martes, 30 de julio de 2013

PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL ENSAYO DE CARGA

El nmero y la distribucin de las cargas en los tramos o paneles cargados se debe seleccionar de manera de maximizar las flechas y las tensiones en las regiones crticas de los elementos estructurales cuya resistencia est en duda (20.3.1). Si se anticipa que los elementos adyacentes contribuirn a soportar la carga de prueba, se debe modificar la magnitud o la ubicacin de esta carga para compensar esta contribucin. Al igual que en ediciones anteriores del Cdigo, la carga de prueba total se especifica como 0,85(1,4D + 1,7L), siendo D la sumatoria de las cargas permanentes o los momentos y esfuerzos internos
correspondientes a las mismas, y L se define como la sobrecarga o los momentos y esfuerzos internos correspondientes. La carga de prueba total incluye la carga permanente existente (20.3.2). La parte de la estructura a ensayar debe tener como mnimo 56 das de hormigonada, a menos que todas las partes involucradas acuerden realizar el ensayo a una edad ms temprana (20.3.3).
Nota: Aunque para esta actualizacin se revisaron y modificaron los factores de carga y de reduccin de la resistencia de las secciones 9.2 y 9.3, respectivamente, se decidi no modificar la intensidad de la carga de prueba especificada en el artculo 20.3.2. El Comit 318 considera que esta carga es adecuada para evaluar la resistencia de los diseos que utilizan los nuevos factores de carga y reduccin de la resistencia del Captulo 9.

lunes, 29 de julio de 2013

DETERMINACIÓN DE LAS DIMENSIONES REQUERIDAS Y DE LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES - II

Los factores de reducción de la resistencia más elevados, tal como los especificados en el Capítulo 20, aumentan las resistencias calculadas de los elementos. La resistencia nominal a la compresión axial de una columna depende fundamentalmente del producto entre el área de la sección transversal de la columna y la resistencia a la compresión del hormigón. Debido a que la resistencia a la compresión del hormigón es altamente variable, los factores de reducción de la resistencia del Capítulo 9 son menores para compresión axial que para flexión. Como para evaluar la resistencia de las estructuras existentes es necesario medir la resistencia a la compresión real del hormigón (20.1.2), el artículo 20.2.5 especifica un mayor aumento del factor de reducción de la resistencia, φ, para las columnas.

domingo, 28 de julio de 2013

DETERMINACIÓN DE LAS DIMENSIONES REQUERIDAS Y DE LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES - I

Si la evaluación de la resistencia de una estructura se realiza de forma analítica, es necesario establecer las dimensiones, ubicación de la armadura y propiedades reales de los materiales. Las mediciones se deben realizar en las secciones críticas, en aquellos lugares donde la tensión calculada tendría un valor máximo. Si hay planos de obra disponibles, se deberían realizar verificaciones puntuales para confirmar la ubicación y el tamaño de las barras de armadura indicadas en dichos planos. Existen técnicas de ensayo no destructivas para determinar la ubicación y el tamaño de la armadura, y para estimar la resistencia del hormigón. A menos que se las conozca de antemano, las propiedades reales del acero de las armaduras o de los cables de pretensado se deberían determinar en base a muestras representativas extraídas de la estructura.
Una evaluación analítica de la resistencia requiere utilizar los factores de carga de la sección 9.2 y los factores de reducción de la resistencia del artículo 20.2.5. Una de las razones para utilizar los factores de reducción de la resistencia, φ, dada en R9.3.1 es "considerar la probabilidad de la presencia de elementos con una menor resistencia originada en variaciones de la resistencia de los materiales y de las dimensiones." Cuando se conocen las dimensiones reales del elemento, el tamaño y la ubicación de la armadura, y las propiedades del hormigón y del acero de las armaduras, el Capítulo 20 especifica factores de reducción de la resistencia más elevados. La Tabla 28-1 presenta una comparación de los factores de reducción de la resistencia del artículo 20.2.5 con aquellos de la sección 9.3. La última columna de esta tabla muestra la relación entre los factores de los Capítulos 20 y 9. Para la evaluación analítica de columnas y del aplastamiento del hormigón, los factores de reducción de la resistencia, φ, de 20.2.5 son aproximadamente 20 por ciento mayores que aquellos de 9.3. Para flexión en vigas y tracción axial el aumento es de
11 por ciento, mientras que para corte y torsión es de 6 por ciento. 

