Concreto Armado II Diseño de Columnas

Ao de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la EducacinFACULTAD DE INGENIERAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CONCRETO ARMADO II

TEMAANALISIS Y DISEO DE ESTRUCTURA APORTICADACOLUMNAS DE CONCRETO ARMADO NORMA ACI-318DOCENTE Ing. Carlos Mantilla JacoboALUMNO SOBRADOS SANTIAGO Julio Alexandro

Nuevo Chimbote 2015

CONCRETO ARMADO II

INTRODUCCION

La estructura debe concebirse como un sistema o conjunto de partes y componentes que se combinan ordenadamente para cumplir una funcin dada. El proceso de diseo de un sistema se comienza con la formulacin de los objetivos que se pretende alcanzar y las restricciones que deben tenerse en cuenta.

En el presente trabajo se puso como objetivo principal el diseo estructural de una edificacin con un sistema aporticado. Debindose realizar los pasos requeridos que se obtuvieron durante las clases.

Adems se utilizara un software apropiado para el anlisis estructural correspondiente y obtener los datos necesarios para el posterior diseo.

El programa SAP2000 es un software lder en la ingeniera estructural. Se pueden analizar cualquier tipo de estructuras con este programa, e incluso disear elemento por elemento de manera precisa con los reglamentos ms conocidos (ACI EN EL CASO DE PERU)

CALCULO DE ACERO PARA VIGAS Y COLUMNAS DE UNPORTICO DE 4 NIVELES

DATOS:1. MATERIALES:Concreto fc = 210 Kg/cm2Acero: fy = 4200 Kg/cm2

2. SECCIONES:2.1. COLUMNASC1: 30 x 50 cm

2.2. VIGAS VP: 30 x 50 cm

3. CARGASLas cargas que se presentan a continuacin, tanto la carga viva como la carga muerta, se obtuvieron de haber realizado el metrado de cargas para el prtico dado. (Ancho tributario, Peso de Aligerado, Peso de Acabados, Peso de Tabiquera, Peso de Muro sobre la viga, Sobrecarga, etc.).

3.1. PRIMER PISOCarga Muerta: 2.08 Ton/mCarga Viva: 0.85 Ton/m3.2. SEGUNDO PISOCarga Muerta: 2.08 Ton/mCarga Viva: 0.85 Ton/m3.3. TERCER PISOCarga Muerta: 2.08 Ton/mCarga Viva: 0.85 Ton/m3.3. CUARTO PISOCarga Muerta: 0.65 Ton/mCarga Viva: 0.150 Ton/m

Utilizando el Software de Analisis Estructural SAP 2000 obtenemos los momentos mximos y cargas axiales para cada columna por analizar. Con estos datos podremos empezar a disear el acero de refuerzo para cada columna.

DISEO DE COLUMNAS APORTICADAS ACI 318 Predimensionamiento: Realizado el metrado de cargas por reas tributarias y aplicando la siguiente frmula, se obtiene el siguiente rea de columnas:

Obteniendo la siguiente seccin para columnas:

Para el diseo del sistema aporticado, se utilizara el Metodo Amplificador de Momentos que manda la Norma del ACI 319 99.Este mtodo es de los ms recomendados para estructuras aporticadas de n pisos.Para el diseo de este tipo de estructuras es necesario obtener algunos datos o informacin tcnica tal como las solicitaciones finales de diseo para la aplicacin integral del mtodo.En las solicitaciones finales de diseo se incluyen: -Momento Ultimo (Mu)-Carga Ultima (Pu)

- PROCEDIMIENTO DE DISEO

COLUMNA C-1: Columna : 30 x 50 cm Viga : 30 x 50 cm Fc: 210 kg/cm2 Fy: 4200 kg/cm2 PD : 18,87 Tn PL : 3,44 Tn MD(2) : 3,14 Tn.m ; ML(2) : 1,44 Tn.m MD(1) : 3.09 ; MD(1) : 1,28 Tn.m SOLUCION:1. La columna C-1 es arriostrada por no presentar movimientos laterales, por lo tanto:

2. Verificar las condiciones de uso del mtodo.

2.1. Fy 4200 kg/cm22.2. Se deber determinar el valor de

2.3. Determinar

Pu = 32,26 Tn > 31,5 Tn

3. Se deber determinar la luz ultima de clculo

Donde lu = 3,00 m Se deber determinar el valor de K usando el abaco de Jackson y Moreland.

Usando el abaco el valor de K 1,31 luc = 300 x 1,31 = 393 cm

4. Determinar ndice de esbeltez

5. Se deber determinar el valor de Muc

Determinar el valor de

Muc = 1.044*6.84=7.15 Tn.m

Pu = 31.5 Tn USAR EN ABACOS Muc = 7.15 Tn.m

6. Determinar el rea de acero usando los bacos. 6.1. Determinar

6.2. Se deber determinar m

6.3. Se deber determinar k

6.4. Determinar k e/t

Con dichos valores se determina la cuanta de acero: 0,004

6.5. Determinar el rea de acero

6.6. Verificar por cuanta mnima para columnas

Usar 15 cm2 6 3/4'

COLUMNA C-2: Columna : 30 x 50 cm Viga : 30 x 50 cm Fc: 210 kg/cm2 Fy: 4200 kg/cm2 PD : 23,31 Tn PL : 4,98 Tn MD(2) : 6,9 Tn.m ; ML(2) : 3,18 Tn.m MD(1) : 6,34 Tn.m ; MD(1) : 2,86 Tn.m SOLUCION:7. La columna C-2 es arriostrada por no presentar movimientos laterales, por lo tanto:



8.3. Determinar

Pu = 41,10 Tn > 31,5 Tn







Muc = 1.057*15,01=15.87 Tn.m









Usar 15 cm2 6 3/4'

COLUMNA C-3: Columna : 30 x 50 cm Viga : 30 x 50 cm Fc: 210 kg/cm2 Fy: 4200 kg/cm2 PD : 28,21 Tn PL : 7,34 Tn MD(2) : 10,01 Tn.m ; ML(2) : 4,44 Tn.m MD(1) : 9,66 ; ML(1) : 4,24 Tn.m SOLUCION:13. La columna C-3 es arriostrada por no presentar movimientos laterales, por lo tanto:



14.3. Determinar

Pu = 51,97 Tn > 31,5 Tn







Muc = 1.075*21.56=23.18 Tn.m










20.1. Fy 4200 kg/cm2

20.2. Se deber determinar el valor de

20.3. Determinar

Pu = 72,25 Tn > 31,5 Tn







Muc = 1.16*26,32=30.53 Tn.m


24. Determinar el rea de acero usando los bacos.

24.1. Determinar









26.3. Determinar

Pu = 36,29 Tn > 31,5 Tn


Donde lu = 3,00 m

Se deber determinar el valor de K usando el abaco de Jackson y Moreland.





Muc = 1.044*10.2=10.74 Tn.m









Usar 15 cm2 6 3/4'

PARA EL DISEO DE ESTRIBOSLos estribos se disean con las cortantes que se aplican en la columna teniendo los siguientes datos del anlisis estructural correspondiente

Para la columna C-1

Datos: Mu(2): 1.4(MD2)+1.7(ML2) Mu(1): 1.4(MD2)+1.7(ML2) lu: 300 cm

SOLUCION:

Determinar el Mu(2) y el Mu(1)

Determinar el valor de Vu(2)

Calcular el cortante crtico Vc

El reglamento nacional de edificaciones establece criterios para la distribucin de estribos en columnas aporticadas.

Se establece que el dimetro mnimo para estructuras aporticadas segn el ACI ser de un dimetro de 3/8.

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