ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO PARA EL REFUERZO DE VIGAS Y COLUMNAS DE UNA EDIFICACIÓN.

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1 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO PARA EL REFUERZO DE VIGAS Y COLUMNAS DE UNA EDIFICACIÓN. Manual de diseño y análisis a partir del programa SAP2000 para vigas y spcolumn para columnas. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA

2 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 1 1 TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN QUE ES EL ENCAMISADO POR MEDIO DE CONCRETO ARMADO PORQUE HACER UN ENCAMISADO POR MEDIO DE CONCRETO ARMADO DISEÑO Inicio del programa SAP Diseño de VIGAS Creación de nuevo modelo Asignar restricciones Definición de patrones de carga Asignación de cargas Revisión de materiales Análisis y diagramas Combinación de cargas Revisión Combinación de cargas Diseño Combinación de cargas Revisión Combinación de cargas Diseño Diseño de COLUMNAS Creación de nuevo modelo Revisión de barras Definición de patrones de carga Análisis y diagramas Diseño Diseño de COLUMNAS ENCAMISADAS Creación de nuevo modelo Definición de patrones de carga Revisión material de refuerzo Análisis y diagramas Diseño EJECUCIÓN RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA Diseño de VIGAS ENCAMISADAS Creación de nuevo modelo Asignar restricciones Definición de patrones de carga Asignación de cargas Revisión de materiales Análisis y diagramas... 36

3 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 2 INTRODUCCIÓN Cada vez son más frecuentes las situaciones a las que se enfrentan los ingenieros civiles, donde se determina la rehabilitación, reparación o refuerzo de una estructura con el fin de evitar la demolición innecesaria de esta y como bien es conocido, este tipo de labores es de las más complejas y exigentes en el ámbito de la ingeniería. seguridad, calidad de los materiales, funcionalidad y vida útil de las estructuras. A continuación se presenta una guía paso a paso para diseñar, analizar y ejecutar vigas y columnas con y sin encamisado, mediante la cual se evitan confusiones y se permite al lector la realización de cálculos óptimos y en corto plazo sobre el de reforzamiento de elementos estructurales 1. QUE ES EL ENCAMISADO POR MEDIO DE CONCRETO ARMADO Es la forma de reforzar un elemento que ha sufrido cambios en su capacidad resistente, envolviendo el elemento estructural actual con una sección adicional de concreto convenientemente armado (aumentando la sección del elemento), reforzándolos frente a compresión, flexión, cortante y torsión garantizando el trabajo simultáneo entre diferentes elementos. Lo anterior con objeto de cumplir lo establecido en la normatividad actual, es decir, cumplir con una resistencia, factores de Columna durante proceso de recrecido Fuente:

4 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 3 Este refuerzo ofrece eficacia y garantía a diferencia de otros métodos de reforzamiento, puesto que ofrece menos costo y mayor rapidez de ejecución. Adicionalmente se evita un impacto negativo en la obra, en lo que a costos, tiempo de entrega, contaminación ambiental por generación de basuras, escombros y mala imagen de la empresa constructora se refiere. Siendo el concreto uno de los materiales más usados para fines estructurales por su buen comportamiento en servicio, adaptabilidad a las formas constructivas y económicas, es equivalente usarlo para aprovechar estas mismas características una vez se presentan situaciones que afectan su buen servicio, las cuales serán nombradas más adelante. 2. PORQUE HACER UN ENCAMISADO POR MEDIO DE CONCRETO ARMADO La necesidad de prolongar la vida útil de una estructura, al no contar con la resistencia a causa de una mala ejecución, o soportar una carga mayor a la proyectada inicialmente, o por acciones accidentales (sismo, explosiones, impactos, etc ), o por hacerla compatible con la normatividad actual, propone como solución la ejecución de un recrecido o encamisado por medio de concreto armado, con el fin de proveer de la resistencia adecuada a los elementos estructurales permitiendo así una transferencia satisfactoria de esfuerzos entre la antigua estructura y el refuerzo actual, para brindar seguridad de vidas. Adicionalmente presenta grandes ventajas: 1) Compatibilidad entre el material original y el de refuerzo, 2) Amplia superficie de contacto, la cual permite una adherencia entre el hormigón nuevo y el hormigón original motivada por la retracción, la cual permite que las cargas se transmitan axialmente y por fricción entre los elementos, 3) Conexión de las armaduras originales con las nuevas, 4) Baja conductividad térmica, es decir, buena resistencia al fuego y buen aislamiento térmico para las armaduras, 5) Posibilidades de dar acabados arquitectónicos por causa de concreto; de las cuales se obtiene un elemento monolítico, capaz de aumentar la resistencia y la rigidez del elemento original, sin cambiar su modo de acción con el tiempo. 3. DISEÑO A continuación se presenta un paso a paso sobre el diseño de vigas y columnas con y sin encamisado, mediante el cual será posible obtener resultados de diseño para su análisis; en el cual se deben tener en cuenta no solo los elementos reforzados directamente sino también todos aquellos que pueden verse afectados lo que implica un análisis pormenorizado de la estructura original y reforzada.

