerzo en tracción no deberá exceder de 0.75Abs
   • Para elementos no preesforzados con refuerzo en espirales deben cumplir ɸPn max = 0.85ɸPon = 0.85 ɸ [0.85 f'c (Ag-Ast) + fy Ast]
   • Para elementos no preesforzados con refuerzo con estribos deben cumplir ɸPn max = 0.80 ɸPon = 0.80 ɸ [0.85 f'c (Ag-Ast) + fy Ast]
   • Para elementos preesforzados las resistencia de diseño no debe superar ɸPn, 0.85 ɸ Pon con refuerzos espirales, para elementos con estribos 0.80 ɸ Pon.

4. DISTANCIA ENTRE LOS APOYOS LATERALES DE ELEMENTOS A FLEXIÓN

   • La separación entre los apoyos laterales de una viga no debe exceder 50 veces el menor ancho b de la ala en compresión
   • Deben tomarse en cuenta los efectos de excentricidad lateral de la carga en la separación entre los apoyos.

5. REFUERZO MÍNIMO EN ELEMENTOS SOMETIDOS A FLEXIÓN

   • En cualquier sección de un elemento estructural, excepto zapatas y losas macizas. Sometidos a flexión
   • La resistencia de diseño de la sección sea por lo menos 1.2 veces momento de agrietamiento de la sección bruta Mcr (ɸMn ≥ 1.2 Mcr)
     • Mcr = fr Ig/Yt
     • fr = 0.62 √(f'c)
   • El área mínima de refuerzo por tracción de las secciones rectangulares y de secciones T, no será menor de:
     • As = 0.22 √(f'c) bw d/fy

6. DISTRIBUCIÓN DEL REFUERZO DE FLEXIÓN EN VIGAS Y LOSAS EN UNA DIRECCIÓN

   • EL refuerzo de tracción por flexión debe distribuirse adecuadamente en las zonas de tracción máxima de la sección tranversal.
   • El refuerzo de tracción por flexión debe distribuirse adecuadamente en las zonas de tracción máxima de la sección transversal.

7. VIGAS DE GRAN PERALTE

   • Las vigas de gran peralte son elementos cargados en una carga que pueden desarrollar puntales de compresión entre las cargas y los apoyos tienen:
     • Luz libre, Ln, igual o menor a cuatro veces el peralte total del elemento.
     • Regiones con cargas concentradas a una distancia del apoyo menor a dos veces el peralte de la viga
   • Las vigas de gran peralte deben ser diseñadas tomando en cuenta la distribución no lineal.

8. DIMENSIONES DE DISEÑO PARA ELEMENTOS A COMPRESIÓN

   • Elementos en compresión aislados con espirales múltiples
     • La sección transversal efectiva de un elemento en compresión, con dos o más espirales entrelazados, deben tomarse a una distancia fuera de los limites.
   • Elementos en compresión construidos monoliticamente con muros.
     • Los elementos exteriores de la sección transversal efectiva de un elemento en compresión, construidos monoliticamente no deben tomarse a más de 40 mm
   • Limites de sección
     • Para un elemento en compresión que tenga una sección, transversal mayor que la requerida, se permite emplear un área efectiva reducida Ag.

9. LIMITES DE REFUERZO DE ELEMENTOS A COMPRESÓN

   • El área de refuerzo longitudinal total, Ast, para elementos en compresión no compuesta no se debe ser menor 0.01 ni mayor 0.06 vces al área total.
   • La cuantia volumetrica del refuerzo en espiral psno debe ser menor a.
     • ps = 0.45 (Ag/Ach - 1) f'c/fyt

10. ELEMENTOS DE ESBELTEZ EN ELEMENTOS A COMPRESIÓN

    • El diseño de elementos a compresión, vigas de arriostramiento y otros elementos de apoyo, deben estar basados en las fuerzas y momentos amplificados
    • Las dimensiones de la sección transversal de cada elemento no deben diferir en mas de 10% de las utilizadas para el analisis.

