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Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural 1 DELCI ® : PROGRAMA INTERACTIVO GRATUITO PARA EL DISEÑO AUTOMATIZADO DE LOSAS DE CIMENTACIÓN DE CONCRETO REFORZADO Roberto Arroyo Matus 1 , Ana Grissel Jerónimo García 2 y Román Isidro Alvarado 3 RESUMEN Se presenta el programa informático gratuito Delci ® , el cual es una herramienta interactiva gráfica para el diseño estructural de losas de cimentación de concreto reforzado. Este programa, para el cálculo y diseño de losas de cimentación de hasta 25 tableros regulares, permite reducir drásticamente el enorme tiempo empleado en el diseño manual de este importante tipo de elementos estructurales. Tras introducir, de forma simple y ágil una breve serie de datos generales de la estructura por analizar, el procesador del programa genera velozmente todos los datos necesarios para presentar en su interface gráfica, esquemas de los diagramas de cortante y momento en las contratrabes, así como opciones para proponer varias alternativas tanto para el refuerzo transversal como longitudinal. ABSTRACT In this work, the open Delci ® software, which is a graphic interactive computer tool for the structural design of reinforced concrete slab foundations, is presented. This software can be used, up to 25 quadratic continuous elements, for the structural analysis and design of slab foundation. In this way, the extensive manual process employed into the structural design of this important type of structural element can be reduced dramatically. After capturing a series of limited general data in a simple and quickly approach, Delci’s software processor can generate the whole relevant reinforcing concrete design results in order to graphically represent both, drawings of the bending moments and the shear stresses on foundation beams as well as several options to suggesting to the structural student/engineer, the optimal transversal and longitudinal steel reinforcing for slab foundations. INTRODUCCIÓN Se presenta el programa informático gratuito Delci ® , el cual es una herramienta interactiva gráfica para el diseño estructural de losas de cimentación de concreto reforzado. Este programa, para el cálculo y diseño de losas de cimentación de hasta 25 tableros regulares, permite reducir drásticamente el enorme tiempo empleado en el diseño manual de este importante tipo de elementos estructurales. Tras introducir, de forma simple y ágil una breve serie de datos generales de la estructura por analizar, el procesador del programa genera velozmente todos los datos necesarios para presentar en su interface gráfica, esquemas de los diagramas de cortante y momento en las contratrabes, así como opciones para proponer varias alternativas tanto para el refuerzo transversal como longitudinal, de las cuales el operador puede elegir la más idónea. El programa también facilita el diseño de la losa de cimentación, -presentando de forma didáctica pero también profesional-, el emplazamiento detallado del acero de refuerzo. Esta herramienta, basada en las NTC-2004 para el diseño de estructuras de concreto reforzado, tiene como objetivo fundamental simplificar el arduo proceso de diseño o revisión estructural de las losas de cimentación. El programa fue desarrollado con macros de Visual Basic® por lo que puede emplearse, de forma completamente gratuita, en prácticamente cualquier computadora que tenga instalado el programa Office® de Microsoft® en cualquiera de sus versiones. El 1 Investigador, Universidad Autónoma de Guerrero, Edif. 3, Av. Lazaro Cárdenas S/N. Unidad Académica de Ingeniería, Ciudad Universitaria, Chilpancingo, Guerrero, C.P. 39010, Teléfono (52) 747 4712087. [email protected] 2 Investigador, Instituto Tecnológico de Chilpancingo, Ingeniería, Chilpancingo, Guerrero, C.P. 39010, Teléfono (52) 747 4712087. [email protected]

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Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural

1

DELCI®: PROGRAMA INTERACTIVO GRATUITO PARA EL DISEÑO AUTO MATIZADO DE

LOSAS DE CIMENTACIÓN DE CONCRETO REFORZADO

Roberto Arroyo Matus 1, Ana Grissel Jerónimo García 2 y Román Isidro Alvarado 3

RESUMEN

Se presenta el programa informático gratuito Delci®, el cual es una herramienta interactiva gráfica para el diseño estructural de losas de cimentación de concreto reforzado. Este programa, para el cálculo y diseño de losas de cimentación de hasta 25 tableros regulares, permite reducir drásticamente el enorme tiempo empleado en el diseño manual de este importante tipo de elementos estructurales. Tras introducir, de forma simple y ágil una breve serie de datos generales de la estructura por analizar, el procesador del programa genera velozmente todos los datos necesarios para presentar en su interface gráfica, esquemas de los diagramas de cortante y momento en las contratrabes, así como opciones para proponer varias alternativas tanto para el refuerzo transversal como longitudinal.