5 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 4 El diseño de vigas se desarrolla mediante el programa SAP2000 y el de columnas mediante spcolumn, a través de títulos que indican el paso a desarrollar, evitando confusiones para los Ingenieros interesados en realizar cálculos óptimos y en corto plazo de reforzamiento de elementos estructurales (Vigas y columnas) Inicio del programa SAP 2000 Este programa permite a los usuarios modelar estructuras y obtener resultados de análisis y diseño de forma automatizada. La versión utilizada en este manual es SAP2000 v Imagen 1

6 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 5 Al dar clic en el paso anterior (New Model, Imagen 3) se presenta una nueva ventana como se ve en la Imagen 4, donde se realiza el cambio de unidades en la lista desplegable, para el ejemplo: kn, m, C Diseño de VIGAS Imagen Creación de nuevo modelo para VIGAS Se inicia dando clic en el botón File ubicado en la parte superior izquierda, en el cual se despliega un listado, en este se elige la primera opción denominada New Model como se ve en la Imagen 3. Imagen 4 Imagen 3 Adicionalmente en la ventana emergente de New Model, como se ve en la Imagen 5, se seleccionara el tipo de modelo o Template a trabajar, para este caso será Beam, el cual relaciona la creación de una viga.

7 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 6 Imagen 6 En la misma ventana del modelo, mostrada en la (Beam), se introducirán y relacionaran las propiedades del elemento a trabajar, realizando clic en el símbolo + mostrado en el recuadro verde. Imagen 5 Al seleccionar Beam, se genera otra ventana emergente (Imagen 6), en la cual se ingresan los siguientes datos: número de espacios entre apoyos (Number of spans), para el caso será 1 encuadrado en color verde, también se ingresa la longitud entre apoyos (Span Length), encuadrado en color rojo, para el caso 5 lo que significa 5.00 m por las unidades elegidas anteriormente. Imagen 7

8 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn signar propiedades de los materiales para VIGAS En la ventana emergente Frame Properties, la cual se abrió al dar clic en el símbolo + se realiza clic en añadir nuevas propiedades (Add New Property), que se encuentra en el recuadro de color rojo en la Imagen 8. Imagen 9 Imagen 8 En seguida se abre una ventana emergente de nombre Add Frame Section Property, en donde se pueden seleccionar diferentes materiales, como se muestra en el recuadro de color verde de la Imagen 9; para este ejemplo se utilizará concreto. En esta misma ventana se ilustran en la parte inferior las diferentes geometrías que se pueden utilizar, para el caso se seleccionará la opción rectangular, encuadrada con color rojo dentro de la misma Imagen 9. Una vez se selecciona la sección rectangular se abre la ventana Rectangular Section (Imagen 10) en donde se asignara un nombre al ejemplo, para el caso VIGA 25X40 en la casilla Section Name. En esta misma ventana se diligenciaran las medidas de la sección de viga en estudio, como se ve en el recuadro de color naranja de la Imagen 10. En Depth se escribe el alto de la viga: 0,4 m y en Width el ancho de la viga: 0,25 m. Se colocan las dimensiones de acuerdo al tipo de unidades establecidas al inicio del programa mostradas en la Imagen 4.

9 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 8 Imagen 10 En la parte inferior de la ventana de sección rectangular, se seleccionan las características del material de la viga, es decir, el acero y el concreto; dando clic en el símbolo + identificada en el recuadro rojo de la Imagen 11; aparecerá una ventana emergente de nombre Define Materials. Imagen 11 En esta ventana se dará clic en añadir nuevo material (Add New Material - Imagen 11), botón dentro del cuadro verde. Aparecerá una ventana con listas desplegables como se muestra en la Imagen 12 en las que se elige la región, el tipo de material y su especificación, para el caso se selecciona User y en tipo de material Concrete en seguida se da clic en OK. Lo anterior para crear un material con las especificaciones que corresponden al ejemplo.

10 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 9 - Specified Concrete Compressive strength, fc: en donde se diligencia el valor del esfuerzo a compresión del concreto, es decir kpa. Se identifica en la imagen dentro del cuadro de color rosa. Imagen 12 Al dar clic en OK, aparecerá una ventana emergente llamada Material Property Data (Imagen 13Imagen 12) donde se diligenciaran los siguientes campos: - Material Name and Display Color: Donde se pondrá el nombre del material, para el caso: Concrete 21 MPa. Se identifica en la imagen dentro del cuadro de color verde. - Weigth per Unit Volume: Donde se diligencia el peso específico del concreto, en el caso 24 kn/m 3. Se identifica en la imagen dentro del cuadro de color rojo. - Modulus of Elasticity, E: Este valor se obtiene de la fórmula relacionada a continuación, y el valor arrojado: MPa. Se identifica en la imagen dentro del cuadro de color naranja. E = 4700 f c = = MPa Imagen 13

11 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 10 Se da Ok en la ventana de la Imagen 13 y el programa retorna a la ventana Define Materials donde se verifica que el material creado aparezca en el listado como se ve en la Imagen 14. Imagen 15 Imagen 14 Una vez realizada la revisión se da clic en Ok y en la ventana Rectangular Section (Imagen 10) en la parte inferior izquierda se selecciona el material creado, el cual cuenta con las propiedades que permitirán realizar un posterior análisis. Esta elección se identifica en el recuadro de color rojo de la Imagen 15. Ahora y en esta misma ventana Rectangular Section se realiza clic en el botón Concrete Reinforcemen, identificado en color verde dentro de la Imagen 16, con el fin de definir las características del refuerzo.

