ELEMENTO DE HORMIGON ARMADO TIPO VIGA ESBELTA. El diseño de estructuras involucra un proceso de dos etapas:
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- Pilar Cruz Duarte
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1 HORIGÓN I (74.01 y 94.01) ELU DE AGOTAIENTO A Flexión y Corte Identificación del Problema: y HORIGON I ELEENTO DE HORIGON ARADO TIPO IGA ESBELTA El diseño de estructuras involucra un proceso de dos etapas: 1- Se debe definir el campo de fuerzas internas que actúa en el material estructural 2- Se debe determinar la respuesta del material frente a ese campo de fuerzas ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 2 1
2 Herramientas conocidas: CONCEPTOS DE ESTATICA ECUACION DE EQUILIBRIO O CONSERACION DE LA CANTIDAD DE OIIENTO (2 LEY DE NEWTON), N, 1- Definir el campo de fuerzas internas d dx ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina y HORIGON I 1- Definido el campo de fuerzas internas 2- Determinar la respuesta del material frente a ese campo de fuerzas??? CONCEPTOS DE RESISTENCIA DE ATERIALES ELEENTO DE HORIGON ARADO TIPO IGA ESBELTA RANGO ELÁSTICO REGIONES D REGIONES B ale la Hipótesis de Bernoulli Tensiones en una dirección x TEORÍA DE BERNOULLI-NAIER REGIONES B REGIONES D REGIONES D No vale la Hipótesis de Bernoulli Discontinuidades geométricas, cargas, vigas que no son esbeltas. Tensiones biaxiales x I y y ó TEORÍA DE xy JOURASKI II ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 4 2
3 iga homogénea esbelta en rango elástico REGIONES B REGIONES D W TEORÍA DE BERNOULLI-NAIER I ; II S x = ; W I b TEORÍA DE JOURASKI S Ib ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina y HORIGON I Zonas B y D : IGA ESBELTA (L/d 2) CARGA DISTRIBUIDA IGAS HOOGÉNEAS INFLUENCIA DEL -TIPO DE CARGA - UBICACIÓN DE LA CARGA Leonhardt - ESTRUCTURAS DE HORIGÓN ARADO TOO I - Fig. 5-7 IGA ESBELTA CARGA CONCENTRADA UY CERCA DEL APOYO oretto - CURSO DE HORIGÓN ARADO Fig. -3a IGA ESBELTA 2 CARGAS CONCENTRADAS NO TAN CERCA DEL APOYO oretto - CURSO DE HORIGÓN ARADO Fig. -3b ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 6 3
4 Zonas B y D : IGA ESBELTA IGAS HOOGÉNEAS INFLUENCIA DEL -GEOETRÍA DE LA IGA - ZONA DE APLICACIÓN DE LA CARGA Leonhardt - ESTRUCTURAS DE HORIGÓN ARADO TOO I - Fig. 5-7 IGA DE GRAN ALTURA CARGA SUPERIOR IGA DE GRAN ALTURA CARGA INFERIOR Leonhardt - ESTRUCTURAS DE HORIGÓN ARADO TOO II - Fig. 2-4 ÉNSULA CORTA Leonhardt - ESTRUCTURAS DE HORIGÓN ARADO TOO II - Fig. 2-36b ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 7 Estudiemos el comportamiento... OBSERACIÓN DE ENSAYOS y HORIGON I ENSAYOS ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 8 4
5 OBSERACIÓN DE ENSAYOS Estudiemos el comportamiento... DONDE HAY, LAS SURAS SON INCLINADAS CUANDO ENSAYAOS ESTA IGA LA ROTURA PUEDE PRODUCIRSE DE DIFERENTES ODOS ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 9 DISTINTOS TIPOS DE ROTURA OBSERACIÓN DE ENSAYOS y HORIGON I 1- ROTURA POR FLEXIÓN PURA a) (cuantías bajas o normales); b) (cuantías altas) 2- ROTURA EN EL ALA DE LA IGA POR TRACCIÓN DEBIDA A LOS ESFUERZOS DE CORTE 3- ROTURA DEL CORDÓN COPRIIDO DEBIDO AL ASCENSO EXCESIO DE SURAS DEBIDAS A ESFUERZOS DE CORTE 4- ROTURA EN EL ALA DE LA IGA POR COPRESIÓN DEBIDA A LOS ESFUERZOS DE CORTE 5- ROTURA EN EL APOYO (por anclaje defectuoso) ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 10 5
6 OBSERACIÓN DE ENSAYOS ENSAYOS: Ejemplo de rotura tipo 2 2- ROTURA EN EL ALA DE LA IGA POR TRACCIÓN DEBIDA A LOS ESFUERZOS DE CORTE PUEDE FALLAR ANTES DE ALCANZARSE LA CAPACIDAD A FLEXIÓN!!! ROTURA ABRUPTA!!! iga con armadura longitudinal sólamente ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina y HORIGON I Efecto de la relación a/d en la resistencia a corte en vigas sin armadura de alma Fig Wight acgregor Reinforced Concrete echanics and Design ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 12 6
7 OBSERAOS ALGO ÁS: OBSERACIÓN DE ENSAYOS C=/j d C"real" T=/ j d T"real" EN LA ZONA DE CORTE, LAS TRACCIONES SON AYORES A LAS DE TEORÍA DE FLEXIÓN LA TRACCIÓN EN EL APOYO NO ES NULA ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 13 ANALICEOS POR EDIO DE QUÉ ECANISOS SE ABSORBEN LOS ESFUERZOS DE FLEXIÓN+CORTE EN ESTADO II PARA QUÉ? PARA ENTENDER EL FUNCIONAIENTO Y ASÍ... PODER PLANTEAR UN ODELO DE ANALISIS QUE INTERPRETE EN FORA SUCIENTEENTE APROXIADA EL COPORTAIENTO ECANICO REAL DEL CONJUNTO HORIGON-ACERO ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 14 7
