Embed Size (px)
Citation preview
Estructuras de
HormigΓ³n Armado y Pretensado
P Γ‘ g i n a 1 | 15
TRABAJO PRACTICO N.ΒΊ 2
ESTRUCTURAS DE HORMIGΓN ARMADO Y PRETENSADO
(444)
Tema: βMΓ©nsula Cortaβ
Fecha de presentaciΓ³n: /08/2017
PresentaciΓ³n en tΓ©rmino: SI NO
Integrantes:
1. REINEHR, MarΓa Tania
2. VILLALONGA, AndrΓ©s
AΓO 2017
Estructuras de
HormigΓ³n Armado y Pretensado
P Γ‘ g i n a 2 | 15
Consigna
DiseΓ±ar un conjunto de MΓ©nsulas Cortas que vinculen columnas con una viga longitudinal de HΒ°AΒ° segΓΊn los datos de la tabla. Sobre esa viga estarΓ‘ dispuesto el riel para puente grΓΊa de 15 π‘π. de capacidad nominal.
Se estima que la aceleraciΓ³n en desplazamiento transversal del sistema se produce en la carga suspendida un Γ‘ngulo mΓ‘ximo de 20Β° fuera de su posiciΓ³n de reposo.
La estructura se encuentra en un sector con emisiones de gases de amoniaco en concentraciΓ³n
de aprox. 20ππ
π3β , por lo tanto, se deberΓ‘n seleccionar tipo de hormigΓ³n y recubrimiento
adecuados.
Elaborar documentaciΓ³n tΓ©cnica a nivel de proyecto ejecutivo del elemento diseΓ±ado.
Columnas Sep. Columnas
Soporte de Riel
Luz libre viga/columna
Long. Viga Puente
P.P. Viga Puente
[ππ β π]
40x40 5.8 VH 20x40 0.25 10.60 250
Algoritmo de resoluciΓ³n
1. Predimensionamiento
2. AnΓ‘lisis de cargas
3. DeterminaciΓ³n de armadura.
3.1 Armadura de corte por fricciΓ³n.
3.2 Armadura por flexiΓ³n.
3.3 Armadura por esfuerzo axial.
3.4 Armadura principal.
3.5 Armadura de estribos.
3.6 Armadura mΓnima.
4. DocumentaciΓ³n grΓ‘fica.
4.1 Plano general (geometrΓa del elemento)
4.2 Plano de disposiciΓ³n de armaduras.
4.3 Detalle de armadura.
Estructuras de
HormigΓ³n Armado y Pretensado
P Γ‘ g i n a 3 | 15
1. Predimensionamiento:
La estructura de diseΓ±o se encuentra expuesta a emisiones de gases de amonΓaco, por lo que, debemos considerar tanto un recubrimiento adecuado para la armadura de las piezas de hormigΓ³n, como la utilizaciΓ³n de un hormigΓ³n especial para este tipo de ambiente.
Para obtener el tipo de hormigΓ³n a utilizar en la estructura recurrimos a la tabla 2.3 de CIRSOC 201-2005, que nos fornece el grado de exposiciΓ³n que van a tener las piezas.
Una vez obtenido esto pasamos a la tabla 2.2 de Reglamento y obtener la designaciΓ³n del proceso corrosivo que se pueden producir en las armaduras:
Por ΓΊltimo, con la tabla 2.5 hallamos la resistencia requerida para el hormigΓ³n
Estructuras de
HormigΓ³n Armado y Pretensado
P Γ‘ g i n a 4 | 15
De este anΓ‘lisis, se obtuvo que el requisito de durabilidad del hormigΓ³n expuesto a estas condiciones de agresividad quΓmicas (π1) corresponde a un H-30.
Con la tabla 7.7.1 βRecubrimientos mΓnimos para hormigΓ³n colocado en obraβ
Estructuras de
HormigΓ³n Armado y Pretensado
P Γ‘ g i n a 5 | 15
SegΓΊn la tabla anterior el mΓnimo recubrimiento a adoptar e de 20 ππ sin embargo, como sugerencia debido a los niveles de exposiciΓ³n a sustancias agresivas el Reglamento sugiere aumentar en un 30% el valor del mismo. Siendo asΓ obtenemos;
πππ = 20 ππ + 0.3 β 20ππ = 26 ππ β 30ππ
Adoptamos diΓ‘metros de barra β 16 ππ = 1,6 ππ para todos los cΓ‘lculos.
