Modelos Puntal - Tensor

Transcripción

1 SANTIAGO 27 y 29 Octubre 2015 Curso Diseño en Hormigón Armado según ACI Clase: Aplicación del método Puntal tensor Relator: Fernando Yáñez Modelos Puntal - Tensor Fernando Yáñez, Ph.D. Director del IDIEM Santiago, 27 de octubre de

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5 FRE BODY DIAGRAM OF B AND D - REGIONS 5

6 GOOD MODEL INAPPROPIATE MODEL FAN BOTTLE PRISM BASIC COMPRESSION FIELDS 6

7 FAN ACTION IN A BEAM 7

8 STRUT WITH DIFFERENT TYPES OF NODES 8

9 APPLICATIONS OF STRUTS EXAMPLES OF STRUT AND THE TIE MODELS FOR D - REGIONS 9

10 Pasos en el uso de modelos puntal tensor 1. Definir y aislar la región D. 2. Calcular las fuerzas en los bordes de la región D. 3. Seleccionar un modelo puntal tensor para transferir las cargas a través de la región D. 4. Dimensionar los nudos del modelo. 5. Verificar la capacidad de los puntales tanto en la zona de contacto con el nudo como en la mitad de su longitud. 6. Diseñar los tensores y sus anclajes. 7. Dibujar el detallamiento y verificar los requisitos de la armadura mínima 10

11 Requisitos de reglamento para concreto estructural ACI : Reorganizado para diseñar Modelos puntal-tensor Capítulo 23: Modelos puntal-tensor 23.1 Alcance 23.2 Generalidades 23.3 Resistencia de diseño 23.4 Resistencia de los puntales 23.5 Refuerzo que atraviesa los puntales en forma de botella 23.6 Refuerzo del puntal 23.7 Resistencia de los tensores 23.8 Detallado del refuerzo de los tensores 23.9 Resistencia de las zonas nodales 11

12 Por qué modelos puntal y tensor? Son muy valiosos cuando la suposición que las secciones planas permanecen planas no es aplicable Analogía de la cercha utilizado para analizar estructuras del concreto 3 componentes Puntales Tensores Zonas nodales Modelos puntal y tensor P P R R 12

13 Puntales Elementos de compresión 2 tipos Prismático En forma de botella Puntal en forma de botella P Puntal prismático P R R 23.4 Resistencia de los puntales Resistencia de los puntales Sin refuerzo longitudinal F ns = f ce A cs Con refuerzo longitudinal F ns = f ce A cs + A s 'f s ' φ = 0.75 para todos los puntales Donde: A cs = b w w s w s se basa en anchura al nodo f ce = 0.85 β s f' c β s Tabla w s b w 13

14 23.4 Resistencia de los puntales Coeficiente de puntal, β s Tabla Refuerzo que atraviesa los puntales en forma de botella Distribución de refuerzo transversal Σ(A si /b s s i )sen α i for f' c 40 MPa Es necesario solamente si se utiliza β s = 0.75 No es práctico en todas las situaciones También cumpla con los requisitos de Sección 9.9 para refuerzo mínimo para vigas altas 14

15 Modelos puntal y tensor 3 componentes Puntales Tensores Zonas nodales P P R R 23.7 Resistencia de los tensores Resistencia a la tracción: Elemento sencillo de tracciión F nt = A ts f y (no preesforzado) φ = 0.75 para todos los tensores Centroide del tensor coincide con centroide del refuerzo 15

16 23.8 Detallado del refuerzo de los tensores Desarrolle las barras al centroide dentro de la zona nodal extendida Desarrolle la diferencia entre la fuerza en el tensor en un lado del nodo y la fuerza en el tensor al otro lado C Zona nodal R l d, min T Zona nodal extendida Modelos puntal y tensor 3 componentes Puntales Tensores Zonas nodales P P R R 16

17 23.9 Resistencia de las zonas nodales Resistencia del nodo Depende del tipo de nodo P C C T C C R C-C-C C-C-T C-T-T T T 23.9 Resistencia de las zonas nodales Resistencia del nodo F nn = f ce A nz f ce = 0.85 β n f' c β n Tabla φ = 0.75 para todas las zonas nodales Tipo de nodo C-C-C C-C-T C-T-T 17

18 Aplicaciones Ejemplos Viga profunda de SP 17(14) 2286 mm 2028 kn 2028 kn 2286 mm 2286 mm 2286 mm 406 mm 3 veces 2286 mm = 6858 mm 406 mm 2028 kn 2028 kn 18

19 508 mm 254 mm 254 mm Ejemplos Viga profunda de SP 17(14) (2) No. 29 barras de encuadre Refuerzo horizontal del alma No. 16 a 230 mm cada cara (tip.) Refuerzo vertical del alma No. 16 a 230 mm cada cara (típ.) 3 Capas de (4) No. 29 barras (2) No. 29 barras sin cabeza Barras con cabeza (tip.) Placas de apoyo 457 mm x 610 mm (tip.) Barras con cabeza (tip.) 114 mm 2286 mm 406 mm 114 mm 114 mm 2286 mm 1143 mm 610 mm 75 mm Elevación Sección A-A Ejemplos Ménsula estructural SP 17(14) 90 x 90 x 13 Ángulo del acero 45 mm 50 mm 305 x 150 Placa de apoyo 50 mm (4) No. 13 barras principales soldadas al ángulo del acero (3) Espirales No. 10 a 100 mm Tensor (4) No.25 (2) Espirales No. 10 a 50 mm 533 mm Puntal 254 mm (3) No. 13 barras de encuadre 406 mm 19

20 1320 mm 1320 mm Ejemplos Cabezal de pilotes de SP 17(14) 30.8 grados 1014 kn 1904 kn 1014 kn 836 kn 45 grados 1904 kn 836 kn 658 kn 231 kn (T) 231 kn (T) 25.4 grados 26.1 grados 45 grados 54.5 grados 658 kn 180 mm 75 mm (tip.) 150 mm 2 Capas de (3) No. 29 barras colocadas sobre pilotes exteriores alrededor del perímetro 2 Capas de (3) No. 29 barras colocadas sobre pilotes exteriores alrededor del perímetro No. 19 a 150 mm en cada sentido Elevación No. 19 a 150 mm en cada sentido Sección A-A 2 Capas de (3) No. 29 barras colocadas sobre pilotes exteriores alrededor del perímetro 2 Capas de (3) No. 29 barras colocadas sobre pilotes exteriores alrededor del perímetro Adicional No. 19 Adicional No. 19 PIER FOUNDATION 20

21 4.4 Sistema estructural y trayectorias de carga El sistema estructural debe diseñarse para resistir las cargas mayoradas en las combinaciones de cargas prescritas en 4.3 sin exceder las resistencias de diseño adecuadas de los elementos, considerando una o más trayectorias de carga continua desde el punto de aplicación u origen de la carga hasta el punto final de resistencia. 21

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24 EJE 8 24

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28 Engineers have become addicted to ETABS. It does not work well when walls are irregular where there are irregularities, the standard approach with ETABS does not adequately catch the stress concentrations Jack Moehle 28

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30 254 mm 508 mm 254 mm Ejemplos Ménsula estructural SP 17(14) 90 x 90 x 13 Ángulo del acero 45 mm 50 mm 305 x 150 Placa de apoyo 50 mm (4) No. 13 barras principales soldadas al ángulo del acero (3) Espirales No. 10 a 100 mm Tensor (4) No.25 (2) Espirales No. 10 a 50 mm 533 mm Puntal 254 mm (3) No. 13 barras de encuadre 406 mm 30

31 APPLICATIONS OF STRUTS 31

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