sábado, 27 de julio de 2013

EVALUACIN DE LA RESISTENCIA - REQUISITOS GENERALES

La resistencia de las estructuras existentes se puede evaluar de forma analtica o experimental. La aplicabilidad del procedimiento analtico depende de si el origen de la deficiencia es crtico para la resistencia de la estructura bajo: (1) carga de flexin y/o axial, o (2) corte y/o adherencia. El comportamiento y las resistencia del hormign estructural solicitado a flexin y/o cargas axiales se puede predecir de forma precisa en base a la hiptesis de conservacin de las secciones planas de Navier.
Por el contrario, las teoras y modelos disponibles no son tan confiables para predecir el comportamiento y la resistencia al corte y a la adherencia del hormign estructural. Los requisitos que contiene el Cdigo sobre corte en una y dos direcciones y adherencia son semi-empricos. Las fallas por corte y por adherencia pueden ser fallas frgiles.
Para determinar que una construccin es aceptable alcanza con realizar una evaluacin analtica de la resistencia siempre y cuando se satisfagan dos condiciones (20.1.2). En primer lugar, el origen de la deficiencia debe ser crtica para la resistencia a flexin, carga axial o combinacin de flexin y carga axial. No puede ser crtica para la resistencia al corte o la adherencia. En segundo lugar, debe ser posible establecer las dimensiones reales de la construccin, el tamao y la ubicacin de las armaduras y las propiedades de los materiales. Si no se satisfacen estas dos condiciones, la resistencia se debe evaluar mediante un ensayo de carga segn lo indicado en la seccin 20.3. Si las causas que originan el estudio se relacionan con la flexin o la carga axial pero no resulta posible determinar las propiedades de los materiales, puede que un ensayo fsico sea la solucin ms adecuada.
No est prohibido realizar evaluaciones de la resistencia al corte de forma analtica siempre que stas "se comprendan cabalmente." Si la resistencia al corte o a la adherencia es crtica para la seguridad de una estructura, la solucin ms eficiente puede consistir en realizar ensayos fsicos. Siempre que sea posible y adecuado, se recomienda realizar anlisis estructurales que respalden los resultados de los ensayos de carga (R20.1.3).
Si la incertidumbre con respecto a la seguridad se relaciona con el deterioro de la estructura, la resistencia se puede evaluar mediante un ensayo de carga. Si la construccin satisface los criterios de aceptacin de la seccin 20.5, se debera permitir que la estructura permanezca en servicio durante un periodo de tiempo determinado en funcin de la naturaleza del deterioro. La resistencia se debera reevaluar peridicamente.

viernes, 26 de julio de 2013

INTRODUCCIN

En 1995 se revis el Captulo 20 para resaltar la necesidad de monitorear durante los ensayos de carga no slo las flechas, sino tambin las fisuras relacionadas con el corte y/o la adherencia junto con el descascaramiento y aplastamiento del hormign. En los casos que involucran el deterioro de la estructura, el criterio de aceptacin de una construccin se debera basar en un ensayo de carga. Adems, la aceptacin debera incluir un lmite temporal. Se deberan especificar inspecciones y reevaluaciones peridicas de la resistencia, dependiendo de la naturaleza del deterioro. En ACI 318-95 se introdujeron factores
de reduccin de la resistencia ms elevados para la evaluacin de la resistencia de estructuras existentes de las cuales se conocen las dimensiones, el tamao y la ubicacin de las armaduras, y las propiedades de los materiales.
La evaluacin de la resistencia de una estructura existente exige experiencia y un slido criterio profesional. El Captulo 20 contiene una gua para investigar la seguridad de una estructura cuando:
1. Se considera que la calidad de los materiales es deficiente.
2. Hay evidencias que indican fallas de construccin.
3. La construccin se ha deteriorado.
4. Una estructura existente se utilizar para una nueva funcin.
5. Una construccin o una parte de una construccin no parece satisfacer los requisitos del Cdigo.
Los requisitos del Captulo 20 no se deben utilizar para la aprobacin de sistemas especiales de diseo y mtodos constructivos.
La aprobacin de estos sistemas se trata en la seccin 1.4.
Se sugiere consultar las Referencias 28.1 y 28.2 publicadas por el CRSI (Concrete Reinforcing Steel Institute) como gua adicional para la evaluacin de la resistencia de las estructuras existentes. La publicacin CRSI Engineering Data Report Number 1128.3 contiene informacin adicional sobre las armaduras de las estructuras de hormign armado existentes.

