USO DE CONCRETOS Y ACEROS DE ALTA RESISTENCIA DE ACUERDO CON LAS NUEVAS NTC
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- Luis Miguel Francisco Javier Romero Soler
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1 SIMPOSIO: CONCRETOS ESTRUCTURALES DE ALTO COMPORTAMIENTO Y LAS NUEVAS NTC-DF USO DE CONCRETOS Y ACEROS DE ALTA RESISTENCIA Carlos Javier Mendoza Escobedo
2 CAMBIOS MAYORES f C por f c Tres niveles de ductilidad: Baja, media, alta Concretos especiales: alta resistencia, autocompactantes, reforzados con fibras, reciclados, ligero y lanzado Nueva subsección: Elementos en cimentaciones Nuevo capítulo: Inspección, evaluación, reparación, rehabilitación y pruebas de carga para estructuras nuevas y existentes Apéndices nuevos: Procedimiento para calcular factores de reducción y cantidades máximas de acero a flexión y flexocompresión; Modelo Puntal Tensor Reordenamiento del cuerpo principal de las Normas
3 CLASES DE CONCRETO: MATERIALES Clase 1 Peso volumétrico, W > 2.2 t/m 3 Agregado grueso: calizas o basaltos Estructuras del grupo A o B1 Clase 2 Peso volumétrico, 1.9 < W 2.2 t/m 3 Agregado grueso: andesita Estructuras menores L 5 m; H 2 niveles
4 RESISTENCIA A COMPRESIÓN, MÓDULO DE ELASTICIDAD, CONTRACCIÓN POR SECADO Y COEFICIENTE DE FLUJO PLÁSTICO DEL CONCRETO Clase 1 Resistencia normal: f c 250 kg/cm 2 E c = f c, kg/cm 2 (caliza) E c = f c, kg/cm 2 (basalto) ε cf = ; C fp = 2 Alta resistencia: f c 400 kg/cm 2 E c = 8500 f c , kg/cm 2 (caliza) E c = 8500 f c , kg/cm 2 (basalto) ε cf = ; C fp = 1.6 Clase 2 f c 200 kg/cm 2 E c = 8000 f c, kg/cm 2 (andesita) ε cf = ; C fp = 4
5 RESISTENCIAS REQUERIDAS POR DURABILIDAD Clasificación de exposición Resistencia a compresión mínima, kg/cm 2 A1 (Protegidos con membrana impermeable) 200 A2 (En suelos no agresivos) 200 B1 ((Sujetos a humedecimiento y secado) 200 B2 (En ambientes exteriores agresivos) 250 C (En agua con más de ppm de cloruros) 500 D (En agua dulce (suave) a presión o corriente) La requerida para garantizar durabilidad
6 BARRAS DE REFUERZO CORRUGADAS GRADOS 42 Y 52 NMX-C-407-ONNCCE-2007 VARILLA CORRUGADA DE ACERO PROVENIENTE DE LINGOTE Y PALANQUILLA PARA REFUERZO DE CONCRETO-ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA. GRADOS 42 Y 55 NMX-B-457-CANACERO-2013 VARILLA CORRUGADA DE ACERO DE BAJA ALEACIÓN PARA REFUERZO DE CONCRETO- ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA. REQUISITOS: a) Los ensayes realizados al material indiquen que el acero tiene fluencia definida y que el esfuerzo de fluencia no excede al nominal en más de 1300 kg/cm 2 b) La relación entre el esfuerzo máximo de tensión y el esfuerzo de fluencia no sea menor de 1.25 c) El valor de f y para el refuerzo transversal, incluyendo los refuerzos en hélice, no debe exceder 4200 kg/cm 2
7 DISEÑO ESTRUCTURAL f C en lugar de f c Factores de carga: Cargas muertas y permanentes 1.3 Cargas vivas 1.5 Cargas muertas, vivas y accidentales 1.1 Factores de resistencia: a) Flexión 0.9 b) Cortante y torsión 0.75 c) Transmisión de flexión y cortante en losas y zapatas 0.65 d) Flexocompresión falla en tensión 0.75 núcleo confinado 0.75 núcleo no confinado, falla en compresión 0.65 e) Aplastamiento 0.65
8 ESTRUCTURAS DE DUCTILIDAD BAJA Concreto clase kg/cm 2 f c 700 kg/cm 2 Acero de refuerzo Flexión y Flexocompresión: Grados 42 y 52 (acero normal) Grados 42 y 55 (baja aleación) Cortante y torsión Grado 42
9 Concreto clase f c 700 kg/cm 2 ESTRUCTURAS DE DUCTILIDAD MEDIA (Q = 3) Acero de refuerzo: Fuerzas axiales y deflexión producidas por sismo en elementos de marcos y de bordes de muros. Barras corrugadas de baja aleación Grados 42 y 55 (NMX-B-457-CANACERO) Barras corrugadas de acero normal Grados 42 y 52 (NMX-C-457-ONNCCE) Que cumplan con los requisitos de resistencia y ductilidad prescritos El valor de f y para el refuerzo transversal, incluyendo los refuerzos en hélice, no debe exceder 4200 kg/cm 2
10 ESTRUCTURAS DE DUCTILIDAD ALTA (Q = 4) Concreto clase kg/cm 2 f c 550 kg/cm 2 En estructuras diseñadas con un factor de ductilidad, Q igual a 4, y en miembros sujetos a flexocompresión que formen parte de marcos que resistan más de 50 por ciento de las acciones sísmicas y cuya carga axial de diseño P u, sea mayor que 0.2 P RO, donde P RO es la carga axial resistente de diseño, solo se podrán usar concreto con valores de f c hasta de 550 kg/cm 2. Acero de refuerzo Las mismas especificaciones que para estructuras de ductilidad media.
