Ejemplo 6: Muro de concreto

Ejemplo 6: Muro de concreto

Este ejemplo lo guiar paso a paso en la creacin de un muro de concreto. El ejemplo ser ms efectivo si practica las tcnicas ilustradas a medida que son presentadas.

El ejemplo es una estructura de oficinas de seis pisos con muros de concreto reforzados, que actan como un sistema resistente a cargas laterales. Esta estructura incluye claros y elementos de borde a cada lado. El presente ejemplo ha sido tomado y modificado del Ejemplo de Diseo 5, Manual de Diseo Ssmico/Estructural IBC 2000 Volumen 3 (Structural Seismic Design Manual-Volume 3).

Ejemplo de Muro de concreto

1) Empezando una nueva estructura Si el mdulo de muros de concreto no es abierto todava, escoja Mdulos/Muros de concreto en RAM Advanse. Para empezar una nueva estructura, haga clic en el botn Nuevo Muro de Concreto y un muro por defecto aparecer. Si un modelo existente esta abierto el modulo preguntara para guardarlo.

Seleccione el botn para crear un Nuevo Muro de Concreto. Una vez abierto el nuevo archivo, se procede a la introduccin de datos en la ventana izquierda, siguiendo el orden que se muestra a continuacin.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

2) Introduciendo unidades Seleccione con el ratn la opcin Sistema de unidades. Esta accin permitir habilitar el men desplegable.

Despliegue la pestaa y seleccione las unidades del sistema Ingls.

3) Introduciendo geometra A continuacin vaya a la opcin Geometra. Esta y las dems carpetas pueden desplegarse o cerrarse para comodidad del usuario.

Ingrese las dimensiones del muro mostradas en la figura Nota.- El valor introducido corresponde a las unidades por defecto. Si desea introducir el mismo dato en diferentes unidades, teclee el valor seguido de la unidad que desea utilizar y presione Enter, como se muestra a continuacin.

Haga clic en la celda para resaltar el valor.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Teclee el valor seguido de su unidad y presione Enter. Para introducir las alturas haga clic en alturas y una nueva ventana aparecer en la que podr introducir los siguientes datos:

Introduzca las alturas de cada piso Note que en esta ventana estn disponibles varias herramientas para borrar, deshacer, copiar, cortar y pegar datos.

Vaya a la opcin Materiales y despliegue la pestaa. En ese momento usted tendr disponible un men con todos los materiales disponibles. En este caso nicamente hormign armado y se utilizar C4-60.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Seleccionar el material: C 4-60 para este ejemplo. Como siguiente paso ingrese a la opcin Claros, la cual presentar una planilla donde se debern introducir los datos necesarios para definir uno o varios claros en el muro.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Haga doble clic en la opcin Claros e introduzca los datos mostrados en la figura. Nota.- Recuerde que puede editar las celdas de las planillas cada vez que lo desee o puede utilizar el botn para deshacer los cambios realizados.

Note que los claros en este ejemplo tienen la misma forma en los diferentes niveles. Para estos casos existe una herramienta para introducir claros en la misma posicin para varios niveles. Primero borre toda la informacin previa utilizando y presione el botn .

Edite la posicin y dimensiones de los claros.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Nota.- Si selecciona NO en la opcin Claros iguales en todos los niveles, podr escoger los niveles en los que desea se asignen claros con la misma ubicacin y dimensiones definidos en el dilogo para todos.

Haga clic en Aceptar en la ventana de dilogo, as como en Aceptar de la planilla. En este momento el muro se ver como se muestra en la siguiente figura.

Un claro ha sido asignado a cada nivel Slo los claros del lado izquierdo han sido asignados, por lo tanto para asignar los claros para el lado derecho haga clic en Claros nuevamente y seleccione la herramienta ; entonces, seleccione la opcin Inferior Derecha. Presione Aceptar y los claros para el lado derecho sern asignados.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Todos los claros definidos para el muro de concreto. Nota.- Todos los valores que aparecen en rojo pueden ser modificados directamente en el grfico.

4) Introduciendo elementos de rigidez Los elementos de rigidez son utilizados normalmente para aumentar la rigidez del muro de concreto. El mdulo permite utilizar elementos de borde (columnas) o alas (muros perpendiculares) en los extremos del muro.

Introduzca la distancia, posicin y seccin de las columnas.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Para el ejemplo sern necesarias columnas de 30x30 pulgadas. Para cambiar la seccin de las columnas, escoja Elementos de rigidez/Elementos de rigidez, luego seleccione Columnas y en la opcin Columnas proceda con el cambio.

5) Definiendo condiciones de carga Antes de introducir las cargas, es necesario definir los estados de carga a ser utilizados durante el diseo. En este ejemplo sern utilizados tres estados de carga: Carga Muerta (CM), carga viva (LL) y carga de sismo (EQ).

Para definir los estados de carga se debe presionar el botn e introducir el estado de carga como se muestra en la figura.