jueves, 25 de julio de 2013

ACTUALIZACIN PARA EL CDIGO 2002

Se revisaron los factores de reduccin de la resistencia a utilizar para la evaluacin analtica de la resistencia de acuerdo con el artculo 20.2.5 para que sean compatibles con los nuevos factores de carga y reduccin de la resistencia introducidos en el Captulo 9. Observar que la carga total de prueba indicada en el artculo 20.3.2 no fue modificada, a pesar del cambio de los factores de carga indicados para el diseo en la seccin 9.2.

lunes, 22 de julio de 2013

Separacin de la armadura

La mxima separacin admisible de la armadura es igual a 5 veces el espesor de la cscara 18 in., cualquiera sea el valor que resulte menor. Esto significa que para las cscaras de menos de 3,6 in. de espesor el valor correspondiente a 5 veces el espesor ser determinante. En las cscaras de mayor espesor la separacin de las barras no debe ser mayor que 18 in.

domingo, 21 de julio de 2013

Concentracin de armadura

En el caso de las cscaras cilndricas (o domos) de gran longitud suele ser recomendable concentrar la armadura de traccin cerca de los bordes antes que distribuirla en la totalidad de la zona traccionada. Cuando este es el caso, se debe distribuir una cantidad mnima de armadura igual a 0,0035bh sobre la parte restante de la zona traccionada, tal como se ilustra en la Figura 27-3. En trminos prcticos, esta cantidad es el doble del requisito de armadura mnima para las tensiones por contraccin y temperatura.

sábado, 20 de julio de 2013

ARMADURA DE LA CSCARA

Armadura segn las direcciones principales de traccin En las cscaras que trabajan fundamentalmente en rgimen membranal, tal como los paraboloides hiperblicos o los domos de revolucin, en general resulta conveniente colocar armadura la en la direccin de los esfuerzos principales. An cuando las placas plegadas y las cscaras cilndricas actan bsicamente como vigas longitudinales (tradicionalmente con estribos verticales como armadura de corte), el uso de armadura ortogonal (barras diagonales) simplifica la colocacin y tambin garantiza el anclaje en la cscara cilndrica o placa plegada. Si se utilizan barras diagonales es posible que en algunos puntos se requieran cinco capas de armadura.
La direccin de las tensiones principales cerca de los apoyos generalmente es de aproximadamente 45 grados, de modo que para satisfacer los requisitos del artculo 19.4.4 se requieren reas de armadura iguales en ambas direcciones. A ttulo ilustrativo, la Figura 27-2 muestra las principales fuerzas membranales que actan en una cscara cilndrica de 60 ft de luz, 6,3 ft de altura, 3,5 in. de espesor, una carga de nieve de 25 lb/ft2 y una carga sobre la cubierta de 10 lb/ft2. Los esfuerzos, correspondientes a las cargas de servicio, se indican en kips por pie lineal.

viernes, 19 de julio de 2013

ANLISIS Y DISEO - II

Mtodo de diseo
Est permitido disear las cscaras mediante el Mtodo de Diseo por Resistencia, pero se debe observar que para los elementos tipo losa que se intersecan en un ngulo, y que poseen elevadas tensiones de traccin en las esquinas interiores, la resistencia ltima es mucho menor que la correspondiente al centro de una losa de hormign. Por lo tanto, se debe prestar particular atencin a la armadura utilizada en estas reas, y el espesor debera ser mayor que el mnimo permitido por el mtodo por resistencia.

jueves, 18 de julio de 2013

ANLISIS Y DISEO - I

Cscaras pretensadas
Cuando dentro de una cscara delgada hay cables de pretensado curvos, el diseo debe considerar las componentes de las fuerzas resultantes de la geometra de los cables. En el caso de las cscaras cilndricas, se debe observar que el cable no se encuentra en un plano, tal como se ilustra en la Figura 27-1.

