Topicos Ingenieria Estructural

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  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

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    UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZESCUELA DE POSTGRADO

    MAESTRIA EN INGENIERIA CIVIL

    TPICOS EN INGENIERA

    ESTRUCTURALPROFESOR: LEONEL SUASACA PELINCO

    Ingeniero cii!" M#gi$%er en ingenier cii!"

    Doc%or en Cienci#$ e ingenier cii! #'(ien%#!

    )*+,

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    CONTENIDO

    CONCEPTOS GENERALES ANLISIS MATRICIAL DE ESTRUCTURAS INTRODUCCION A ESTRUCTURAS DE

    CONCRETO PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS

    ESTRUCTURALES DISEO DE CONCRETO ARMADO PORFLEXION

    DISEO DE CONCRETO ARMADO PORCORTE

    DISEO DE CONCRETO ARMADO PORFLEXOCOMPRESION

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    TRABAJOS DOMICILIARIOS

    TRABAJO INDIVIDUAL SOBRE UN TEMA LIBRE ENINGENIERIA ESTRUCTURAL, PRESENTADO ENWORD, ENFOCANDO EL PROBLEMA O TEMA,COMO ES EN LA ACTUALIDAD Y QUE TENDENCIAFUTURAS TIENE. DEBE POSEER MAS DE 5 CITASBIBLIOGRAFICAS Y 5 PAGINAS WEB (USAR UNESTILO DE REDACCION).

    Envi! " #$!!%$ %"%#&!'ni#$"%$n%"*+in%ni%!$.#$-

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    01231444

    mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]
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    CONCEPTOS

    BASICOS

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    ESTRUCTURA

    E n #$n6n&$ /%%"%-%n&$ #*#% /%

    $*$!&! 7%!8 9&!-i&i!" "$ *n&$/$n/% % *$9 #$n %" :n

    /% %! !%i&%n&% 9 %&;"%.

    E& 7%!8

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    CARGASEl trmino carga se refiere a la accin directa de una

    fuerza concentrada o distribuida actuando sobre elelemento estructural. Los principales tipos de cargas

    establecidas en la norma E.060 incluyen a las

    siguientes: Cargas muertas. Cargas vivas.

    Cargas ambientales. Cargas de viento. Cargas de sismo.

    Cargas hidrostticas o de presin de tierra. Cargas por temperatura.

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    MATERIALES Y ESTRUCTURASSe pueden elab!a! e"#!u$#u!a" $n %u$&"%a#e!'ale"( pe! l" %)" u"ad" a l la!* de la

    &'"#!'a "n+

    Rascacielos, puentes, grandes

    estructuras con vigas y pilares

    Acero y hormignActualidad

    Puentes, estaciones deferrocarril, naves industriales

    AceroRevolucinIndustrial

    Iglesias y palaciosPiedra, madera y ladrillosEdad Media(Gtico)

    Iglesias y fortaleasPiedra, madera y ladrillosEdad Media(Rom!nico)

    "eatros, acueductos, arcos,#vedas y c$pulas

    Piedra, madera, ladrillo yargamasa

    Roma"emplos y pir!midesPiedra, madera yargamasaEgipto

    %a#a&asMaderas y piedrasPrehistoria

    E'"R%"RA'MA"ERIAE'*P+%A

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    TIPOS DE ESFUER,OS C/ %"%-%n&$

    /% n%&!#&!*%/% $*$!&!%7%!8$/i7%!%n&%, %?i'n,#$!&/! $#i8"" 9

    &$!i'n.

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    ELEMENTOS DE UNAESTRUCTURA

    L -9$!@ /% " %&!#&!%& 7$!-/ *$! " ni'n /%v!i$ %"%-%n&$.