12 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 11 medido desde el centro de las barras. Para el caso 0,06 m, y se da clic en OK en todas las ventanas. Imagen 16 En seguida se abre la ventana emergente Reinformecent Data (Imagen 17) en donde se seleccionará el material del refuerzo, para el caso: A615Gr60 y en la sección Desing Type, se seleccionará que tipo de elemento se quiere estudiar si viga o columna, para el caso será viga (Beam) Recuadro naranja. Imagen 17 Debajo de este se pone la información correspondiente al recubrimiento del acero (Concrete Cover to Longitudinal Rebar Center),

13 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn Asignar restricciones para VIGAS En la pantalla principal se muestra una imagen de la viga en estudio como se ve en la Imagen 18, con el mouse se selecciona el apoyo que se desea modificar. Imagen 19 Imagen 18 Como se ve en la Imagen 19 en la barra de herramientas superior, se hace clic en Assing, lo cual despliega un listado, se sitúa el cursor sobre el primer ítem, Joint, y posteriormente se da clic en la primera opción Restraints. En la ventana emergente Assing Joint Restraints (Imagen 20) que se abre luego de seleccionar Restraints, se selecciona el tipo de apoyo a asignar, para el caso simplemente apoyado y se da OK, realizando el mismo procedimiento para los apoyos a los que se les desee asignar y/o cambiar restricciones como se ve en la Imagen 21.

14 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn Definición de patrones de carga para VIGAS En la barra de herramientas ubicada en la parte superior del programa, se selecciona la pestaña Define, en la cual se busca la opción patrones de carga o Load Patterns como se ve en la Imagen 22. Imagen 20 Imagen 21 Imagen 22

15 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 14 Al seleccionar la opción anterior aparece la ventana emergente Define Load Patterns (), en la cual se seleccionará el tipo de cargas a emplear Asignación de cargas para VIGAS Para la asignación de cargas, se selecciona la viga en la pantalla principal (Imagen 24), se va a la barra de herramientas superior, se da clic en el botón Assing, y de la lista desplegada se pica en Frame Loads y posteriormente Distributed, como se indica en la Imagen 25. Imagen 23 Se designa un nombre, tipo y factor de influencia. Posteriormente se da clic en el botón Add New Load Pattern y si se quiere modificar una ya creada se da clic en Modify Load Pattern. Las cargas que se crearon para el ejemplo son: - Peso propio, de tipo carga muerta y con un factor de influencia de 1 para que esta carga se tenga en cuenta al momento de realizar la combinación. - Carga viva, tipo de carga viva y factor de influencia 0 puesto que más adelante se incluirá un valor de carga. - Peso muerto, tipo carga muerta y con un factor de influencia de 1. Imagen 24 En la ventana emergente Assing Frame Distributed Loads (Imagen 26) se selecciona el patrón de carga que se va asignar al elemento en estudio en la casilla Load Pattern, para el caso CARGA VIVA. En Uniform Load, se introduce el valor de la carga a asignar al elemento, la cual es 20 kn/m, y adicionalmente se deja seleccionada la opción Replace Existing Loads, para que solo se evalué esta carga y se da clic en OK. En la ventana principal se

16 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 15 verá el elemento con la carga ya asignada, como se ve en la Imagen 27 Imagen 26 Imagen 25 Imagen 27

17 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn Revisión de materiales para VIGAS Antes de solicitar al programa el análisis de la viga, se revisan las características de los materiales empleados para un posterior análisis y comparaciones. En la pestaña superior de la ventana principal, se selecciona Define Material como se ve en la y se eligen los materiales empleados en la creación del nuevo modelo Rectangular section: Concreto nombrado como Concrete 21 MPa y acero A615Gr60. Para realizar la revisión se da clic en Modify / Show Material (Imagen 29). Imagen 29 Imagen 28

18 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 17 Como se ve en la Imagen 30, al seleccionar el concreto se revisan las propiedades establecidas en pasos anteriores: Y una vez chequeadas se da OK para realizar la revisión del acero. - Weigth per Unit Volume: 24 kn/m 3. - Modulus of Elasticity, E: MPa. - Specified Concrete Compressive strength, fc: kpa. Imagen 31 Para el acero se elige el material empleado como se ve en la Imagen 31, en este caso A615Gr60 y se da clic en Modify/Show Material. Imagen 30 Una vez en la ventana emergente: Material Property Data se revisa la siguiente propiedad: Fluencia del acero, fy; la cual interviene directamente en la obtención de los resultados y su valor debe ser de kpa. Esta revisión se identifica en el recuadro rojo de la Imagen 32.

19 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn Análisis y diagramas para VIGAS Una vez asignadas las cargas, se dirigen a la barra de herramientas superior y se da clic en el icono Run Analysis, como se ve en el recuadro verde de la Imagen 33. Imagen 33 En la ventana emergente se da clic en el botón Run Now (en la Imagen 34 identificado en color rojo), si se quiere conocer todos los efectos de las cargas. Imagen 32 En este caso la carga modal se seleccionará y se dará clic en Run / DoNot Run Case, para que esta carga no se tenga en cuenta dentro del análisis porque aquí se tendrían en cuenta efectos sísmicos que no se están evaluando; esta acción se chequea en la columna Action, en donde debe aparecen Do not run.

20 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 19 En la ventana emergente de la se elige el tipo de carga que anteriormente fue asignada, para el caso CARGA VIVA. Imagen 34 Para ver los diagramas se hace clic en el icono Show Forces/Stresses y en la lista desplegable se selecciona la opción Frames/Cables/Tendons, como se ve en la Imagen 35. Imagen 35 Imagen 36

21 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 20 En la sección Display Type, se selecciona que tipo de diagrama se desea ver en pantalla, los más comunes son Shear 2-2 (Diagrama de fuerzas cortantes) y Moments 3-3 (Diagrama de Momentos). Adicionalmente en la opción Options for diagram se elige la opción Show Values para ver en estos diagramas los resultados numéricos. y se selecciona el botón Define, en el que se elige la opción Load Combination (Imagen 38). Al dar clic en OK, en la ventana principal se ven los diagramas con los resultados de la carga seleccionada en estudio como se ve en la Imagen 37. Imagen Combinación de cargas para VIGAS Para generar combinaciones de cargas, en este caso para mayorar las cargas que se tienen de acuerdo a lo establecido por el Reglamento NSR-10, se dirigen a la barra superior en la pantalla principal Imagen 38 En la ventana emergente que se abre al seleccionar Load Combination se elige el boton Add New Combo, como se identifica en el recuadro verde de la ).