11. MOMENTOS MAGNIFICADOS - GENERALIDADES

    • Momentos de inercia, I
      • vigas
        • 0.35 Ig
      • Columnas
        • 0.70 Ig
      • Muros no agrietados
        • 0.70 Ig
      • Muros agrietados
        • 0.35 Ig
      • Losas planas sin vigas
        • 0.25 Ig
    • Areas
      • Los momentos de inercia I, deben dividirse por (1 - Bd) cuando actúen las cargas laterales.
      • Bd es la relación entre la máxima fuerza axial sostenida amplificada y la máxima fuerza axial amplificada asociada con la misma combinación de carga
      • Longitud no arriostrada de un elemento en compresión
        • Las columnas y entrepisos en una estructura deben ser diseñados como columnas y entrepisos con desplazamientos lateral (no arriostrados)
        • Sin desplazamiento lateral una columna dentro de una estructura el indice de estabilidad del entrepiso Q:

12. MOMENTOS MAGNIFICADOS EN ESTRUCTURAS SIN DESPLAZAMIENTO LATERAL

    • En estructuras sin desplazamiento lateral se permite ignorar los efectos de esbeltes en elementos a comprensión
    • Para elementos sin cargas transversales entre sus apoyos, Cm es:
    • El omento amplificado, M2 no debe tomarse menor que.

13. MOMENTOS MAGNIFICADOS EN ESTRUCTURAS CON DESPLAZAMIENTO LATERAL

    • Para elementos en compresión no arriostrados contra desplazamientos laterales, los efectos de esbeltez cuando Klu/r es menor que 22.
    • Los momentos M1 y M2 en los extremos deben tomarse:
    • Calculo de Gs Ms
      • Si Gs es mayor que 1.5 entonces se debe usara esta formula.
      • un elemento individual en compresión cumple.
      • Las combinaciones de carga que incluyen cargas laterales, se deben considerarse acciónes de las cargas gravitacionales amplificadas.
        • Cuando Ms la relación de segundo orden y la deflexión de primer orden de CM y CV, no deben exceder de 2.5.
        • Cuando Ms se calcula de la sumatoria de Pu de (1.4 CM + 1.7 CV) no deben exceder 0.60.
        • Cuando Ms se calcula a partir de la sumatoria Pu, sumatoria Pc de CM y CV, deben ser positivos y no exceder de 2.5.

14. ELEMENTOS CARGADOS AXIALMENTE QUE SOPORTAN SISTEMAS DE LOSAS

    • Son elementos cargados axialmente que soportan un sistema de losas incluido dentro del alcance.

15. TRANSMISIÓN DE CARGAS DE LAS COLUMNAS A TRAVES DE LOSAS DE PISO

    • La resistencia especifica en compresión de concreto f'c de una columna es 1.4 veces mayor que la del sistema de piso.
    • El concreto de la columna debe ser monolitico con el concreto del piso.
    • La resistencia de una columna a través de la losa de piso con el menor valor de la resistencia del concreto con pasadores verticales (dowels) y con espirales.
    • La resistencia de la columna debe ser 75%, 35% de la resistencia del concreto del piso.

16. ELEMENTOS COMPUESTOS SOMETIDOS A COMPRESIÓN

    • Núcleo de concreto confinado en acero estructural.
    • Refuerzo en espiral alrededor de un núcleo de acero estructural
      • La resistencia de diseño a la fluencia del núcleo de acero estructural debe ser resistencia mínima, sin exceder 350 MPa.
      • La cuantia maxima de las barras longitudinales no debe ser menor a 0.01 ni mayor de 0.06 veces de la área neta.
      • Se permite que las barras longitudinales localizada dentro del espiral en el cálculo de Asx e Isx.

17. RESISTENCIA A APLASTAMIENTO

    • El diseño al aplastamiento del concreto no debe exceder ɸ (0.85f'c A1)
    • La resistencia de diseño al aplastamiento en el área cargada se multiplique por raiz(A2/A1)

18. FLEXIÓN BIAXIAL

    • Si las columnas están sujetas simultaneamente a momentos flectores en sus dos ejes principales, se podrá usar la ecuación.
    • Para menores valores de la carga axial, Pu se usará esta ecuación.

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