    C/ %"%-%n&$ %& /i%/$*! $*$!&! /i&in&$ &i*$/% %7%!8$, /% -$/$

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    CIMIENTOSTda" la"

    e"#!u$#u!a"ne$e"'#anap-a!"e "b!euna ba"e!e"'"#en#e. E"#aba"e la$n"#'#u-en l"

    $'%'en#"( /ue"uelen e"#a! p!deba0 del n'1eldel "uel. E"

    e/u'1alen#e a la"

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    COLUMNAS

    S$n ;!!v%!&i#"%%*%#i"-%n&%

    /i%/ *!$*$!&!%7%!8$ /%

    #$-*!%i'n 9>%?$#$-*!%i$n.

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    3IGASS$n ;!!

    $!i8$n&"% %?i'n. L /iv%!*"n& /% n %/i:#i$% $*$!&n #$n vi.

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    ARCO

    E" un ele%en#$n 4!%a $u!1a/ue "'!1e pa!a

    $ub!'! un &ue$en#!e d"p'la!e" - /ue

    "p!#a unapa!#e de lae"#!u$#u!a

    de"$a!*and el

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    TIRANTES Sn $able" ba!!a" /ue"p!#ane"4ue!6" de

    #!a$$'7n. Pueden "e! dea$e! - "'!1en

    pa!a au%en#a!la !e"'"#en$'a -la e"#ab'l'dad

    de una

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    ANALISIS

    MATRICIAL DEESTRUCTURAS

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    1. GRADOS DE LIBERTAD

    2. METODO DE RIGIDEZ

    3. CASO DE ARMADURA PLANA

    4. CASO DE PORTICO PLANO

    CONTENIDO

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    21/182ARMADURAS

    Grados de libertad

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    Grados de libertad

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    SISTEMA LOCAL DE REFERENCIA

    SISTEMA DE COORDENADAS

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    SISTEMA GLOBAL DE REFERENCIA

    SISTEMA DE COORDENADAS

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    .signos positivos en general

    CONVENCIN DE SIGNOS

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    METODO DE RIGIDEZODESPLAZAMIENTOS

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    METODO DE LA RIGIDEZ

    F k =Vector defuerzas Matriz de

    rigidez Vector dedesplazamientos

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    La ecuacin general se debe ordenar en

    funcin de los grados de libertad libresy restringidos

    FL KLL L=FR

    KLR

    KRL KRR R

    MTODO DE LA RIGIDEZ

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    Se obtienen dos ecuaciones cuya

    solucin nos permite resolver laestructura en anlisis

    FL= KLL.L+ KLR.R

    FR= KRL.L+ KRR.R

    MTODO DE LA RIGIDEZ

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    ELEMENTOS TIPO ARMADURA

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    L, E, A

    y,v

    x,u

    Relaciones Fuerza desplazamiento

    Ejes locales :

    F2, u2F1, u1

    F1F2

    1 -1-1 1

    u1u2

    EAL=

    ELEMENTOS TIPO ARMADURA

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    Ejes globales :

    Fx1Fy1Fx2Fy2

    c2 sc c2-scsc s2sc s2

    -c2sc c2sc-sc s2sc s2

    u1

    v1u2v2

    EAL

    =Donde :c= coss= sen

    Fx1, u1

    x,u

    L,E,A

    y,vFx2, u2

    Fy1, v1

    Fy2, v2

    T

    c s 0 0-s c 0 00 0 c s0 0 -s c

    =

    d = T. D

    K = TT. k. T

    ELEMENTOS TIPO ARMADURA

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    Ejemplo prctico :

    x

    A=15x1

    03mm

    2

    yb

    30

    4m

    ca 45

    A=18x103mm2

    A=2

    0*10 3mm

    2

    E=200,000MPa

    40

    F=500kN

    b

    a ca

    b

    c

    ELEMENTOS TIPO ARMADURA

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    x

    yb

    ca

    I

    II

    III

    Numeracin de gdl:

    1

    43

    625

    En armaduras planas existen dosgrados de libertad por nudo

    ELEMENTOS TIPO ARMADURA

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    Matriz de rigidez de cada elemento:

    x

    y b

    ca1

    43

    62530 45II

    IIII

    ELEMENTOS TIPO ARMADURA

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    1

    12

    2 3 4

    34

    1 2 5 6

    251

    6

    3 4 5 6

    3456

    Ensamblaje de Matriz de rigidez total :

    x

    yb

    ca1

    43

    62530 45II

    IIII

    KT=

    +

    )

    -

    .