22 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 21 Imagen 39 En la ventana siguiente Load Combination Data (Imagen 40) se nombra esta combinación a gusto, Para el caso 1.2 CM CV, y en la parte inferior se selecciona cada una de las cargas que se requiere para la combinación; se le asigna el factor de mayoración de acuerdo con lo establecido en el titulo B del Reglamento NSR-10. En este caso 1.6 CARGA VIVA y 1.2 PESO MUERTO. Finalmente se da OK hasta salir de las ventanas. Imagen 40 Una vez definidas las combinaciones de cargas se corre el programa al igual que en el paso anterior de análisis y diagramas, con el botón que se ve en la Imagen 41.

23 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 22 Imagen 41 Para ver los diagramas resultado de esta combinación de cargas se hace clic en el icono Show Forces/Stresses y en la lista desplegable se selecciona la opción Frames/Cables/Tendons, como se ve en la Imagen 42. En la ventana emergente se elige el tipo de carga que anteriormente fue asignada, para el caso la combinación que se definió con anterioridad (Imagen 43), de esta forma se ven los diagramas en la pantalla principal como en la Imagen 44. Imagen 43 Imagen 42

24 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 23 Se revisa que en Design Load Combinations (Imagen 46) este la combinación de carga que se requiere para la evaluación de la viga en estudio. En este caso la combinación de cargas establecida en el titulo B del Reglamento NSR-10 y creada con anterioridad en este manual (Imagen 40). Imagen Revisión Combinación de cargas para VIGAS Para revisar que combinación de cargas está analizando el programa, en la barra superior de la pantalla principal se da clic en Desing Concrete Frame Desing Select Desing Combos, como en la Imagen 45. Imagen 45 Imagen 46

25 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn Diseño para VIGAS Una vez presentados los diagramas con la combinación de cargas, se dirigen a la barra superior derecha de la pantalla principal y se hace clic en el icono Star concrete Desing/Check of structure, identificado en el cuadro rojo de la Imagen 47. Si se desea cambiar las unidades de la presentación, en la parte inferior derecha de la pantalla principal se puede realizar este cambio en la lista desplegable que se muestra en la Imagen 48. Para el caso, se desean ver las áreas de acero en cm 2, como en la 49. De esta manera aparecerá en pantalla un diagrama con información, la cual obedece al área de acero requerido en metros cuadrados. Imagen 48 Imagen 49 Imagen 47

26 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 25 Diseño de VIGAS ENCAMISADAS Creación de nuevo modelo para VIGAS ENCAMISADAS Los pasos para la creación de vigas encamisadas se realizan de la misma forma que en la creación de vigas, a diferencia de un aumento en el tamaño de la viga. Teniendo en cuenta que ya se conoce la carga que va a soportar este nuevo elemento. En el programa SAP2000 v Se inicia seleccionando nuevo modelo New Model (Imagen 50), en la parte superior izquierda de la pantalla principal eligiendo las unidades más reconocidas y trabajadas: kn, m, C y por último el modelo Beam (viga), como se ve en la Imagen 51. Imagen 51 Un vez seleccionado el modelo Beam, se diligencia Number of spans que es el número de espacios entre apoyos, para el caso uno (01) al tener una viga simplemente apoyada. Imagen 50 También se diligencia la distancia entre estos apoyos (Span length), para el ejemplo 5 m. En el cuadrado rojo de la se relacionan las propiedades con las que contará la viga, dando clic en el signo + y posteriormente dentro de la ventana Frame properties, Add New Property (identificado en el recuadro verde de la Imagen 53).

27 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 26 Imagen Asignar propiedades de los materiales para VIGAS ENCAMISADAS Imagen 54 Imagen 53 Al cliquear en Add New Property se selecciona el material a emplear en Section Property type, para este caso: Concrete y la sección Rectangular como se ve en la Imagen 54. Al dar clic en Rectangular se abre la ventana emergente Rectangular Section, donde se relacionará un nombre a la sección del ejemplo: VIGA REC 41 X 48.

28 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 27 En el recuadro rojo de la Error! No se encuentra el origen de la referencia. se escriben las medidas de la viga, teniendo en cuenta que esta es la viga encamisada, se aumentará el tamaño en 8 cm en cada sentido, por lo que: verde. Se da clic a signo + aparecerá una ventana emergente de nombre Define Materials. - Depth (alto de la viga): 0,48 m - Width (ancho de la viga): 0,41 m Imagen 56 Imagen 55 En esta misma ventana se relacionan las propiedades del material de la viga, en la parte inferior de la pestaña identificada con el cuadro En la ventana identificada en la Imagen 56 se dará clic en añadir nuevo material (Add New Material), y en las listas desplegables de la ventana Add Material Property (Imagen 57) se elegirá Region: User e en Material Type: Concrete para de esta forma crear un material con las especificaciones que se requieren para el ejemplo. Las otras opciones quedan inhabilitadas y al dar clic en OK (Imagen 58), se abre la ventana emergente Material Property Data.