ABSTRACT

In this work, the open Delci® software, which is a graphic interactive computer tool for the structural design of reinforced concrete slab foundations, is presented. This software can be used, up to 25 quadratic continuous elements, for the structural analysis and design of slab foundation. In this way, the extensive manual process employed into the structural design of this important type of structural element can be reduced dramatically. After capturing a series of limited general data in a simple and quickly approach, Delci’s software processor can generate the whole relevant reinforcing concrete design results in order to graphically represent both, drawings of the bending moments and the shear stresses on foundation beams as well as several options to suggesting to the structural student/engineer, the optimal transversal and longitudinal steel reinforcing for slab foundations.

INTRODUCCIÓN

Se presenta el programa informático gratuito Delci®, el cual es una herramienta interactiva gráfica para el diseño estructural de losas de cimentación de concreto reforzado. Este programa, para el cálculo y diseño de losas de cimentación de hasta 25 tableros regulares, permite reducir drásticamente el enorme tiempo empleado en el diseño manual de este importante tipo de elementos estructurales. Tras introducir, de forma simple y ágil una breve serie de datos generales de la estructura por analizar, el procesador del programa genera velozmente todos los datos necesarios para presentar en su interface gráfica, esquemas de los diagramas de cortante y momento en las contratrabes, así como opciones para proponer varias alternativas tanto para el refuerzo transversal como longitudinal, de las cuales el operador puede elegir la más idónea. El programa también facilita el diseño de la losa de cimentación, -presentando de forma didáctica pero también profesional-, el emplazamiento detallado del acero de refuerzo. Esta herramienta, basada en las NTC-2004 para el diseño de estructuras de concreto reforzado, tiene como objetivo fundamental simplificar el arduo proceso de diseño o revisión estructural de las losas de cimentación. El programa fue desarrollado con macros de Visual Basic® por lo que puede emplearse, de forma completamente gratuita, en prácticamente cualquier computadora que tenga instalado el programa Office® de Microsoft® en cualquiera de sus versiones. El

1 Investigador, Universidad Autónoma de Guerrero, Edif. 3, Av. Lazaro Cárdenas S/N. Unidad Académica de Ingeniería, Ciudad Universitaria, Chilpancingo, Guerrero, C.P. 39010, Teléfono (52) 747 4712087. [email protected] 2 Investigador, Instituto Tecnológico de Chilpancingo, Ingeniería, Chilpancingo, Guerrero, C.P. 39010, Teléfono (52) 747 4712087. [email protected]

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programa es producto de la colaboración académica institucional entre la Unidad Académica de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Guerrero y el Instituto Tecnológico de Chilpancingo y se distribuirá en breve a través de un disco compacto incluido gratuitamente en el Manual del usuario del programa Delci®, libro de muy bajo costo editado por el Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto (IMCyC). Este proyecto tiene como objetivo principal crear un programa de diseño de losas de cimentación de concreto reforzado utilizando hojas de cálculo y el editor de Visual Basic® de Excel®. Sus objetivos específicos son a) Realización de una herramienta que minimice el tiempo de diseño de una losa de cimentación de concreto reforzado, y b) Generar un programa en el que se pueda revisar y/o diseñar una losa de cimentación de concreto reforzado. Los alcances y limitaciones de este programa de diseño son los siguientes: a) Sólo es aplicable a una retícula cuadrangular máxima de 5x5 tableros y todas sus diferentes combinaciones, b) Claros no menores de 4 m, c) El programa se desarrolló en hoja de cálculo Microsoft® Office Excel® 2010 utilizando el editor de Visual Basic®, por lo que es un programa dependiente de Excel®. DE aquí que para su uso es necesario ejecutar Excel® en alguna de las versiones 2003, 2007 o posteriores, d) El número de entrepisos máximo de la edificación es 8, y f) Los tableros deben ser continuos entre ellos.