    ,

    /

    + ) - . , /

    281.25 162.38 -281.25 -162.38

    162.38 93.75 -162.38 -93.75

    -281.25 -162.38 281.25 162.38

    -162.38 -93.75 162.38 93.75

    329.42 0 -329.42 0

    0 0

    329.42

    0

    -329.42

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    353.55 353.55-353.55-353.55

    -353.55 353.55

    -353.55

    353.55 -353.55 -353.55

    -353.55-353.55

    353.55353.55353.55

    353.55

    ELEMENTOS TIPO ARMADURA

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    Ensamblaje de Matriz de rigidez total :

    x

    y b

    ca1

    43

    62530 45II

    IIII

    KT=

    +

    )

    -

    .

    ,

    /

    + - . , /

    610.67 162.38 -281.25 -162.38

    162.38 93.75 -162.38 -93.75

    -281.25 -162.38 634.80 -191.17

    -162.38 -93.75 447.30

    -329.42 0

    0

    -329.42

    0

    0

    0

    0

    353.55-353.55

    -353.55 353.55

    353.55 -353.55 -353.55

    -353.55

    -353.55

    353.55

    682.97

    353.55

    -191.17

    )

    ELEMENTOS TIPO ARMADURA

    ELEMENTOS TIPO ARMADURA

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    Ordenando Matriz de rigidez total :

    x

    yb

    ca1

    43

    62530 45II

    IIII

    KT=

    -

    .

    ,

    +

    )

    /

    - , + ) /

    634.80 -191.17 -353.55 -281.25

    447.30 353.55 -162.38

    682.97-329.42

    610.67

    -162.38 353.55

    -353.55-93.75

    -353.550

    0

    0

    162.38

    93.75

    353.55

    -191.17

    -353.55 353.55

    -281.25 -162.38

    -162.38

    353.55

    -93.75

    -353.55

    0 162.38

    -353.55 0 0

    -329.42

    .

    + ) - . , /+

    ,

    -

    .

    )

    /

    KRL

    KLL KLR

    KRR

    ELEMENTOS TIPO ARMADURA

    ELEMENTOS TIPO ARMADURA

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    Planteando la ecuacin de rigidez :

    x

    y b

    ca1

    3

    4

    62530 45II

    IIII

    =

    634.80-191.17-353.55

    447.30 353.55

    682.97

    -191.17

    -353.55 353.55

    KLL

    F0,**1N

    ,**co$.*

    ,**$en.*

    -281.25

    -162.38

    -329.42

    -162.38 353.55

    -353.55-93.75

    -353.550

    500cos40

    500sen40

    0

    1

    2

    6

    3

    4

    5

    + KLR

    -0.193

    3

    4

    5

    =

    0.870

    1.243 ''

    FL= KLL.L+ KLR.R

    ELEMENTOS TIPO ARMADURA

    ELEMENTOS TIPO ARMADURA

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    Resolviendo la ecuacin de rigidez :

    =

    -281.25 -162.38 -329.42

    -93.75 0

    -353.55

    -162.38

    353.55-353.55

    x

    y b

    ca1

    3

    4

    62530 45II

    IIII

    F0,**1N

    ,**co$.*

    ,**$en.*

    610.67

    162.38

    0

    162.38 0

    093.75

    353.550

    R1

    R2

    R6

    1

    2

    6

    0.870

    1.243

    0.193

    +

    -0.193

    3

    4

    5

    =

    0.870

    1.243 ''