miércoles, 17 de julio de 2013

CONSIDERACIONES GENERALES

Necesariamente los requisitos del Cdigo para cscaras y placas plegadas son de carcter ms general que los requisitos para otros tipos de estructuras para las cuales la prctica y el diseo han sido firmemente establecidos. El Captulo 19 slo es especfico en algunas reas crticas inherentes al diseo de las cscaras; en lo dems remite a otros requisitos del Cdigo. Se debe destacar que est permitido disear las cscaras mediante el mtodo de diseo por resistencia, an cuando la mayor parte de las cscaras que existen en este pas hayan sido diseadas usando procedimientos de diseo por tensiones admisibles.
El Cdigo, el Comentario y la lista de bibliografa constituyen una excelente fuente de informacin y gua para el diseo de cscaras. Sin embargo, la lista de bibliografa no agota todas las potenciales fuentes disponibles.
1. El Captulo 19 abarca el diseo de una importante clase de estructuras de hormign que difieren  considerablemente de las construcciones habituales con losas, vigas y columnas. El comportamiento estructural vara desde cscaras con flexin considerable (placas plegadas y cscaras cilndricas) hasta aquellas con muy poca flexin salvo en la unin entre la cscara y el apoyo (paraboloides hiperblicos y domos de revolucin). En consecuencia, los problemas relacionados con el diseo de las cscaras no se pueden unificar, ya que cada tipo de estructura tiene sus propios atributos particulares que el ingeniero
debe comprender cabalmente. An el comportamiento de aquellas cscaras que se clasifican dentro de un mismo tipo, como por ejemplo los paraboloides hiperblicos, vara ampliamente. Estudios realizados indican que los paraboloides hiperblicos con viga de borde formando una V invertida, por ejemplo, son mucho ms complejos que lo que indicara la teora de la membrana. Por todo lo expuesto el Cdigo no contiene un conjunto de reglas fijas para el diseo de las cscaras y estructuras plegadas.
2. Por los motivos expresados en el prrafo precedente, el diseo de una cscara requiere de un tiempo considerable para llegar a comprender los problemas de diseo asociados con el tipo particular de cscara estudiada. Intentar disear una cscara sin realizar un estudio adecuado puede resultar en un diseo extremadamente pobre. El diseo de una cscara requiere la habilidad de pensar en trminos del espacio tridimensional; esto slo se logra mediante el estudio y la 27 - 2 experiencia. El perodo ms crtico del diseo de una cscara es la etapa conceptual, ya que es en esta etapa en la cual se deben tomar decisiones fundamentales con respecto a su geometra y dimensiones. 
3. La resistencia de las estructuras tipo cscara es inherente a su geometra, y no se crea llevando el comportamiento de los materiales hasta su estado lmite como en el caso de otros tipos de estructuras de hormign tales como las vigas de hormign armado y prefabricado. Por lo tanto, las tensiones de diseo en el hormign no se deben llevar a los mximos valores aceptables, excepto cuando sea necesario para alguna estructura de dimensiones muy importantes. Si las tensiones son bajas, las flechas generalmente no constituyen un problema.
4. Las dimensiones de una cscara constituyen un factor determinante de la precisin analtica requerida para su diseo. Las cscaras con luces cortas (hasta 60 ft) se pueden disear utilizando mtodos aproximados tal como el mtodo de la viga para las cscaras cilndricas, siempre que los elementos exteriores de la cscara sean soportados adecuadamente por vigas y columnas. Sin embargo, es importante comprender las limitaciones y aproximaciones de cualquier mtodo utilizado. Para las grandes luces puede ser necesario realizar anlisis mucho ms elaborados. Por ejemplo, un paraboloide hiperblico de grandes dimensiones (luz de 150 ft o ms) puede exigir un anlisis por elementos finitos.
La aplicacin de los siguientes requisitos del Cdigo merece alguna explicacin adicional.

martes, 16 de julio de 2013

INTRODUCCIÓN

El Capítulo 19 – referido a cáscaras y placas plegadas – fue totalmente actualizado para el Código ACI 318-83. En la edición 1995 se agregaron los artículos 19.2.10 y 19.2.11. En su forma actual el Capítulo 19 refleja el estado del conocimiento sobre el diseño de cáscaras y placas plegadas. Incluye lineamientos sobre métodos de análisis adecuados para diferentes tipos de estructuras, y contiene directivas específicas para el diseño y la correcta colocación de la armadura de las cáscaras. El Comentario correspondiente al Capítulo 19 debería ser de gran utilidad para los diseñadores; su contenido refleja toda la información existente en la actualidad, incluyendo un extenso listado de bibliografía.

sábado, 13 de julio de 2013

Ejemplo – Sistema de losa pretensada armada en dos direcciones - Part 26

11. Distribución de los cables.
De acuerdo con el artículo 18.12.4, los 10 cables en cada vano de 20 ft se distribuirán en un grupo de 3 cables que atraviesan directamente la columna, con los 7 cables restantes separados 2 ft-6 in. entre sus centros (4,6 veces la altura de la losa). Los cables en la dirección perpendicular se colocarán en una banda angosta e inmediatamente adyacentes a las columnas.

