Momentos mayorados en las franjas de columna V

Cálculos y discusión - III

3. Calcular los anchos de las bielas.


Se asume que se colocará armadura de acuerdo con A.3.3, de manera que se puede usar βs = 0,75.

fcu 0, 85 s f 'c 0, 85 0, 75 5000 3187 psi


Ec. (A-3)


fcu 0, 75 3187 2390 psi

Calcular el ancho requerido de las bielas.

Biela AC

 

El ancho de las bielas cabrá dentro de la columna de hormigón.

Proveer  armadura  de  confinamiento  para  las  bielas  de  acuerdo  con  el  artículo  A.3.3,  en  forma  de  estribos horizontales. El ángulo que forman las bielas diagonales respecto de los estribos cerrados horizontales es 58º. Disponer estribos cerrados No. 4 separados 4.5 in. entre centros.

Cálculos y discusión - II

2.   Proveer armadura para los tirantes.

Usar f = 0,75                                                                                                                                                                                              9.3.2.6          

La resistencia nominal de los tirantes se debe tomar como:

Fnt  = Ast f y  + Aps (fse  + Dfp )                            

Ec. (A-6)       

donde el último término se puede ignorar si la armadura no es pretensada.

Tirante AB                  Fu  = 46,3 kips

  Fu                46, 3                      2                                                                                                                         2

Ast  =        =                    = 1, 03 in.            Proveer 4 barras No. 5

ff y        0, 75 ´ 60                                                                      

Ast  = 1, 24 in.                                                                                                   

Tirante CD                  Fu  = 12,0 kips

12, 0                      2                                                                                                                                          2

Ast  =                   = 0, 27 in.                      Proveer barra No.4

0, 75 ´ 60

Ast  = 0, 40 in.                                                                                                  

Tirantes BC y DF      Fu  = 46,3 kips

93, 2                        2

Ast  =                     = 2, 07 in.                         Proveer acero adicional además de la armadura vertical de las columnas

0, 75 ´ 60

Esta armadura se puede añadir en forma de una barra longitudinal, o en forma de una barra doblada en el NodoA, que también se puede usar como Tirante AB.

Cálculos y discusión - I

1. Establecer la geometría de un reticulado tentativo y calcular la demanda de fuerza en los elementos.

Diseño de una ménsula en una columna

Diseñar la ménsula de la columna de hormigón armado de 16 in. × 16 in. para un esfuerzo vertical Vu = 60 kips y un esfuerzo horizontal Nu = 12 kips. Asumir f'c = 5000 psi, y armaduras de acero Grado 60.

Comentarios - II

Comentarios - I

La discrepancia en la ubicación vertical de los nodos provoca una diferencia despreciable en los esfuerzos en el reticulado (aproximadamente 1,5 por ciento). Por lo tanto, no es necesario realizar otra iteración.

Para este problema se podrían haber seleccionado varios modelos de bielas y tirantes alternativos. En la Figura 17-16 se ilustra un reticulado alternativo.

Nota

Nota: Los ganchos a 90º deben estar encerrados dentro de la prolongación de la armadura de la columna en la viga de transferencia (Figura 17-15). Si se provee un recubrimiento adecuado y confinamiento transversal, la longitud de desarrollo del gancho normal se podría reducir aplicando los factores de modificación indicados en el artículo 12.5.3.

Es posible obtener esquemas con menor grado de congestión de las armaduras, ya sea soldando el acero de las armaduras a placas de apoyo o bien usando acero de pretensado.

Cálculos y discusión - VIII

10. Proveer armadura horizontal para el tirante.

Estas barras se deben anclar adecuadamente. El anclaje se ha de medir a partir del punto donde el tirante abandona la zona nodal extendida, como se ilustra en la Figura 17-14.

 

Distancia  x = 6,7/tan 32 = 10,7 in.

Espacio disponible para embeber barras rectas

10,7 + 4,2 + 8 – 2,0 (recubrimiento) = 20,9 in.

Esta longitud no es adecuada para desarrollar una barra No. 8 recta.

Longitud de desarrollo para una barra No. 8 con un gancho normal a 90 grados

A dh  = (0, 02blf y  /   f 'c  )db

= (0, 02 (1, 0) (1, 0) 60.000 /   40000 ) 1, 0

12.5.2      

= 19, 0 < 20, 9 in.

VERIFICA

Cálculos y discusión - VII

9. Disponer armadura vertical y horizontal para resistir el hendimiento de las bielas diagonales.

El ángulo entre los tirantes verticales y las bielas es 90º – 32º = 58º (sin 58º = 0,85).

Intentar con dos barras No. 4 solapadas separadas 12 in. entre centros (para acomodar la armadura longitudinal del tirante diseñada en el Paso 10 siguiente).

Cálculos y discusión - VI

8. Verificar la geometría del reticulado.

El centro de la zona nodal está ubicado a 4,0 in. a partir de la parte superior de la viga, lo cual coincide razonablemente con el valor de 5 in. supuesto.

En el Nodo A

 

El tirante horizontal debería ejercer una fuera en este nodo para crear una tensión de 2550 psi. Por lo tanto, el tamaño de la cara vertical de la zona nodal es

512.000

                             = 13, 4 in.

0, 75 ´ 2550 ´ 20

El centro del tirante está ubicado a 13,4/2 = 6,7 in, a partir de la parte inferior de la viga. Este valor se aproxima razonablemente al valor de 5 in. supuesto originalmente, de manera que no es necesario realizar otra iteración.

Ancho del nodo en el Apoyo A.

320.000

                             = 8, 4 in.

0, 75 ´ 2550 ´ 20