    KRR KRL

    -63.56

    R1

    R2

    R6

    =

    -383.02

    -257.83 1N

    FR= KRL.L+ KRR.R

    ELEMENTOS TIPO ARMADURA

    ELEMENTOS TIPO ARMADURA

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    Fuerzas en los elementos :

    x

    y b

    ca1

    3

    4

    62530 45II

    IIII

    F0,**1N

    -0.193

    3

    4

    5

    =0.8701.243 ''

    cos30= sen300

    0

    0.870

    -281.25 -162.38 281.25

    -93.75162.38-162.38

    162.38

    93.75

    1.243

    F1=cos0 sen00

    0

    0.193

    -329.420 329.42

    0 00

    0

    0

    0

    F2

    F+ 0 ,+,2/* 1NF) 0 3 /-2,4 1N

    cos315= sen3150.870

    1.243

    0.193

    -353.55 353.55 353.55

    -353.55-353.55353.55

    -353.55

    353.55

    0

    F3

    F- 0 5*2** 1N

    ELEMENTOS TIPO ARMADURA

    ELEMENTOS TIPO VIGA PLANA

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    42/182

    PORTICOS PLANOS

    ELEMENTOS TIPO VIGA PLANA

    ELEMENTOS TIPO VIGA PLANA

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    43/182

    Ejes locales :

    Considerandodeformacionespor flexin

    =

    L, E, I, A

    y

    x

    Fy1,v1

    Mz1,z1Mz2,z2

    Fy2, v2

    ELEMENTOS TIPO VIGA PLANA

    ELEMENTOS TIPO VIGA PLANA

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    44/182

    Ejes locales :

    Considerandodeformacionesaxiales y flexin

    =

    Fx1, u

    1 L, E, I, A

    y

    x

    Fy1,v1

    Mz1,z1

    Fx2, u2

    Mz2,z2

    Fy2, v2

    ELEMENTOS TIPO VIGA PLANA

    ELEMENTOS TIPO VIGA PLANA

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    45/182

    Considerando

    deformacionesaxiales, flexin ycorte

    =

    Fx1, u

    1 L, E, I, A

    y

    x

    Fy1,v1

    Mz1,z1

    Fx2, u2

    Mz2,z2

    Fy2, v2

    ELEMENTOS TIPO VIGA PLANA

    ELEMENTOS TIPO VIGA PLANA

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    46/182

    el factor que toma

    en cuenta lasdeformaciones porcorte es :

    f : factor de forma

    =Area axial/Area de corte

    f =1.2 f =1.2f=10/9

    Rectangular o T de ala

    gruesa

    Circular

    f =2f =A axial/A alma

    Alma

    Cajn o Perfil de aladelgada Tubular

    ELEMENTOS TIPO VIGA PLANA

    ELEMENTOS TIPO VIGA PLANA

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    47/182

    Si no se quiere considerar deformaciones por

    cortante GA =0

    Debe considerarse cuando :hL

    13

    0

    ELEMENTOS TIPO VIGA PLANA

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    48/182

    ETAPAS DE UNPROYECTO

    ETAPAS DE UN PROYECTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    49/182

    PLANTEAMIENTO. DESARROLLO. CONSTRUCCION.

    6

    ETAPAS DE UN PROYECTO

    PLANTEAMIENTO

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    50/182

    Satisfacer necesidades :

    ViviendaUnifamiliares Multifamiliares

    PLANTEAMIENTO

    PLANTEAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    51/182

    SaludHospitales, clnicas

    PLANTEAMIENTO

    PLANTEAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    52/182

    Educacin

    Escuelas, Universidades

    PLANTEAMIENTO

    PLANTEAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    53/182

    SaneamientoPlantas de TratamientoReservorios

    PLANTEAMIENTO

    PLANTEAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    54/182

    IndustriaFbricas, laboratoriosalmacenes

    PLANTEAMIENTO

    PLANTEAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    55/182

    Transporte

    PuentesViaductos

    PLANTEAMIENTO

    PLANTEAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    56/182

    Agricultura

    Canales, Represas

    PLANTEAMIENTO

    PLANTEAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    57/182

    TurismoHoteles, hostales

    PLANTEAMIENTO

    PLANTEAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    58/182

    RecreacinEstadios, cines

    PLANTEAMIENTO

    PLANTEAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    59/182

    Comercio

    TiendasAlmacenes

    PLANTEAMIENTO

    DESARROLLO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    60/182

    Comprende la ejecucin del Proyecto,desde el estudio del lugar donde se ubicar

    la obra, pasando por la elaboracin de losplanos definitivos.