Se espera que el programa Delci® se constituya en una herramienta de trabajo que facilita el análisis y diseño de losas de cimentación de concreto reforzado con contratrabes, y que además sea una guía para los estudiantes y/o profesionistas de Arquitectura e Ingeniería Civil para comprobar procesos manuales, quienes podrán realizar de forma rápida, eficaz y confiable análisis y diseño de losas de cimentación de cualquier edificación, de acuerdo a la normatividad vigente. El impacto de dicha herramienta de diseño se refleja en la facilidad para utilizarla, ya que provee un Manual del Usuario en el que se explica, paso a paso, su operación práctica, así como todos los requerimientos técnicos que su utilización exige. Otro beneficio de dicha herramienta es que no hay necesidad de instalarla, ya que se ejecuta en cualquier equipo que tenga instalado el programa de Microsoft® Excel®. PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS DE LOSAS DE CIMENTACIÓN D E CONCRETO REFORZADO

Las losas de cimentación de concreto reforzado a diseñar serán del tipo losa con espesor uniforme combinada con contratrabes, aplicándose el siguiente procedimiento: a) Determinar el centro de cargas y el centro de gravedad del área de la losa, b) Calcular los esfuerzos debidos a cargas verticales, c) Calcular esfuerzos debidos a fuerzas laterales, d) Hacer un resumen de la combinación de los esfuerzos anteriores para verificar que el esfuerzo último no exceda la resistencia del suelo, e) Analizar la retícula de contratrabes por carga vertical y fuerza lateral en ambas direcciones, f) Combinar los efectos anteriores para cortante y flexión, g) Diseñar las contratrabes, y h) Analizar y diseñar la losa de cimentación.

Algoritmo de un diseño de losa de cimentación y sus componentes

La programación se desarrolló mediante macros en lenguaje Visual Basic para Excel y se generó un algoritmo basado en el procedimiento de diseño de una losa de cimentación de concreto reforzado. Mediante la aplicación del proceso de cálculo a varios casos particulares, se identificó un procedimiento general (algoritmo) que pudiera aplicarse de forma general. A continuación se muestra un ejemplo de la aplicación del método de análisis y diseño de una losa de cimentación de concreto reforzado basado en la metodología propuesta por la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura del Instituto Politécnico Nacional (Magdaleno, 1985). En la aplicación del análisis y diseño de la losa de cimentación se identifica el proceso general expresado en el diagrama de flujo de la figura 1a.

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Figura 1a Diagrama de flujo para diseño de losa d e cimentación

El programa Delci® es el resultado de un trabajo de investigación desarrollado en el Instituto Tecnológico de Chilpancingo con la colaboración de la Universidad Autónoma de Guerrero. Delci® cuenta con una serie de modelos predeteminados para una fácil y eficiente introducción de datos. Por otra parte el diseño está basado en los requisitos de las Normas Técnicas Complementarias (NTC-2004) del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal (RCDF-2004). Las ventajas del uso de esta herramienta son: a) Sólo se requiere equipo de cómputo con Excel® 97-2003 o versión más reciente instalada, b) No requiere instalación, y c) Pueden obtenerse diseños rápidos, seguros y confiables. Cuando se utiliza el programa Delci® no sólo se trata de obtener resultados, sino de saber interpretarlos, es importante que el usuario tenga los fundamentos necesarios para el diseño de losas de cimentación. El empleo de este tipo de programas sin un ejercicio racional de análisis e interpretación puede dar origen a la introducción o interpretación de información errónea. Es importante resaltar que antes de ejecutar el programa Delci® se debe leer el manual de usuario. También es importante tener este manual siempre a la mano para poder explorar el programa y saber interpretar correctamente los resultados obtenidos. Antes de iniciar esta herramienta debe verificarse que Microsoft® Excel® tenga habilitada la ejecución de macros. Una vez

realizada esta comprobación, debe correrse el programa Delci.exe. A fin de mostrar cómo funciona este programa, a continuación se presenta a manera de ejemplo, el procedimiento que debe seguirse para el diseño de una losa de cimentación. Análisis y diseño de una losa de cimentación de concreto reforzado (ejemplo numérico)

En la figura 1b se muestran las dimensiones de la base del edificio por analizar, así como las cargas que este ejerce sobre la retícula de la cimentación. Las longitudes están dadas en metros y las cargas en toneladas. Se considera que la presión admisible del terreno es de 6 t/m².