viernes, 12 de julio de 2013

Ejemplo – Sistema de losa pretensada armada en dos direcciones - Part 25

d. Verificar la resistencia para transferencia de momento.

jueves, 11 de julio de 2013

Ejemplo – Sistema de losa pretensada armada en dos direcciones - Part 24

Vp es el corte que llevan los cables a través de la sección crítica de transferencia. En las losas de poca
altura el término Vp se debe evaluar cuidadosamente, ya que las prácticas utilizadas durante la colocación
en obra afectan fuertemente el perfil de los cables. De forma conservadora, este término se puede
considerar nulo.

miércoles, 10 de julio de 2013

Ejemplo – Sistema de losa pretensada armada en dos direcciones - Part 23

10. Resistencia al corte y transferencia de momento en las columnas interiores 11.12.6, 13.5.3
a. Corte y momento transferidos en una columna interior.
El corte directo y momento a la izquierda y derecha de las columnas interiores se calculó en el Paso 8
anterior.

martes, 9 de julio de 2013

Ejemplo – Sistema de losa pretensada armada en dos direcciones - Part 22

d. Verificar la resistencia para transferencia de momento. 13.5.3
Aunque el momento transferido es pequeño, por motivos ilustrativos igual verificaremos la resistencia al momento del ancho de losa efectivo (ancho de la columna más 1,5 veces la altura de la losa a cada lado) para la transferencia de momento. Suponer que tres de los diez cables requeridos para el vano de 20 ft de
ancho están anclados dentro de la columna y unidos formando un paquete que atraviesa la estructura. Esto
se debe especificar en los planos de diseño. Además de proveer resistencia a flexión, esta fuerza de pretensado actuará directamente sobre la sección crítica para corte y aumentará la resistencia al corte. Como se dijo anteriormente, en todas las columnas se requiere una cantidad mínima de armadura adherente. Para una columna exterior el área requerida es:

lunes, 8 de julio de 2013

Ejemplo – Sistema de losa pretensada armada en dos direcciones - Part 21

c. Tensión de corte admisible (para elementos sin armadura de corte)

domingo, 7 de julio de 2013

Ejemplo – Sistema de losa pretensada armada en dos direcciones - Part 20

9. Resistencia al corte y transferencia de momentos en las columnas exteriores
a. Corte y momento transferidos en una columna exterior.
b. Tensión de corte combinada en la cara interna de la sección crítica de transferencia.
Las ecuaciones para la resistencia al corte se discuten en el Capítulo 16 de este documento.

sábado, 6 de julio de 2013

Ejemplo – Sistema de losa pretensada armada en dos direcciones - Part 19

En el centro de la luz,
Verificar la capacidad de momento positivo en el Tramo 1:
Con esto finaliza la parte del diseño correspondiente a resistencia a flexión.

viernes, 5 de julio de 2013

Ejemplo – Sistema de losa pretensada armada en dos direcciones - Part 18

Debido a que hay un exceso de capacidad de momento negativo disponible, redistribuir los momentos para aumentar el momento negativo y minimizar la demanda de momento positivo en el Tramo 2. Observar que la redistribución inelástica real de los momentos ocurre en la sección de momento positivo del Tramo 2.

jueves, 4 de julio de 2013

miércoles, 3 de julio de 2013

Ejemplo – Sistema de losa pretensada armada en dos direcciones - Part 16

Con 10 cables en un vano de 20 ft:
Figura 26-6 – Momentos en ft-kips

martes, 2 de julio de 2013

Ejemplo – Sistema de losa pretensada armada en dos direcciones - Part 15

b. Cálculo de la resistencia a flexión.
Verificar la losa sobre un apoyo interior. El artículo 18.9.3.3 requiere una cantidad mínima de armadura
adherente en las regiones de momento negativo en los apoyos sobre columnas, independientemente del
valor de las tensiones bajo cargas de servicio. Puede que sea necesario colocar una cantidad mayor que la
mínima requerida para lograr la resistencia a flexión. La cantidad mínima ayuda a asegurar la continuidad
y la ductilidad, y a controlar la fisuración debida a cargas excesivas, temperatura o contracción.

lunes, 1 de julio de 2013

Ejemplo – Sistema de losa pretensada armada en dos direcciones - Part 14

Combinar los momentos por carga mayorada con los momentos de segundo orden para obtener los
momentos negativos de diseño totales. Los resultados se indican en la Tabla 26-4.