Las condiciones de dimensionamiento a cumplir son las siguientes:
ππ£
πβ€ 1
ππ’ β€ ππ’
Para el posterior cΓ‘lculo de solicitaciones y armaduras tomamos las dimensiones de mΓ©nsula iguales a:
Estructuras de
HormigΓ³n Armado y Pretensado
P Γ‘ g i n a 6 | 15
β = 40 ππ.
π = 45 ππ
2. AnΓ‘lisis de Cargas:
En primer lugar, hacemos el anΓ‘lisis para el caso en que la carga suspendida se encuentra en los extremos de la viga puente.
La solicitaciΓ³n en los extremos serΓ‘:
El Peso Propio de puente grΓΊa:
De esto obtenemos que ππ£ = 0,35 π
y verificamos la primera condiciΓ³n:
ππ£
π=
35
40= 0,875 β€ 1
Se verifica la condiciΓ³n propuesta.
Estructuras de
HormigΓ³n Armado y Pretensado
P Γ‘ g i n a 7 | 15
ππβ = βπβπ₯βπ
2β =
250 ππ
πβ β 10,6 π
2 = ππππ ππ β ππ, πππ π²π΅
El peso propio del soporte del riel:
πππ =ππ₯π
2=
25 πΎππ3β β (0,2π β 0,40 π) β 5,8 π
2= π, π π²π΅
La carga nominal del puente grΓΊa: π· = ππ. πππ π²π β πππ π²π΅
Obtenemos ahora la carga mayorada:
ππ’ = 1,2 β π· + 1,6 β πΏ = 1,2 β (12,985 πΎπ + 5,8 πΎπ) + 1,6 β (147πΎπ) = πππ, ππ π²π΅
Consideramos ahora, el caso de la componente horizontal generada al producirse una aceleraciΓ³n inicial al poner en movimiento la carga.
πβ = π π₯ π ππ 20Β° = 15.000 π₯ π ππ 20Β° = π. πππ, π ππ. β ππ, ππ π²π΅
La carga horizontal mΓnima que utilizarse serΓ‘:
ππ’ = 0,2 β ππ’ = 0,2 β 257,74 πΎπ = ππ, ππ π²π΅
Utilizamos para el diseΓ±o la mayor de las dos, que para este caso es ππ’ = 51,55 πΎπ
Mayoramos esta carga:
ππ’ = 1,6 β ππ’ = 1,6 β 51,55 πΎπ = ππ, ππ π²π΅
Una vez calculada la carga hallamos la distancia βdβ
π = β β πππ ββ
2= 40ππ β 3 ππ β
0,8 ππ
2= 36,6 ππ β π. πππ π
El valor de corte nominal serΓ‘:
ππ = 0,2 β πΒ΄π β ππ€ β π = 0,2 β 30 πππ β 450ππ β 366 ππ = 988.200 π β πππ, π π²π΅
ππ = 5,5 β ππ€ β π = 5,5 β 450 ππ β 366 ππ = 905.850 π = πππ, ππ π²π΅
Estructuras de
HormigΓ³n Armado y Pretensado
P Γ‘ g i n a 8 | 15
β ππ β₯ ππ’ β ππ =ππ’
0,75=
257,74 πΎπ
0,75= πππ, ππ π²π΅
3. DeterminaciΓ³n de Armaduras: 3.1. Armadura de Corte por fricciΓ³n:
Se debe cumplir que: π΄π£π β π β ππ¦ β π β₯ ππ’
Tomamos un coeficiente de fricciΓ³n correspondiente a un hormigΓ³n colocado monolΓticamente π = 1,4
Mecanismo con Carga Arriba:
π΄π£π =ππ’
π β ππ¦ β π=
0,5 β 257, 74 πΎπ
0,75 β 420 πππ β 1,4 β 10β3
ππ
πΎπβ 104 β
ππ2
π2= π, πππ πππ
π¨ππ = π, πππ πππ
Mecanismo con la Carga Abajo:
π΄π£π =ππ’
π β ππ¦ β π=
0,6 β 257, 74 πΎπ
0,75 β 420 πππ β 1,4 β 10β3
ππ
πΎπβ 104 β
ππ2
π2= π, πππ πππ
π¨ππ = π, πππ πππ
3.2. Armadura a FlexiΓ³n:
La armadura necesaria para resistir los momentos π΄π se puede determinar aplicando la teorΓa
clΓ‘sica de flexiΓ³n.