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4

Y

A

30 50 45 25

65 94 86 65

76 105 90 75

38 60 50 34

B C

4

D

3

2

1

5.0

7.0

6.0

5.05.06.0

Figura 1b Cargas verticales

En este ejemplo también se considera: a) Momento de volteo: Mv = 1271 t·m, b) Colado monolítico, c) Resistencia de concreto f’ c = 250 kg/cm², d) Resistencia del suelo fs = 6 t/m², y e) Construcción tipo B. Pasos para el diseño automatizado

Ejecute el programa Delci®, haciendo doble click en la hoja de cálculo con el nombre del programa. Automaticamente se presentará la pantalla de inicio (figura 2).

Figura 2 Pantalla de inicio Figura 3 Constantes de diseño

Para iniciar la captura de datos se oprime el botón , y enseguida aparecerá la ventana de la figura 3.

1. Constantes de diseño 1.1. Tipo de construcción

Introducir el tipo de construcción que maneja el Reglamento de Construcciones del Distrito Federal 2004. Debe elegirse el tipo de construcción, así que se procede a seleccionar el botón correspondiente dando click sobre la opción adecuada (figura 4).

Figura 4 Selección del tipo de construcción Figura 5 Selección de resistencia de concreto

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1.2. Resistencia de concreto

En esta sección se elige la resistencia a compresión del concreto (fc’). Este programa sólo considera concreto clase 1, y por ello únicamente se muestran valores superiores a 250 kg/cm², pero inferiores a 350 kg/cm² ya que en las Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto 2004 (NTC-C- 2004) sólo se cumplen los criterios para dichas resistencias. 1.3. Resistencia del suelo

Se introduce la resistencia del suelo. Ésta se obtiene de los resultados de un estudio de mecánica de suelos.

Figura 6 Introducción de la resistencia del suelo

1.4. Tipo de colado

Se selecciona el tipo de colado, este puede ser: a) Colado monolítico: Cuando las contratrabes son coladas al mismo tiempo (es decir, sin interrupciones) que la losa de cimentación, o b) Colado no monolítico: Cuando las contratrabes son coladas en períodos diferentes de tiempo.

Figura 7 Selección del tipo de colado Figura 8 Datos preliminares

c) Habiendo seleccionado y capturado las constantes de diseño, se oprime el botón . En seguida se mostrará la pestaña de “Datos preliminares” (figura 8). Conforme se vaya avanzando en el proceso de diseño los datos ya no podrán modificarse, a menos de que se empiece un nuevo proyecto. 2. Datos preliminares 2.1. Número de entre-ejes

En esta sección se introduce el número de entre-ejes en dirección X y Y del proyecto. El entre-eje se refiere al espacio que hay de un eje a otro, como se muestra en la figura 9 (a). En este caso se muestra el ejemplo para una retícula de 3x3 tableros.

entre-eje 1entre-eje 1entre-eje 1entre-eje 1eje 1

eje 2

dddd

Figura 9 Selección de entre-eje

( a ) Entre-eje ( b ) Selección de entre-ejes del

ejemplo

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El programa Delci®, sólo acepta una retícula máxima de 5x5 tableros y todas sus diferentes combinaciones. Al seleccionar la retícula del proyecto, en la parte superior derecha se muestra una representación de la retícula y las casillas inferiores se activarán para la introducción de datos (cargas verticales y distancias). Sólo se podra analizar la losa de cimentación si los tableros no tienen discontinuidad entre ellos.

2.2. Número de niveles

Se introduce el número de niveles de la edificación, a continuación se activarán las casillas inferiores izquierdas para la introducción de datos (fuerzas laterales y alturas de entrepiso). El máximo de entrepisos es de 8.

Figura 10 Introducción de datos

2.3. Fuerzas laterales y alturas

Las fuerzas laterales pueden ser por efecto de sismo o viento, éstas deben estar en toneladas; mientras que las alturas de entrepiso se capturan en metros. Éstas deen tomarse de eje a eje. Como en el ejemplo se da el momento de volteo, para no alterar los cálculos se introduce el momento de volteo y una altura que de como resultado el mismo valor. El programa Delci® sólo acepta un número de entrepisos máximo de 8; si se desea un número mayor de entrepisos, se tendrá que calcular el momento de volteo manualmente, e introducir datos de la fuerza lateral y la altura, que produzcan un momento de volteo equivalente.