29 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 28 En la ventana Material Property Data, identificada en la Imagen 59, se diligenciaran los siguientes campos, de la misma forma que para el ejemplo de vigas sin encamisado, pues lo que se busca es una adherencia de materiales: - Material Name and Display Color: Donde se pondrá el nombre del material, para el caso Concrete 21 MPa. Se identifica en la imagen dentro del cuadro de color verde. Imagen 57 - Weigth per Unit Volume: Donde se diligencia el peso específico del concreto, en el caso 24 kn/m 3. Se identifica en la imagen dentro del cuadro de color rojo. - Modulus of Elasticity, E: Este valor se obtiene de la fórmula relacionada a continuación, y el valor arrojado: MPa. Se identifica en la imagen dentro del cuadro de color naranja. E = 4700 f c = = MPa Imagen 58 - Specified Concrete Compressive strength, fc: en donde se diligencia el valor del esfuerzo a compresión del concreto, es decir kpa. Se identifica en la imagen dentro del cuadro de color rosa.

30 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 29 Se da OK en esta ventana y al retornar a la ventana Define Materials se verifica que se encuentre el material creado, como se ve en la Imagen 60. Imagen 60 Se da clic en OK y en la ventana Rectangular Section se selecciona el material creado, es decir, Concrete 21 MPa (Imagen 61). Imagen 59

31 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 30 Imagen 61 Ahora, en esta misma ventana Rectangular Section se realiza clic en el botón Concrete Reinforcement, con el fin de definir las características del refuerzo. Se selecciona Beam (Imagen 62) en el tipo de diseño, teniendo en cuenta que es una viga y se relaciona un recubrimiento para las barras de acero de 6 cm, aunque como las unidades están en metros se debe diligenciar 0,06 m. Imagen 62 Se regresa a la pantalla principal dando OK en todas las ventanas emergentes y se verifica que en Section Properties, este seleccionada la viga que se ha creado, como en el recuadro rojo de la Imagen 63.

32 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 31 Se mostrara en la pantalla principal del programa SAP2000 la viga creada. Imagen Asignar restricciones para VIGAS ENCAMISADAS Imagen 64 Una vez está la viga creada, se eligen los apoyos para cambiar el tipo de este. Con el mouse se selecciona el apoyo a cambiar y una vez seleccionado como se muestra en el cuadro rojo de la Imagen 64, se dirigen a Assing Joint Restraints y se elige el apoyo a usar, para este caso simplemente apoyado como se identifica en la Imagen 65. Luego se da clic en OK. Imagen 65

33 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn Definición de patrones de carga para VIGAS ENCAMISADAS En la ventana Define Load Patterns (Imagen 67) la cual sale al dar clic en la pestaña Define Load Patterns (Imagen 66), se definen los patrones de cargas a emplear en la viga del ejemplo. Imagen 67 Como para el ejemplo de vigas se asigna un nombre, tipo y factor de influencia (ver paso 3.2.4). Posteriormente se da clic en el botón Add New Load Pattern y si se quiere modificar una ya creada se da clic en Modify Load Pattern. Las cargas que se crearon para el ejemplo son: - Peso propio, de tipo carga muerta y con un factor de influencia de 1 para que esta carga se tenga en cuenta al momento de realizar la combinación. - Carga viva, tipo de carga viva y factor de influencia 0 puesto que más adelante se incluirá un valor de carga. Imagen 66 - Peso muerto, tipo carga muerta y con un factor de influencia de 1.

34 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn Asignación de cargas para VIGAS ENCAMISADAS Se elige la viga como se muestra en la Imagen 68, en la pantalla principal del programa y se dirigen a la pestaña Assing Frame Loads Distributed (Imagen 69). Donde se escoge la carga distribuida que soportara la viga de ejemplo. Para este caso al postular la viga encamisada, aumentará la carga del ejemplo en comparación con la carga de la viga sin encamisado. Imagen 69 Imagen 68 En la ventana Assing Frame Distributed Loads, identificada en la Imagen 70, se diligencia la carga a soportar por la viga en estudio. En el recuadro rojo se identifica una carga uniforme de 40 kn/m, la cual será aplicada a través de la carga denominada CARGA VIVA (en Load Pattern). Adicionalmente se deja seleccionada la opción Replace Existing Loads, para que solo se evalué esta carga.

35 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn Revisión de materiales para VIGAS ENCAMISADAS Antes de realizar el análisis y visualizar los diagramas, se revisaran las características de los materiales que se están empleando en este análisis. En la pestaña superior van a Define Material y se seleccionan los materiales empleados en la creación del nuevo modelo Rectangular section: Concreto nombrado como Concrete 21 MPa y acero A615Gr60. Imagen 70 Al dar OK, se identifica en la pantalla del programa como se ve en la Imagen 71.. Para realizar la revisión damos clic en Modify / Show Material. En el caso del concreto (Imagen 72) se revisan los siguientes valores, los cuales se determinaron en el paso 0: - Weigth per Unit Volume: 24 kn/m 3. - Modulus of Elasticity, E: MPa. - Specified Concrete Compressive strength, fc: kpa. Imagen 71

36 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn kpa. Esta revisión se identifica en el recuadro verde. Imagen 72 Para el acero (Imagen 73) se selecciona el material empleado y se da clic en Modify / Show Material. Imagen 73 Una vez en la ventana emergente: Material Property Data se revisa la siguiente propiedad: Fluencia del acero, fy; la cual interviene directamente en la obtención de los resultados y su valor debe ser de