    DESARROLLO

    DESARROLLO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    61/182

    Intervienen los siguientes profesionales

    Ings. de SUELOS(capacidad admisible, tipo cimentacin)

    DESARROLLO

    DESARROLLO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    62/182

    Ings. de GEOTECNIA(riesgo ssmico, microzonificacin,estabilidad de taludes)

    DESARROLLO

    DESARROLLO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    63/182

    ARQUITECTOSPlanos dearquitectura

    MaquetasPerspectivas

    DESARROLLO

    DESARROLLO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    64/182

    Ings. ESTRUCTURALES

    (planos estructurales)

    DESARROLLO

    DESARROLLO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    65/182

    Ings. ELECTRICOS-MECANICOS

    (plano de instalaciones elctricas ymecnicas)

    DESARROLLO

    DESARROLLO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    66/182

    Ings. SANITARIOS

    (plano de instalaciones sanitarias)

    DESARROLLO

    CONSTRUCCION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    67/182

    Ings. CONTRATISTAS

    Se materializa el Proyecto

    Construyenla Obra

    CONSTRUCCION

    CONSTRUCCION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    68/182

    Ings. INSPECTORES(supervisan la construccin)

    CONSTRUCCION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    69/182

    DISEO EN

    CONCRETOARMADO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    70/182

    1. METODO APROXIMADO DE LOSCOEFICIENTES

    ALIGERADOS

    2. PREDIMENSIONAMIENTO

    CONTENIDO

    LOSAS MACIZAS VIGAS

    COLUMNAS ESCALERAS

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    71/182

    METODO

    APROXIMADO DE LOSCOEFICIENTES

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!COE"ICIENTES

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    72/182

    Coeficientes para momentos en vigas con

    apoyos simples :

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!COE"ICIENTES

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    73/182

    Coeficientes para momentos en vigas de

    prticos monolticos con las columnas

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    74/182

    PREDIMENSIONAMIENTODE ALIGERADOS

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!PREDIMENSIONAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    75/182

    Donde:

    h = Peralte del aligeradoL = Luz libre del

    aligerado.

    Losa Aligerada :

    h = L /25

    h = 17 cm luces menores de4m.

    h = 20 cm luces entre 4 y 5.5m.h = 25 cm luces entre 5 y 6.5

    m.

    h=30cmlucesentre6y7.5 DISEO EN CONCRETO ARMADO!PREDIMENSIONAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    76/182

    Losa Aligerada armada en dos direcciones :

    h = 25 cm luces entre 6.5 y 7.5m.h = 30 cm luces entre 7.0 y 8.5

    m.

    Cuando se tienen paos mas o menoscuadrados y de luces mayores de 6 m. :

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    77/182

    PREDIMENSIONAMIENTODE LOSAS MACIZAS

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!PREDIMENSIONAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    78/182

    Losas macizas :

    h = 15 cm luces

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    79/182

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    80/182

    PREDIMENSIONAMIENTODE VIGAS

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!PREDIMENSIONAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    81/182

    Donde:h = Peralte de la

    vigaL = Luz libre de laviga

    Vigas :

    h = L / 10

    h = L / 12

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!PREDIMENSIONAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    82/182

    Vigas :

    L

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    83/182

    PREDIMENSIONAMIENTODE COLUMNAS

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!PREDIMENSIONAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    84/182

    Donde:P = Peso serviciofc = resistencia del

    concreto

    Columnas (cuando existan placas) :

    Area = P/(0.45fc)

    Area = P/(0.35fc)

    Columnas interiores

    Columnas exteriores

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!PREDIMENSIONAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    85/182

    Columnas (edificios aporticados 3 a 4 pisos) :

    Area =1000 @ 2000 cm2

    Secciones de :35x35, 40x4025x50, 30x6030x40, 30x50 4050

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    86/182

    PREDIMENSIONAMIENTODE ESCALERAS

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!PREDIMENSIONAMIENTO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    87/182