Figura 11 Introducción de datos por fuerzas later ales

2.4. Cargas verticales

Las cargas verticales deben estar en toneladas (t).

2.5. Distancias de claros

Las distancias deben estar en metros (m), estos deben de ser mayores de 4 m.

a ) Fuerzas laterales

b ) Representación de fuerza lateral y altura de entrepiso

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Figura 12 Introducción de datos por cargas vertic ales

Cuando ya se tiene los datos preliminares capturados, se oprime el botón , en seguida se mostrará la pestaña “Resultados” (figura 13).

Figura 13 Resultados

3. Resultados 3.1. Resultados generales

Los resultados se muestran en la figura 14 e incluyen: a) Resultante (R) es la sumatoria de todas las cargas verticales, b) Área (A) corresponde al área total de la retícula, c) Centro de gravedad (CG) es el centro geométrico de la retícula, con las coordenadas en X e Y, d) Centro de cargas (CC) son las coordenadas de la posición de la resultante, e) Momentos de Inercia (Ix, Iy) son los momento de inercia con respecto a los ejes centroidales, f) Momento de volteo (Mv) es el momento de volteo generado por las fuerzas laterales, y g) Momento de estabilidad (Me) es el momento generado por la resultante y la distancia más cercana a la orilla.

Figura 14 Resultados generales

b ) Introducción de distancias a ) Introducción de cargas verticales

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3.2. Revisión de condiciones

A continuación debe revisarse que la relación entre el momento de estabilidad del edificio y el momento de volteo se ajuste a lo que marca la norma (Me/Mv>1.5). Además, se efectúa una revisión de las cargas verticales para garantizar que el sistema esté en equilibrio. Por último, se verifica que el esfuerzo máximo de diseño no sea mayor que la resistencia del suelo.

Figura 15 Revisión de condiciones

Si no se llegara a cumplir con alguna de estas condiciones, no se podrá continuar con el procedimietnode diseño y se tendrá que proponer un nuevo proyecto con condiciones que eviten la limitante encontrada previamente. 3.3. Esfuerzos de diseño

Una vez analizada la retícula el programa permite obtener los esfuerzos debido a la carga vertical y a las fuerzas laterales. El programa permite combinar ambas solicitaciones y definir las condiciones más críticas afectadas por su respectivo factor de carga.

Figura 16 Esfuerzos

Una vez revisadas esta condiciones, se oprime el botón , para pasar a la pestaña de “Diseño de contratrabes” (figura 17). El diseño para este tipo de elementos es de dos tipos: a) para las vigas extremas, y b) para las vigas centrales.

Figura 17 Diseño de contratrabes

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4. Diseño de contratrabes 4.1. Cuantía

La cuantía es la relación que hay entre el área de acero y la sección transversal de la contratrabe, y este parámetro depende de la resistencia del concreto y del acero. El programa puede mostrar la cuantía máxima (ρmáx, el programa considera cuantía máxima debido a sismo) y mínima aceptada (ρmín).

4.2. Momentos, cortantes y distancias

El programa Delci® lleva a cabo el análisis detallado de las vigas extremas y centrales, y selecciona la más critica, mostrando los valores en cada sección (momentos flexionantes, fuerzas cortantes y distancias de claros, respectivamente en la parte superior, media e inferior de la ventana).

4.3. Cálculo de sección de la contratrabe

Para calcular la sección de contratrabe se utiliza el momento máximo, el cual se muestra en la parte izquierda de la barra de la figura 18. Se empieza proponiendo cuantía que debe estar entre la mínima y la máxima (en este caso se eligió ρ = 0.010). Si se introduce una cuantía que no se encuentre dentro de este rango, todo calculo dará como resultado 0. Se procede con la introducción del ancho de la sección (b) en centímetros y el programa automáticamente calcula el peralte efectivo de acuerdo a las NTC-C-2004. Se puede calcular el peralte efectivo las veces que sean necesarias. Una vez seleccionado el ancho y peralte efectivo de la contratrabe, se capturan las dimensiones propuestas que el programa revisa automáticamente. Si estas no llegaran a cumplir con los requisitos que marca la norma vigente, no se podrá continuar con el proceso de diseño. Donde: ρ es la cuantía propuesta, b es el ancho de la sección, d es el peralte efectivo y r es el recubrimiento (todos en centímetros).