37 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn Análisis y diagramas para VIGAS ENCAMISADAS Una vez asignadas las cargas, se dirigen a la barra de herramientas superior y dan clic en el icono Run Analysis (Play), como se ve en la Imagen 74. Imagen 75 Para ver los diagramas hacemos clic en el icono Show Forces/Stresses - Frames/Cables/Tendons. Imagen 74 En la ventana emergente se da clic en el botón Run Now (identificado en color rojo de la Imagen 75), si se quiere conocer todos los efectos de las cargas. En este caso la carga modal se seleccionará y se dará clic en Run / DoNot Run Case, para que esta carga no se tenga en cuenta dentro del análisis porque aquí se tendrían en cuenta efectos sísmicos que no se están evaluando; esta acción se chequea en la columna Action, en donde debe aparecen Do not run. En la ventana emergente de la Imagen 76 se elige el tipo de carga que anteriormente fue asignada, para el caso CARGA VIVA. En la sección Display Type, se selecciona que tipo de diagrama se desea ver en pantalla, los más comunes son Shear 2-2 (Diagrama de fuerzas cortantes) y Moments 3-3 (Diagrama de Momentos). Adicionalmente en la opción Options for diagram se elige la opción Show Values para ver en estos diagramas los resultados numéricos.

38 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 37 Imagen Combinación de cargas para VIGAS ENCAMISADAS Para generar combinaciones de cargas, asignando el factor de mayoración establecido en el titulo B del Reglamento NSR-10, se dirigen a Define -Load Combination (Imagen 78). Imagen 76 Al dar clic en OK, en la ventana principal se ven los diagramas con los resultados de la carga seleccionada en estudio, como en la Imagen 77. En la ventana Define Load Combination se elige Add New Combo y así se abrirá la ventana Load Combination Data. Se nombrara la carga de acuerdo a lo establecido en el reglamento: 1.2 CM CV y se asignan lo factores correspondientes como se identifica en el cuadro rojo de la Imagen 79.

39 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 38 Imagen 79 Imagen 78 En este caso 1.6 CARGA VIVA y 1.2 PESO MUERTO. Finalmente se da OK hasta salir de las ventanas Revisión Combinación de cargas para VIGAS ENCAMISADAS Con el fin de realizar un buen análisis, se sugiere revisar que combinación de cargas está analizando el programa. En la barra superior damos clic en Desing Concrete Frame Desing Select Desing Combos.

40 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 39 Se revisa que en Design Load Combinations este la combinación de carga que se requiere para la evaluación de la viga en estudio, como se ve en la Imagen 80. En este caso la combinación de cargas establecida en el titulo B del Reglamento NSR-10 y creada con anterioridad en este manual Diseño para VIGAS ENCAMISADAS Una vez definidas las combinaciones de cargas se pueden visualizar los diagramas seleccionando la combinación de carga creada anteriormente, como se ve en la Imagen 81 e Imagen 82. Imagen 80 Imagen 81

41 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 40 Imagen 82 Posteriormente, en la barra superior derecha se da clic al icono Start concrete Desing/Check of structure (cuadro rojo de la Imagen 83) para visualizar el diagrama con información, la cual obedece al área de acero requerida, en este caso en metros pero como se mencionó en el procedimiento de las vigas sin encamisado, estas pueden ser cambiadas en la parte inferior derecha de la pantalla principal, como se ve en la Imagen 84. Imagen 83 Imagen 84

42 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 41 Para este caso kn, cm, C y de esta forma se visualiza el área requerida en cm 2, como se muestra en la Imagen 85. Diseño de COLUMNAS Creación de nuevo modelo para COLUMNAS Con el fin de facilitar el análisis de columnas, se trabajara el diseño de estas a través del programa spcolumn desarrollado por la empresa Structure Point. En este programa se inicia definiendo la información general y las características de los materiales a emplear. En la pestaña superior se dirigen al botón Imput y luego a General information (Imagen 86), en donde le daremos nombre al proyecto, para el caso: COLUMNA 30X30. Imagen 85 Imagen 86

43 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 42 El código de diseño será el ACI , el cual es similar al Reglamento NSR-10. También se definirán las unidades a trabajar (cuadro rojo de la Imagen 87), es decir, Metric del sistema internacional y la forma en que se va a evaluar la columna: Biaxial para todas las direcciones. Posteriormente se definirán los materiales a usar: Se va al botón Input Material Properties de la pantalla principal e identificado en la Imagen 88, allí se definirán las características del concreto y del acero a emplear en la columna: Imagen 88 - Valor del esfuerzo a compresión del concreto, f c: 21 MPa. - Fluencia del acero Fy: 420 MPa para el acero de refuerzo Imagen 87 Se deja habilitada la casilla Standard para que el programa calcule las otras propiedades de los materiales que se ven inhabilitadas en la Imagen 89.

44 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 43 Imagen 89 Imagen 90 El siguiente paso es definir las propiedades de la sección a evaluar, es decir una columna de 30 cm x 30 cm. En la pestaña superior se va a Input Section Rectangular (Imagen 90) y se introducen las medidas en milímetros, es decir, 300 mm x 300 mm y se da OK, se mostrará en la pantalla una imagen de la sección de la columna como en la Imagen 91. Imagen 91 En seguida se asignaran las condiciones del refuerzo en la barra superior Input Reinforcement y para el caso un refuerzo que sea igual en todos los sentidos, como se ve en la Imagen 92. Se idealiza una columna que resista con cuatro barras #6 y un recubrimiento de 6 cm para las barras

45 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 44 transversales y se diligencian los campor como se ve en la Imagen 93. Imagen Revisión de barras para COLUMNAS Imagen 92 Para asignar las condiciones del acero de refuerzo se hace necesario verificar en la opción de la barra superior Options Reinforcement () las características de las barras, puesto que en los siguientes pasos solo será posible elegir y ver el número de las barras. Imagen 95 Imagen 93 Al dar OK se evidencia en la pantalla un gráfico de la sección de la columna en estudio (Imagen 94). Adicionalmente cabe la posibilidad de elegir las características de acuerdo a las especificaciones de las normas allí presentadas o seleccionar User defined para ser modificadas por el usuario, Imagen 96.