Condiciones de carga para el ejemplo

6) Introduciendo cargas El mdulo presenta diferentes tipos de carga que pueden ser aplicados en el muro como:

1. Cargas verticales Peso propio del muro

Puntuales

Distribuida

1. Cargas laterales en el plano Puntuales

Distribuidas

Peso ssmico

1. Cargas laterales fuera del plano Carga de presin

Peso ssmico

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Ejemplo 6: Muro de concreto

En el ejemplo se tienen cargas verticales para la condicin de carga muerta y carga viva en las columnas de los extremos y en la mitad del muro.

Para introducir las cargas puntuales para el estado de carga muerta (CM) seleccione Cargas verticales/Puntual; presionando la pestaa observar una planilla en la que se pueden introducir cargas tecleando los valores o por medio de una ventana de dilogo presionando el botn . Como en el ejemplo las cargas verticales son de diferente magnitud en cada nivel se introducirn manualmente.

Introduzca las cargas puntuales, como se muestra en la figura, en las columnas de los extremos y a la mitad del muro. Una carga puntual es defina por los siguientes parmetros:

El Nivel donde se aplicara la carga La Condicin de carga de la carga puntual La Magnitud de la carga puntual La Excentricidad de la carga; la misma que es utilizada para definir momentos en el plano del

muro

La Distancia medida de izquierda a derecha del muro que puede ser definida como una distancia real (opcin % no seleccionado) o como una distancia porcentual del largo total del muro (opcin % seleccionado)

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Una vez introducidas las cargas muertas puntuales, presione Aceptar. Automticamente las cargas aparecern el la ventana de grfico.

Cargas muertas puntuales en el muro de concreto. Adicionalmente se introducir el peso propio del muro para su consideracin en el anlisis.

Seleccione la opcin Incluir peso propio y haga clic en el cuadro. A continuacin se aplicarn cargas vivas seleccionando Cargas Verticales/Puntual e introduciendo los valores de carga mostrados a continuacin para el estado de carga viva (LL):

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Introduzca los valores de carga viva como se observan en la figura y presione Aceptar. Posteriormente, se introducirn cargas laterales para la condicin de carga de sismo (EQ). Las cargas de sismo pueden ser asignadas como cargas puntuales, as como cargas distribuidas. Se recomienda en el caso de tener cargas laterales asignarlas como cargas distribuidas, con el propsito de evitar la concentracin de esfuerzos en el punto de aplicacin.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Seleccione Cargas laterales/Distribuidas e introduzca estos valores para la condicin de carga de sismo (EQ).

Tome en cuenta que existe una herramienta llamada Asignar Carga Distribuida para aplicar la misma carga lateral a varios niveles.

7) Generando combinaciones de carga El programa presenta las diferentes combinaciones de carga para cada cdigo de diseo. El usuario podr cargar estas combinaciones automticamente o podr introducirlas manualmente.

En el ejemplo se introducirn manualmente las siguientes combinaciones de carga:

1.4CM+EQ+0.5LL

0.686CM+EQ

Por lo tanto, presione el botn e introduzca o edita las combinaciones deseadas.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Edite las combinaciones de diseo por defecto y presione Aceptar.

Para generar las combinaciones de carga automticamente. Presione el botn para generar las combinaciones de carga.

Presione el botn para abrir un archivo y seleccione la combinacin de cargas.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Luego obtendr una lista de las combinaciones de carga a ser creadas para el modelo. Seleccione las combinaciones a ser insertadas. La figura siguiente muestra como las combinaciones de carga sern aadidas.

Combinaciones de carga aadidas mediante el generador de combinaciones de carga.

8) Introduciendo datos de diseo Para este ejemplo, los elementos de diseo sern muros de corte y las columnas, se utilizaran dos capas de refuerzo y el criterio de diseo ser por espaciamiento tal como se muestra en la siguiente figura.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Datos de diseo para los muros de concreto y las columnas de borde. Nota.- Si selecciona Espaciamiento como Criterio de diseo, el mdulo verificar en orden descendente cada espaciamiento introducido con el rango completo de tamaos de barra hasta encontrar un resultado ptimo. Por otro lado, si selecciona Tamao de barra como Criterio de diseo, el mdulo verificar cada tamao de barra seleccionada en orden ascendente con diferentes espaciamientos hasta encontrar un resultado ptimo.

9) Introduciendo valores de configuracin Despus de introducir todo lo referente a datos generales, el usuario deber verificar si los valores, por defecto, de Configuracin estn de acuerdo a su modelo y/o requerimientos.

Presione el botn mostrado en la figura.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Verifique que todos los valores por defecto sean los apropiados para el modelo y requerimientos de diseo.

9) Viendo resultados grficamente Una vez terminada la introduccin de datos, usted est listo para ver los resultados de anlisis y diseo.

Presione en el botn (Diagrama FEM) para ver los resultados de anlisis.

Nota.- Cuando se presiona por primera vez uno de los siguientes botones Diagrama FEM, Detallamiento , Reporte u Optimizar diseo , el mdulo analizar el muro, optimizara el refuerzo y lo verificar de acuerdo a cdigo, por lo tanto el programa puede tardar unos minutos dependiendo el tamao del modelo.