Figura 18 Cálculo de sección de viga perimetral

4.4. Diagramas

El programa Delci® posee una interface muy veloz para dibujar de forma muy ilustrativa y automática, la forma de los diagramas de fuerza cortante y de momento flexionante (figuras 19 y 20).

Figura 19 Diseño por cortante

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4.5. Diseño por cortante

Para continuar con el diseño se propone el número de ramas y el diámetro de la varilla a utilizar en el refuerzo

transversal. Una vez capturados estos datos se oprime el botón el cual permite identificar si la propuesta es correcta.

Figura 20 Diseño por flexión y cortante

4.6. Área de acero

En esta parte se muestra el área de acero a utilizar. Si al cálcular el área de acero se utiliza cuantía mínima, el programa marcará en color verde la combinación de barras sugeridas y mostrará un mensaje en el que se podrá proceder a un rediseño optativo; en el caso de emplear la cuantía máxima, se marcará en color rojo la combinación de barras empleadas y se mostrará mensaje en donde se indicará que la contratrabe debe rediseñarse obligatoriamente.

4.7. Separaciones

El programa permite mostrar las separaciones calculadas en cada tramo la contratrabe de acuerdo a la norma

vigente. Habiendo diseñado las “Contratrabes extremas” se oprime el botón , que remitirá al diseño de las “Contratrabes centrales” (si estas existieran); sino, el programa remitirá a la pestaña de “Diseño de losa”). Una vez analizados todos los tableros de la losa de cimentación, el programa considerará por seguridad como base del diseño al tablero crítico que presente los mayores esfuerzos absolutos.

Figura 21 Diseño de losa

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5. Diseño de losa 5.1. Datos de tablero crítico

El programa permite identificar los resultados siguientes: Longitud del claro corto, del claro largo y el esfuerzo máximo de diseño. Con estos valores se procede al dimensionamiento de la losa.

Figura 22 Datos de tablero crítico

5.2. Estimación de peralte

Como primer paso de esta sección, el programa calcula un peralte mínimo y lo muestra en la parte superior izquierda de la figura 23. Posteriormente, se introduce el recubrimiento. Éste debe estar regido por las especificaciones de las NTC-C-2004, en donde se indican entre otros detalles, el espesor del recubrimiento para concreto colado sobre terreno en función de las condiciones de agresividad de éste. En todo caso, si estos parámetros no son conocidos, el recubrimiento mínimo será de 70 mm ó de 50 mm si se emplea plantilla. Una vez introducido el recubrimiento, el programa sugiere un peralte automáticamente. Una vez obtenido este dato, en la parte inferior de la figura 23 puede introducirse el peralte que se considere más apropiado, guiándose de los resultados dados por el programa. Delci® no permitirá introducir un peralte menor que el mínimo exigido por la norma, o peraltes que no cumplan con las especificaciones de las NTC-C-

2004. En seguida se oprime el boton que remitirá a la figura 24, la cual permite revisar el peralte propuesto.

Figura 23 Estimación de peralte Figura 24 Revisión de peralte prop uesto

5.3. Revisiones

En esta sección se revisa el peralte por flexión y por cortante. Si el peralte no es adecuado por flexión o por cortante, no se permitirá seguir con el proceso de diseño, a menos de que se cambien las dimensiones de este elemento, lo que sugiere reiniciar el proceso de diseño con la nueva propuesta. 5.4. Análisis y dimensionamiento por flexión

Cuando el peralte es aceptado por flexión y cortante, se selecciona la barra de la figura 25 para el armado. Una vez realizado este proceso, ya no se podrán hacer modificaciones. A partir de este momento, los peraltes y el área mínima de acero y sus respectivas separaciones (máxima y mínima) son calculadas de forma definitiva.