46 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 45 Imagen 97 Imagen 96 Continuando con las condiciones de refuerzo, se asignaran las características del refuerzo transversal, conocido como estribos. Al seleccionar Input Reinforcement Confinement, como se ve en la Imagen 97, se diligencia la información correspondiente al acero de confinamiento de la columna. En este caso Tied (Imagen 98). Imagen 98

47 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn Definición de patrones de carga para COLUMNAS En la barra superior se selecciona Input Loads Factored para asignar la carga y los momentos a la columna en diseño, Imagen 99. De esta forma se puede introducir la carga que proviene del análisis de la viga, en este caso: 87 kn y se da clic en Insert y posteriormente OK; como se ve en la Imagen Análisis y diagramas para COLUMNAS Para realizar el análisis de esta columna, en la barra superior se da clic en Execute o F5 para visualizar el diagrama de momentos (Imagen 101). Es importante verificar que se encuentren seleccionadas las opciones Include Nominal Diagram y Results File. Imagen 99 Imagen 101 Imagen 100

48 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 47 de este diagrama por el diagrama de interacción. El trabajado es el diagrama P-M Diagram - M positive (Imagen 102). Imagen 102 Al dar clic en el botón anterior, aparece la ventana emergente: View Interaction como se muestra en la Imagen 103 y al dar OK, aparece el diagrama de interacción para el ejemplo, como se ve en la Imagen 104 Imagen 103 En la barra superior, en los botones que se ven en la siguiente imagen se puede cambiar la visualización

49 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 48 Imagen 105 Imagen 104 En este diagrama (Imagen 104) se ve la carga máxima que resiste la columna con estas características, además se reconocen los puntos de falla y los seguros. Dentro del cuadro rojo de la

50 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 49 Imagen 105 se identifica la carga que se ha puesto en el ejemplo. Uno de los controles a realizar con este programa implica que el punto identificado en el cuadro rojo se encuentre dentro de la zona segura, la cual está dentro de la línea continua del diagrama Diseño para COLUMNAS El programa spcolumn arroja los datos por medio de un informe, el cual se obtiene al dar clic en el botón de la barra superior Results, mostrado en la Imagen 106. Imagen 106 Imagen 107 En el informe presentado en la Imagen 107 se ve la información de la columna en estudio, como las propiedades de los materiales empleados y las características de la sección. Si es el caso, se puede visualizar en este informe los puntos de control, los cuales ayudan al usuario en el diseño de la columna.

51 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 50 Como se ve en la Imagen 108 e Imagen 109, en la barra superior se da clic en Input Loads Control Points, luego Solve y finalmente Execute (F5). Para visualizar los resultados de los puntos de control, se va al botón Results de la Imagen 110, y se obtiene un informe como se evidencia en la Imagen 111 Imagen 110 Imagen 108 Imagen 109

52 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 51 Diseño de COLUMNAS ENCAMISADAS Creación de nuevo modelo para COLUMNAS ENCAMISADAS Continuando con el análisis de columnas a través del programa spcolumn, se introducirán los datos correspondientes a las características de la viga con sección encamisada. Imagen 111 En la pestaña superior, se da clic en el botón Imput y luego en General information (Imagen 112), donde se asigna el nombre del proyecto y los datos de quien está elaborando el análisis, para este caso: COLUMNA RE 46X46. Imagen 112

53 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 52 Por similitud con las normas ACI con la Norma vigente colombiana, el código de diseño será el ACI En esta misma ventana emergente, identificada en la Imagen 113,se definen las unidades a trabajar: Metric haciendo referencia al Sistema Internacional y se establece una evaluación de forma Biaxial, es decir en todas las direcciones. Luego a través de la ventana emergente Material properties, la cual sale luego de dar click en la barra superior Input Material Properties (Imagen 114) donde se definirán las características del concreto y del acero a emplear en la columna encamisada y con el fin de generar mayor compatibilidad serán los mismos de la columna sin sección con encamisado: - Valor del esfuerzo a compresión del concreto, f c: 21 MPa. - Fluencia del acero Fy: 420 MPa para el acero de refuerzo Imagen 114 Imagen 113

54 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 53 Y se deja habilitada la casilla Standard para que el programa calcule las otras propiedades de los materiales, que se ven inhabilitadas en la Imagen 115. Se solicita al lector especial cuidado con estas propiedades si desea hacer comparación de los resultados. Imagen 116 Se da click en el botón Input Section Rectangular, como se muestra en la Imagen 116y se diligencian las medidas en milímetros, es decir, 460 mm x 460 mm (Imagen 117) y en seguida se conocerá una imagen de la sección de columna es estudio, como la Imagen 118. Imagen 115 En seguida se definirán las características de la sección de columna encamisada en estudio Imagen 117

55 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 54 Imagen 119 Imagen 118 Para asignar las condiciones del refuerzo se dirigen a la sección Input Reinforcement y en este caso al querer generar la sección encamisada se elige Irregular Pattern (Imagen 119), donde será posible dar las coordenadas de ubicación de las barras y el área de estas, en este caso se idealiza una columna que resista la carga solicitada con cuatro barras #6 (285 mm) adicionales, las cuales se cargan como se ve en la Imagen 120 Es importante tener en cuenta que las medidas van desde el eje que se ve en el cuadro rojo que se identifica en la Imagen 121, en sentido del plano cartesiano. Imagen 120