Una vez analizado el modelo y optimizado el refuerzo, el mdulo le mostrar, si es que fuera el caso, errores o advertencias.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Resultados de anlisis obtenidos el mtodo de elementos finitos (FEM). En la parte superior de la pantalla se muestra el estado de carga del cual se presentan los resultados. Si desea ver los resultados de otro estado de carga, despliegue la lista y seleccinelo.

Seleccione la condicin de carga deseada. Esta pantalla tambin permite observar los resultados de los desplazamientos del muro en el eje X y Y, los esfuerzos y las fuerzas resultantes del muro. Recuerde que los valores de fuerzas mostrados en la pantalla son por unidad de longitud, por ejemplo kip/ft.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Seleccione el grfico deseado. Nota.- Fuerzas axiales estn dadas por Fy; las fuerzas cortantes por Fxy, y los momentos en el plano son obtenidos utilizando las fuerzas Fy con respecto a la mitad del muro en consideracin. En el lado derecho de la pantalla, existen varias opciones para ver diferentes grficos, as como: Elementos de Rigidez , Niveles visibles , Malla , Deformada , activar Ejes de Corte , activar Contornos Llenos y ver Regleta .

10) Detallamiento del muro Una vez analizado y diseado el muro, podr ver el refuerzo obtenido en la pantalla de detallamiento.

Presione este botn para ingresar a la pantalla de detallamiento.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Pantalla de de detallamiento. Esta pantalla presenta una planilla con los resultados de refuerzo. Durante el diseo el programa realiza una optimizacin de refuerzo, en el cual, obtiene la mnima rea de acero requerida para satisfacer los requerimientos segn parmetros de diseo definidos por el usuario en la pantalla de datos.

Recuerde que podr editar, cambiar o borrar el refuerzo en cualquier momento de acuerdo a su

requerimiento. Presione el botn para verificar rpidamente la influencia de estos cambios. El

semforo en la esquina superior derecha de la pantalla es usado para verificar los resultados de cualquier cambio.

La planilla cuenta con cinco pestaas: Barras Verticales, Barras Horizontales, Refuerzo adicional, Longitudinal en bordes y Transversal en bordes. Cada una de estas pestaas consta de botones para introducir manualmente el refuerzo.

El mdulo asign a la mayora de las franjas verticales y horizontales, barras # 6 y #7 con espaciamiento de 12 y 18 pulgadas. Supongamos ahora que el usuario necesita valores de espaciamiento iguales a 12 pulgadas. Para ello, borre todo el refuerzo vertical utilizando el botn .

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Presione el botn para introducir refuerzo continuo. Inmediatamente se generar y asignar un nuevo refuerzo a todo el muro, inhabilitando el semforo debido a estos cambios. Ahora el usuario podr verificar si los cambios cumplen con los

requerimientos y limitaciones de la norma presionando el botn .

De la misma manera, es posible modificar cualquier valor de refuerzo en las diferentes pestaas y con slo presionar el botn de verificar diseo volver a verificar la influencia de dicho cambio en el muro. Si la luz de semforo no es verde, alguno de los cambios realizados no satisfacen requerimientos de cdigo o de resistencia.

Nota.- En el caso de desear volver a los resultados de refuerzo obtenidos del diseo automtico,

podr presionar el botn . El mismo que Optimizar el diseo del muro.

12) Viendo el Reporte Todo el conjunto de datos y resultados puede ser observado en el reporte:

Presione el botn que se muestra en la figura. En el reporte se pueden observar 2 partes: datos generales y diseo.

Datos generales del muro como: geometra, elementos de rigidez, materiales, estados de carga y cargas;

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Datos generales

Diseo. Esta segunda parte muestra los resultados de diseo de cada uno de los elementos y se subdivide en:

Resultados del diseo de muros de corte.

Resultados del diseo de las columnas de borde.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

Reporte de los resultados del diseo de los muros de corte.

Reporte de los resultados del diseo de las columnas de borde. Nota.- El usuario puede imprimir, guardar o exportar el reporte presionando cualquiera de los botones de la parte superior de la pantalla de reporte.

13) Diseo: Estatus Bien o Existen errores en diseo El reporte presenta, un Estatus general de todo el muro y estatus para cada uno de los elementos diseados, en el que pueden presentarse tres posibles opciones.

Bien cuando el elemento cumple con todos los requerimientos y limitaciones segn la Norma.

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Ejemplo 6: Muro de concreto

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Existen errores en el diseo; cuando el piso falla a una o ms limitaciones de Norma.

No cumple cuando el piso falla a uno o ms requerimientos de Norma.

Ejemplo 6: Muro de concreto1) Empezando una nueva estructura2) Introduciendo unidades3\) Introduciendo geometra4) Introduciendo elementos de rigidez5) Definiendo condiciones de carga6) Introduciendo cargas7) Generando combinaciones de carga8\) Introduciendo datos de diseo9\) Introduciendo valores de configuracin9\) Viendo resultados grficamente10) Detallamiento del muro12) Viendo el Reporte13\) Diseo: Estatus Bien o Existen errores