    Donde:t = Garganta de la

    escalera

    Ln = Luz libre

    Escaleras :

    t = Ln / 25 t = Ln / 20

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    88/182

    DISEO ENCONCRETOARMADO POR

    FLEXION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    89/182

    1. FLEXION2. FALLAS EN FLEXION

    CONTENIDO

    3. DISEO SIMPLEMENTEREFORZADO

    4. DISEO DOBLEMENTE

    REFORZADO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    90/182

    DISEO POR

    RESISTENCIA ODISEO A LA ROTURA

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!DISEO A ROTURA

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    91/182

    Probabilidad de falla de un elementoestructural

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    92/182

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!DISEO A ROTURA

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    93/182

    Factores de carga de la norma E060La carga ! "trmino #ue se refiere a las combinaciones de cargas de

    dise$o% deben ser producto de varias combinaciones de cargas paraestablecer la solicitacin ms cr&tica de la estructura el cual regir el

    anlisis estructural.

    La resistencia re#uerida para cargas muertas "C'% y cargas vivas "C(%

    ser como m&nimo:! ) *+, C' - *+ C( "*././*% E.060

    1i en el dise$o se tuvieran #ue considerar cargas de viento "C(i%+

    adems de lo indicado en *././*+ la resistencia re#uerida ser como

    m&nimo:

    ! ) *+2/ " C' - C( - C(i % "*././2% E.060

    ! ) 0+3 C' - *+2/ C(i "*././4% E.060

    1i en el dise$o se tuvieran #ue considerar cargas de sismo "C1%+

    adems de lo indicado en *././2 y *././4 la resistencia re#uerida ser

    como m&nimo:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!DISEO A ROTURA

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    94/182

    Las resistencias nominales se reducen enfuncin de la variabilidad en la

    resistencia.

    FACTORES DE REDUCCION DE

    RESISTENCIA

    Diferencias entre las dimensionesindicadas en los planos.

    Incertidumbre del modelo mecnico enque se base la determinacin deresistencia

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!DISEO A ROTURA

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    95/182

    FACTORES DE REDUCCION DE

    RESISTENCIA

    FLEXIONSIMPLE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    96/182

    FLEXION SIMPLE

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    97/182

    El diseo a flexin en las estructuras de

    concreto armado es el denominado Diseopor Resistencia

    Resistencia >= Efectos de las cargasMn >= Mu

    = 0.90

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    98/182

    Hiptesis simplificadoras :

    Las secciones planas permanecen planas (Navier).No hay deslizamiento entre el acero y el concreto.

    Se desprecia la resistencia a traccin del concreto.

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    99/182

    Curvatura :

    Definicin clsica de curvatura.

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    100/182

    FALLAS EN

    FLEXION

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"ALLAS POR "LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    101/182

    Tipos de fallas de una seccin en flexin

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"ALLAS POR "LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    102/182

    Seccin subreforzada.

    El acero entra enfluencia antes que elconcreto alcance ladeformacin mxima

    Falla de Traccin

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"ALLAS POR "LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    103/182

    Marca el lmite entre

    la falla de traccin ycompresin. El aceroentra en fluencia ensimultaneo que el

    concreto alcance ladeformacin mxima

    Falla Balanceada

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"ALLAS POR "LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    104/182

    Seccin sobrereforzada.

    El concreto alcanza ladeformacin mxima y elacero permanece anelstico

    Falla de Compresin

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"ALLAS POR "LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    105/182

    Diagramas simplificado momento curvatura

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    106/182

    DISEO

    SIMPLEMENTEREFORZADO

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    107/182

    Seccin con Falla en Traccin :

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    108/182

    Ecuaciones :

    a = 1.cCc= 0.85.fc.a .b

    T = As.fs =As.fy

    Mn =T(jd) = As.fy(d-a/2)

    Mn = As.fy(d-a/2)Mn =Cc(jd) =0.85fc.b.a(d-a/2)Mn =[0.85fc.b.a(d-a/2)]

    a =A$278*24,279c2(

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    109/182

    Cuantas Balanceadas :