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Figura 25 Dimensionamiento por flexión Figura 26 Barra de desplazamient o

5.5. Diseño de tableros

Cuando el peralte ha sido aceptado y ya se ha seleccionado la varilla a utilizar para el refuerzo, en la parte derecha se muestra una figura que ilustra cómo se sugiere armar cada tablero. Cada vez que se oprime el botón de desplazamiento de la figura 26, se muestran las características generales de cada tablero elegido, y aparecen en esquemas detallados: En planta de la losa, en la parte central se muestran las separaciones y la representación del armado del tablero; en la parte inferior se muestra un corte con respecto al claro corto del tablero en donde se encuentran las longitudes del bastón y del doblez (figura 27). La separación que toma el programa para cada tablero es la mínima calculada teóricamente. Cuando el proceso de diseño haya finalizado, el programa permite grabar y/o imprimir todos los resultados mediante el botón . Para llevar a cabo esta tarea debe verificarse que la impresora este activa y predeterminada.

Figura 27 Representación de características de ta bleros

Interpretación y comparación de resultados

La tabla 1 muestra una comparación de los esfuerzos fu obtenidos en algunos de los tableros de la losa de cimentación analizada mediante un método manual tradicional y con el programa Delci®. Las tablas 2 y 3 muestran respectivamente los resultados del diseño de las contratrabes y de la losa de cimentación.

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Tabla 1 Resultados de esfuerzos fu (t/m²) (analizando tablero I y IX)

Tabla 2 Resultados de diseño de contratrabes (Con tratrabe central)

Tabla 3 Resultados en losa de cimentación (Tabler o IX )

En todos los resultados obtenidos se observan muy pequeñas diferencias, -debido al alto nivel de precisión de los cálculos del programa informático-, que permiten concluir que el algoritmo del programa Delci® es apropiado y que su nivel de aproximación es excelente y muy satisfactorio. Es relevante citar que el ahorro de tiempo logrado con el método automatizado es extremadamente alto (8 horas de cálculo manual contra 6 minutos de captura y resolución con el programa Delci®).

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CONCLUSIONES

En este trabajo se elaboró un programa para permitir el diseño ágil y efectivo de losas de cimentación de concreto reforzado. Los procedimientos para llevar a cabo esta tarea de forma manual son laboriosos y presentan un nivel de complejidad relativamente elevado, lo que puede introducir errores involuntarios que produzcan diseños erróneos y poco representativos de la estructura real que se intenta diseñar. A fin de reducir el tiempo de análisis y diseño de este tipo de elementos, pero sobre todo, para optimizarlo y abatir la posibilidad de introducir errores en el proceso, se creó un programa basado en macros de lenguaje Visual Basic® para plataformas de Microsof® Excel®. Este programa, denominado Delci®, fue producido como parte de las actividades de intercambio académico entre la Universidad Autónoma de Guerrero y el Instituto Tecnológico de Chilpancingo. Delci® es una herramienta para el diseño y/o revisión de losas de cimentación de concreto reforzado que intenta agilizar el tedioso proceso manual a través de un proceso interactivo en el que se emplea un ambiente tipo windows con gráficos, tablas y esquemas, facilitando enormemente el proceso de diseño. Además, pueden obtenerse resultados en un tiempo considerablemente corto. El programa ha sido verificado a fin de garantizar resultados confiables, permitiendo también al estructurista reemplazar el tiempo invertido en un cálculo manual, por una optimización económica y funcional de las estructuras diseñadas. El programa Delci® ha sido ejecutado en computadoras con características y procesadores diferentes a fin de comprobar su plena compatibilidad y funcionalidad. El diseño estructural es una actividad de suma importancia ya que de la efectividad de este proceso dependerá el adecuado comportamiento de las estructuras y la seguridad de quienes las habitan. La presente herramienta puede ser utilizada en el proceso de diseño de este tipo de elementos estructurales con plena confianza de que se obtendrán diseños optimizados. Sin embargo, debe recordarse que la introducción en el programa de datos erróneos o mal interpretados por parte de su operador, producirá invariablemente resultados inapropiados. Se sugiere también, mientras no se tenga suficiente experiencia en el diseño de losas de cimentación, realizar paralelamente análisis manuales y compararlos contra los que arroja este sistema. Esto permitirá habituarse tanto con los requisitos que marca las normas vigentes, como con las proporciones y cuantía típicas que se manejan en este tipo de estructuras. Los autores consideran que la producción del presente software es un medio que demuestra el cumplimiento de los objetivos básicos originalmente propuestos, teniéndose como perspectiva en el mediano plazo, producir un documento, basado en este programa informático, que será divulgado a nivel nacional a través de una editorial de prestigio.

REFERENCIAS

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