56 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 55 Imagen 122 Imagen 121 El cuadro amarillo muestra la sección de viga original. Continuando con las condiciones de refuerzo, se asignaran las características del refuerzo transversal, conocido como estribos. Se dirigen a Input Reinforcement Confinement, como se ve en la Imagen 122y se diligencia la información del acero de confinamiento de la columna. En este caso Tied de la Imagen 123. Imagen 123

57 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn Definición de patrones de carga para COLUMNAS ENCAMISADAS Para el ejemplo 174 kn, se da clic en Insert y posteriormente OK (Imagen 125). En la sección de entrada se definirá la carga que soportará la columna con encamisado (Input Loads Factored de la Imagen 124). Adicionalmente por esta misma ruta se pueden seleccionar los puntos de control, mediante los cuales se verifica el diseño de la columna. Imagen 125 Imagen 124 En este caso y a modo de ejemplo se pone la carga que trae la viga encamisada, de los ejemplos realizados en el software SAP2000 de la misma forma que se realizó con la columna sin encamisado.

58 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn Revisión material de refuerzo para COLUMNAS ENCAMISADAS Con el fin de verificar las características del acero de refuerzo que está manejando el programa y si se desea realizar una comparación de los resultados, en la pestaña superior se da click en Options Reinforcement (Imagen 126) y de esta forma en la ventana emergente Reinforcement de la Imagen 127, se elige User-defined para modificar el área de las barras #6, para este ejemplo: 285 mm 2. Se da click en Modify y posteriormente OK. Imagen 126 Imagen 127

59 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn Análisis y diagramas para COLUMNAS ENCAMISADAS Para que el software realice el análisis de la sección de columna con encamisado, se va a Solve Execute o en su defecto se da F5, como se ve en la Imagen 128para conocer el diagrama de momentos. Se solicita y recomienda verificar que se encuentren seleccionadas las opciones Include Nominal Diagram y Results File Imagen 128 Imagen 129

60 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 59 Si se desea cambiar la forma de visualizar el diagrama, diferente al mostrado en la Imagen 129,y elegir el diagrama de interacción, el los botones de la barra superior se elige: diagrama P-M Diagram - M positive, como se ve en la Imagen 130. Imagen 130 Al dar click en el botón anterior, aparece la ventana emergente: View Interaction (Imagen 131) y al dar OK, se visualiza en la pantalla el diagrama de interacción para el ejemplo, como se ve en la Imagen 133. Imagen 131 Imagen 132

61 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 60 En este diagrama se puede distinguir la carga máxima que resiste la columna con estas características, además se reconocen los puntos de falla y los seguros. Dentro del cuadro rojo de la Imagen 132 se identifica la carga que se ha puesto en el ejemplo. Uno de los controles a realizar con este programa implica que el punto identificado en el cuadro rojo mencionado se encuentre dentro de la zona segura, la cual está dentro de la línea continua del diagrama Diseño para COLUMNAS ENCAMISADAS El programa spcolumn presenta un informe (como se ve en la Imagen 135) en el cual se muestran los datos introducidos como: características de la sección y materiales empleados y resultados del análisis realizado, dando click en el botón de la barra superior Results (Imagen 134) ubicado en la esquina superior derecha. Imagen 133 Imagen 134

62 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 61 Si es el caso, se puede visualizar en este informe los puntos de control, los cuales ayudan al usuario en el diseño de la columna. En la barra superior se da click en Input Loads Control Points, luego Solve y finalmente Execute (F5). Como se ve en la Imagen 136 e Imagen 137. Imagen 136 Imagen 135 Imagen 137

63 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn 62 Para visualizar los resultados de los puntos de control (Imagen 139), se va al botón Results (Imagen 138). Imagen 138 Imagen 139

64 ENCAMISADO EN CONCRETO ARMADO ELEMENTOS ESTRUCTURALES Manual de diseño y análisis en SAP2000 y spcolumn EJECUCIÓN Con el fin de delimitar las incertidumbres primero se realiza una inspección ocular, lo cual corresponde a un estudio de vulnerabilidad donde se realiza un reconocimiento y evaluación de la estructura, geometría, materiales de construcción, localización, estado de los daños (si es el caso). En esta primera fase se contemplan los siguientes aspectos: - Recopilación y estudio de la información existente. Si no se cuenta con información previa o es incompleta, se debe realizar una inspección minuciosa de la estructura. - Contrarrestar la documentación con la realidad de la estructura, comprobando la geometría de los elementos e identificando la realidad de los materiales empleados. - Levantamiento de las afectaciones, incluyendo el tipo, su estado actual y la localización de estas. - Caracterización de los materiales, de terreno y estructurales. Este manual se encuentra dirigido a los daños tipo 2 y 3, estructurales fuertes presentados en el siguiente cuadro: TIPO DE DAÑO No estructural Estructural ligero Estructural fuerte Estructural fuerte DESCRIPCION Daños únicamente en elementos no estructurales Grietas de menos de 0.5 mm de ancho en elementos de concreto. Grietas de menos de 3.0 mm de ancho en muros de mampostería Grietas de 0.5 a 1.0 mm de ancho en elementos de concreto. Grietas de 3 a 10 mm de ancho en muros de mampostería. Grietas de más de 1 mm de ancho en elementos de concreto. Aberturas en muros de mampostería. Desprendimiento del recubrimiento en columnas. Aplastamiento del concreto, rotura de estribos y pandeo del refuerzo en vigas, columnas y muros de concreto. Agrietamiento de capiteles. Desplomes en columnas. Desplomes del edificio en más del 1% de su altura. Hundimiento o emersión de más de 20 cms