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    110/182

    Acero Mnimo por Flexin :

    D d

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    111/182

    Diseo de secciones :

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    112/182

    Diseo de un aligerado

    (Mtodo de Coeficientes) :

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    113/182

    Diseo de un aligerado :

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    114/182

    Diseo de un aligerado :

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    115/182

    Diseo de un aligerado :

    DiseodeunaligeradoDISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    116/182

    Diseo de un aligerado :

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    117/182

    DISEO

    DOBLEMENTEREFORZADO

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    118/182

    Si la cuanta excede de 0.75Asb, es

    necesario acero negativo.Por razones constructivas se suele colocaracero corrido positivo y negativo.

    En esta ltima razn la presencia de aceroen compresin no aporta significativamente

    a la resistencia por flexin. Pero si influye enel comportamiento.

    S l dbl f d

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    119/182

    Seccin simple y doblemente reforzado :

    R ii d l N

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    120/182

    Requerimientos de la Norma para

    estribos en zonas que se necesita acero encompresin :

    R i i d i dbl

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    121/182

    Resistencia de una seccin doblemente

    reforzada :

    El problema estriba en determinar elesfuerzo en el acero en compresin.

    R it i d i dbl t

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    122/182

    Resistencia de una seccin doblemente

    reforzada obtenida por superposicin :

    Sil i fl

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    123/182

    Si el acero en compresin fluye :

    Sil i fl

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    124/182

    Si el acero en compresin no fluye :

    Sielaceroencompresinnofluye:DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    125/182

    Si el acero en compresin no fluye :

    Otra alternativa es deducir la ecuacinque prediga la resistencia

    Diseo de una viga con acero enDISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    126/182

    Diseo de una viga con acero encompresin :

    Metradoymodeloestructural:DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    127/182

    Metrado y modelo estructural :

    R it i l i 075A b

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    128/182

    Resistencia con el mximo acero 0.75 Asb

    MomentoRemanente

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    129/182

    Momento Remanente :

    MomentoRemanente:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    130/182

    Momento Remanente :

    Distribucindeacero:DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#ION

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    131/182

    Distribucin de acero :

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    132/182

    DISEO POR CORTE

    EN CONCRETOARMADO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    133/182

    FUERZA CORTANTE

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    134/182

    La solicitacin por fuerza cortante en los

    elementos de concreto armado, es unasolicitacin compleja.

    El diseo por cortante que propone la

    norma es semi-emprico, y esta basado en elajuste de los resultados obtenidos deensayos

    La resistencia al corte de una seccin se

    puede predecir con mucha menor precisinque la resistencia a flexin.

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    135/182

    La falla por cortante es una falla frgil.

    Resistencia >= Efectos de las cargas

    Vn >= Vu

    = 0.85

    El concreto no falla por corte, falla por losesfuerzos de traccin diagonal originadospor las cargas externas.

    Esfuerzos principales de una viga de concreto :DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    136/182

    p p g

    A it i t i d t

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    137/182

    Agrietamiento en una viga de concreto :

    Agrietamientosenunavigadeconcreto:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    138/182

    Agrietamientos en una viga de concreto :

    Vigassinrefuerzoenelalma:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    139/182

    Vigas sin refuerzo en el alma :

    Vigasconrefuerzoenelalma:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    140/182

    Vigas con refuerzo en el alma :

    Secciones crticas para el diseo por cortante :

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    141/182

    Seccoesctcaspaaedseopocotate

    Seccionescrticasparaeldiseoporcortante:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    142/182

    Secciones crticas para el diseo por cortante :

    Seccionescrticasparaeldiseoporcortante:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    143/182

    Secciones crticas para el diseo por cortante:

    Di C t td d lN

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    144/182

    Diseo por Cortante de acuerdo a la Norma

    Vu

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    145/182

    Resistencia al corte suministrada por el

    Concreto

    Flexin (Vigas)