El momento mayorado ππ’ se debe determinar sumando los momentos alrededor de la armadura de flexiΓ³n en la cara del apoyo.
Siendo:
ππ’ = 82,48 πΎπ
ππ’ = 257,74 πΎπ
El momento serΓ‘ entonces:
ππ’ = ππ’ β ππ£ + ππ’π β (β β π) = 257,74 πΎπ β (0,35π) + 82,48 πΎπ β (0,4 β 0.366)π= 93,01πΎππ
Luego resolvemos esto utilizando las tablas para flexiΓ³n:
ππ =π
βππππ€
=0,366π
β0,05888 πππ
0,75β
0,45 π
= 0,876
ππ = 0.796 πβππβ ππ = 24,766 ππ2
ππβ ππ = 0,091 ππ§ = 0,961
Estructuras de
HormigΓ³n Armado y Pretensado
P Γ‘ g i n a 9 | 15
Calculamos el valor de z
π§ = ππ§ β π = 0,961 β 0,366π = 0,352 π
Finalmente, la armadura estarΓ‘ dada por:
π΄π =ππ’
π β ππ¦ β π§
Mecanismo Carga Arriba:
π΄π =0,5 ππ’
π β ππ¦ β π§=
0,5 β 93,01 πΎππ
0,75 β 420 πππ΄ β 0,352πβ 10β3
ππ
πΎπβ 104
ππ2
π2= π, πππ πππ
π΄π = π, πππ πππ
Mecanismo Carga Abajo:
π΄π =0,6 ππ’
π β ππ¦ β π§=
0,6 β 93,01 πΎππ
0,75 β 420 πππ΄ β 0,352πβ 10β3
ππ
πΎπβ 104
ππ2
π2= π, πππ πππ
π΄π = π, πππ πππ
3.3. Armadura por Carga Axial
La armadura por esfuerzo axial estΓ‘ dada por la ecuaciΓ³n:
π΄π =ππ’
π β ππ¦ =
82,48 πΎπ
0,75 β 420 πππβ 10β3
ππ
πΎπβ 104
ππ2
π2= π, ππ πππ
3.4. Armadura Principal
La armadura principal de tracciΓ³n As, debe ser igual al mayor valor obtenido de las siguientes expresiones:
π΄π =
π΄π 1 = π΄π + π΄π
π΄π 2 = 2
3β π΄π£π + π΄π
Mecanismo Carga Arriba:
π΄π = π΄π 1 = 4,194 ππ2 + 2,62 ππ2 = π, πππ πππ
π΄π 2 = 2
3β 2,922 ππ2 + 2,62 ππ2 = π, πππ πππ
Adoptamos la mayor: π¨ππ = π, πππ πππ
Mecanismo Carga Abajo
π΄π = π΄π 1 = 5,033 ππ2 + 2,62 ππ2 = π, πππ πππ
π΄π 2 = 2
3β 3,507 ππ2 + 2,62 ππ2 = π, πππ πππ
Adoptamos la mayor: π¨ππ = π, πππ πππ
Estructuras de
HormigΓ³n Armado y Pretensado
P Γ‘ g i n a 10 | 15
3.5. Armadura de Estribos
Los estribos cerrados paralelos a la armadura principal de tracciΓ³n se utilizan para prevenir y evitar fallas prematuras en la mΓ©nsula por tracciΓ³n diagonal. Los mismos, se distribuyen
uniformemente dentro de 2 3β β d, adyacente a As
π΄β = 0,5 β (π΄π β π΄π)
Mecanismo Carga Arriba:
π΄β = 0,5 β (6,814 ππ2 β 2,62 ππ2) = 2,097 ππ2
Mecanismo Carga Abajo