11 CONSTRUCCIÓN a) Control de calidad en la producción: Concreto clase 1, resistencia normal (f c < 400 kg/cm 2 ) σ 35 kg/cm 2 Concreto clase 1, alta resistencia (f c 400 kg/cm 2 ) σ 0.1 f c b) Resistencia a compresión media requerida: Concreto clase 1, resistencia normal (f c < 400 kg/cm 2 ) f c = f c σ ; f c = f c σ 35, kg/cm 2 Concreto clase 1, alta resistencia (f c 400 kg/cm 2 ) P RO = f c σ ; f c = 0.9 f c σ, kg/cm 2
12 a) Resistencia a compresión: Una muestra cualquiera CRITERIO DE ACEPTACIÓN CONCRETO CLASE 1 f c < 400 kg/cm 2 f c 400 kg/cm 2 f c f c 35, kg/cm 2 f c 0.9f c, kg/cm 2 Promedio de tres muestras consecutivas f C 3 f c, kg/cm 2 f C 3 f c, kg/cm 2 b) Módulo de elasticidad (E c, kg/cm 2 ): Una muestra cualquiera f c < 400 kg/cm 2 f c 400 kg/cm 2 Caliza Basalto Caliza Basalto f c 9700 f c 8500 f c f c Promedio de dos muestras consecutivas f c f c 8500 f c f c
13 UNIONES DE BARRAS DE REFUERZO a) Traslapes L traslape 1.33 L d 0.01 f y 6 d b ; f y en kg/cm 2 No se admiten traslapes Dentro los nudos (uniones viga-columna) En una distancia de dos veces el peralte del miembro, medida desde el paño del nudo Donde pueden formarse articulaciones plásticas b) Uniones soldadas o con dispositivos mecánicos Deben transferir cuando menos 1.25 f y sin necesidad de exceder f s máx En toda sección se unen cuando mucho barras alternas Las uniones de barras adyacentes no disten entre sí menos de 60 cm.
14 REQUISITOS Y CONTROL DE CALIDAD UNIONES SOLDADAS Requisitos: El carbón equivalente, calculado a partir del análisis químico del acero, no debe exceder de 0.55 % Las uniones con soldaduras se deberán realizar de acuerdo con Structural Welding Code Reinforcing Steel, AWS D1.4 y AWS D12.1. Uniones soldadas para marcos de ductilidad media y alta Además de los requisitos señalados con anterioridad: No se deberán usar en una distancia igual a dos veces el peralte del elemento, medido desde el paño de la columna o de la viga, o a partir de las secciones donde es probable que el refuerzo longitudinal alcance su esfuerzo de fluencia No se permite soldar estribos, grapas, accesorios u otros elementos similares al refuerzo longitudinal requerido por diseño. Control de calidad: Inspección visual (en al menos 50% de las uniones) Inspección radiográfica (en al menos 10% de las uniones) Ensayes destructivos (en al menos 5% de las uniones) f s > 1.25 f y de la barra; ε s máx > 2 ε 3 s máx de la barra > 0.04
15 UNIONES CON DISPOSITIVOS MECÁNICOS Requisitos a) Se aceptan dos tipos 1) El Tipo 1 deberá cumplir los requisitos antes señalados 2) El Tipo 2, además, deberá ser capaz de alcanzar la resistencia especificada a tensión de la barra por unir b) Los dispositivos del Tipo 1 no se deberán usar en una distancia igual a dos veces el peralte del elemento medido desde el paño de la columna o de la viga, o a partir de las secciones donde es probable que el refuerzo longitudinal alcance su esfuerzo de fluencia c) Se podrán usar los dispositivos mecánicos Tipo 2 en cualquier lugar Control de calidad Inspección visual (en al menos 50% del total de las uniones) Ensayes destructivos (en al menos 5% del total de las uniones efectuadas en obra) Tipo 1: Falla por fractura de la barra fuera de la zona de unión f s máx > 1.25 f y de la barra; E s (barra-conector) > 0.50% E s de la barra Tipo 2: Además de lo especificado para tipo 1: f s máx (barra-conector) f s máx de la barra
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