    R it i l t iitd l

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    146/182

    Resistencia al corte suministrada por el

    Concreto

    Compresin (Columnas)

    R it i l t iitd l

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    147/182

    Resistencia al corte suministrada por el

    Concreto

    Traccin

    R it i l t iitd l

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    148/182

    Resistencia al corte suministrada por el

    Refuerzo en el alma

    Resistencia alcorte suministrada porel

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    149/182

    Resistencia al corte suministrada por el

    Refuerzo en el alma, estribos perpendiculares

    EspaciamientoMximodelosestribos:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    150/182

    Espaciamiento Mximo de los estribos :

    Estribosmnimos:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    151/182

    Estribos mnimos :

    DetalledediseoporCorte:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    152/182

    Detalle de diseo por Corte:

    Ejemplodediseodeunaligerado:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    153/182

    Ejemplo de diseo de un aligerado :

    Ejemplodediseodeunaligerado:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    154/182

    Ejemplo de diseo de un aligerado :

    Ejemplodediseodeunaligerado:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    155/182

    Ejemplo de diseo de un aligerado :

    Ejemplodediseodeunaligerado:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    156/182

    Ejemplo de diseo de un aligerado :

    Ejemplodediseodeunaligerado:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    157/182

    Ejemplo de diseo de un aligerado :

    Ejemplodediseodeunaligerado:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    158/182

    Ejemplo de diseo de un aligerado :

    Ejemplodediseoporcorteenunaviga:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    159/182

    Ejemplo de diseo por corte en una viga :

    Ejemplodediseoporcorteenunaviga:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    160/182

    Ejemplo de diseo por corte en una viga:

    Ejemplodediseoporcorteenunaviga:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    161/182

    Ejemplo de diseo por corte en una viga:

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    162/182

    Espaciamiento para elementos

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!CORTANTE

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    163/182

    p p

    sismo-resistentes en flexocompresin

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    164/182

    DISEO PORFLEXOCOMPRESIN

    EN CONCRETO

    ARMADO

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    165/182

    FLEXOCOMPRESIN

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    166/182

    Clasificacindecolumnas:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#OCOMPRESIN

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    167/182

    Clasificacin de columnas :

    Clasificacindecolumnas:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#OCOMPRESIN

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    168/182

    Clasificacin de columnas :

    Clasificacindecolumnas:

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#OCOMPRESIN

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    169/182

    Clasificacin de columnas :

    Comportamiento de columnas con estribos

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#OCOMPRESIN

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    170/182

    Co pota etodecou asco estbos

    y espirales :

    Comportamiento de columnas con estribos

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#OCOMPRESIN

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    171/182

    p

    y espirales :

    Comportamiento de columnas con estribosil

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#OCOMPRESIN

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    172/182

    y espirales :

    Acciones en las columnas :

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#OCOMPRESIN

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    173/182

    Diagrama de interaccin :

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#OCOMPRESIN

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    174/182

    g

    Lugar geomtrico de las combinaciones de P yM que agotan la capacidad de la seccin.

    Las secciones planas permanecen planas.

    cu= 0.003Reemplazar la zona en compresin por elbloque rectangular equivalente.

    El acero es elastoplstico.

    La resistencia a traccin se desprecia.

    Diagrama de interaccin :

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#OCOMPRESIN

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    175/182

    g

    Se construye variando sucesivamente laubicacin del eje neutro c. Para cadaposicin del eje neutro se calcula por

    equilibrio, la resistencia nominal de laseccin Pni--Mni

    Diagrama de interaccin :DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#OCOMPRESIN

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    176/182

    Diagrama de interaccin :

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#OCOMPRESIN

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    177/182

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    178/182

    Ejemplo de diseo :

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#OCOMPRESIN

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    179/182

    Ejemplo de diseo :

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#OCOMPRESIN

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    180/182

    Ejemplo de diseo :

    DISEO EN CONCRETO ARMADO!"LE#OCOMPRESIN

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    181/182

  • 7/23/2019 Topicos Ingenieria Estructural

    182/182

    G!#i