π΄β = 0,5 β (7,653 ππ2 β 2,62 ππ2) = 2,516 ππ2
3.6. Armadura MΓnima
El reglamento especifica una armadura mΓnima para evitar una falla sΓΊbita, en caso de que la mΓ©nsula se fisure bajo la acciΓ³n de momentos flectores y de la fuerza externa de tracciΓ³n. Se debe cumplir que:
ππΓπ = 0,04 β πΒ΄π
ππ¦β€
π΄π π
π β π
Mecanismo Carga Arriba:
ππΓπ = 0,04 β 30πππ
420 πππ= π, πππ β ππβπ β€
6,814 ππ2
45 ππ β 36,6 ππ= π, πππ ππβπ
π, πππ β ππβπ β€ π, πππ ππβπ πΊπ ππππππππ ππ ππππ πππΓ³π
Mecanismo Carga Abajo:
ππΓπ = 0,04 β 30πππ
420 πππ= π, πππ β ππβπ β€
7,653 ππ2
45 ππ β 36,6 ππ= π, πππ ππβπ
π, πππ β ππβπ β€ π, πππ ππβπ πΊπ ππππππππ ππ ππππ πππΓ³π
Estructuras de
HormigΓ³n Armado y Pretensado
P Γ‘ g i n a 11 | 15
0,45
0,4 0,4
GRUPO NΒΊ 13
MΓ©nsula Corta
HΒΊ AΒΊ y Pretensado
05/09/17
F.I.O.
UNaM
Esc.
TP NΒΊ2
1:20
VISTA LATERAL Y FRONTAL
MΓNSULA CORTA
Estructuras de
HormigΓ³n Armado y Pretensado
P Γ‘ g i n a 12 | 15
10,6
Viga Puente
MΓ©nsula HΒΊAΒΊ
Viga HΒΊAΒΊ 20x40 cm
Columna HΒΊAΒΊ 40x40 cm
0,4 0,45
Mecanismo 1 Mecanismo 2
0,5 x Vu
0,6 x Vu
C2
T2
T1
C1
GRUPO NΒΊ 13
MΓ©nsula Corta
HΒΊ AΒΊ y Pretensado
05/09/17
F.I.O.
UNaM
Esc.
TP NΒΊ2
1:201:100
VISTA CONSTRUCTIVA SUPERIOR
Estructuras de
HormigΓ³n Armado y Pretensado
P Γ‘ g i n a 13 | 15
BARRA PARA ANCLAJE Γ16
(soldada estructuralmente)
BARRA ARMADURA
PPAL Γ16
BARRA PARA ANCLAJE Γ12
(utilizamos armadura de viga)
ESTRIBOS CERRADOS Γ8
(doble rama)
BARRA ARMADURA
PPAL Γ16
GRUPO NΒΊ 13
MΓ©nsula Corta
HΒΊ AΒΊ y Pretensado
05/09/17
F.I.O.
UNaM
Esc.
TP NΒΊ2
1:20
ESTRIBOS CERRADOS Γ8
c/10cm (doble rama)
BARRA ARMADURA
PPAL Γ16 BARRA ARMADURA
PPAL Γ16
BARRA ARMADURA
PPAL Γ20
DISPOSICIΓN ARMADURAS
DISP. ARM. VISTA SUPERIOR
Estructuras de
HormigΓ³n Armado y Pretensado
P Γ‘ g i n a 14 | 15
GRUPO NΒΊ 13
MΓ©nsula Corta
HΒΊ AΒΊ y Pretensado
05/09/17
F.I.O.
UNaM
Esc.
TP NΒΊ2
1:20
0,15
0,69
0,42
0,78
0,78
0,25
ARMADURA PPAL NΒΊ1
2 BARRAS Γ16
1 BARRA Γ20
LONGITUD = 1.3 m
ARMADURA PPAL NΒΊ2
4 BARRAS Γ16
LONGITUD = 2 m
ESTRIBOS CERRADOS
3 BARRAS Γ8
LONGITUD = 2.3 m
BARRA CONSTRUCTIVA
2 BARRAS Γ16
LONGITUD = 0.25 m
DETALLES DE ARMADURAS