8 iga fisurada (Estado II) d dx S Ib Analicemos un tramo típico con y entre fisuras inclinadas CORDÓN COPRIIDO BIELAS ARADURA TRACCIONADA ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 15 iga fisurada (Estado II) ecanismos para la absorción del esfuerzo de corte C C T ESTAS FUERZAS NO ACTÚAN EN EL ISO x 1i 2i 3i T x 1d C 2d 3d T T C. x j d T C jd. x x Analicemos un tramo típico con y entre fisuras inclinadas - IGA SIN ARADURA DE ALA - ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 16 8
9 iga fisurada (Estado II) ecanismos para la absorción del esfuerzo de corte - Geometría de la cabeza comprimida - Calidad del hormigón 1i - Abertura de la fisura - Forma de los agregados - Sección y calidad de la armadura de tracción 2i 3i x n CORTE EN EL CORDÓN COPRIIDO 1d 2d 2- TRABAZÓN DE LOS AGREGADOS 3d 3- CORTE EN LA ARADURA TRACCIONADA (EFECTO PASADOR) T C. x j d T C jd. x x Tramo típico con y entre fisuras inclinadas - IGA SIN ARADURA DE ALA - ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 17 iga fisurada (Estado II) Tensión de comparación T T x 1 0 b x j b x w d w 0 b j w w d b d T C j. x d T C jd. x x Tramo típico con y entre fisuras inclinadas - IGA SIN ARADURA DE ALA - S Ib ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 18 9
10 iga fisurada (Estado II) ADOPTAOS COO PARAETRO DE DIENSIONAIENTO ESTA TENSION DE CORTE EDIA bw d CIRSOC-ACI ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 19 iga fisurada (Estado II) y HORIGON I Analicemos ahora qué pasa en el apoyo... ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 20 10
11 EL CORDÓN COPRIIDO: ZONA DE jd ARIABLE ZONA DE jd CONSTANTE ZONA DE jd ARIABLE ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 21 iga fisurada (Estado II) y HORIGON I Analicemos ahora qué pasa en la zona cercana al apoyo... C T x R ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 22 11
12 iga fisurada (Estado II) ecanismos para la absorción del esfuerzo de corte C y 4 C 1 D x 2 T 3 R 4- INCLINACIÓN DEL CORDÓN COPRIIDO - Esbeltezdelaviga la - Tipo de carga - Punto de aplicación de la carga LA TRACCIÓN EN EL APOYO NO ES NULA n 1 2y 3 4 Zona de apoyo - IGA SIN ARADURA DE ALA - ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 23 iga fisurada (Estado II) IGA: jd ~ cte ARCO: jd var dt dj j d d T dx dx d dtj ( d ) dx dx dt djd jd T dx dx EFECTO DE IGA versus EFECTO DE ARCO ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 24 12
13 iga fisurada (Estado II) ARADURA DE ALA ó DE CORTE ESTRIBOS INCLINADOS ESTRIBOS ERTICALES ESTRIBOS ERTICALES + BARRAS DOBLADAS ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 25 iga fisurada (Estado II) ARADURA DE CORTE n 1 2y 3 4 s c n c s C C T 1i T 2i 3i s C 1d 2d 3d T s ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 26 13
14 iga fisurada (Estado II) ARADURA DE CORTE n 1 2y 3 4 s c n c s n: Resistencia Nominal al Corte Se deberá verificar que: c: Resistencia Nominal proporcionada por el hormigón y la armadura de flexión (en un elemento sin armadura de alma) s: Resistencia Nominal proporcionada por la armadura de alma u n c s ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 27 Factores que influyen en la Capacidad Portante a Corte: Resistencia Nominal n c s al Corte -CALIDAD DEL HORIGON - TIPO DE CARGA (distribuida o uniforme?) - UBICACION DE LA CARGA Y ESBELTEZ DE LA IGA (distancia al apoyo) - ZONA DE APLICACION DE LA CARGA (superior o suspendida) - CUANTIA DE LA ARADURA LONGITUDINAL - CUANTIA DE ARADURA DE ALA ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 28 14
15 EL ODELO DE ANALISIS iga fisurada (Estado II) ANALOGÍA DEL RETICULADO ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE Lámina 29 N ELU DE AGOTAIENTO A FLEXIÓN Y CORTE GRACIAS POR SU ATENCION!!! 15
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Ficha Características Técnicas según Instrucción EHE-08 del Forjado De PLACAS ALVEOLARES PRETENSADAS PAR 300 Hoja 1 de 8 Mayo 2013 1.- SECCIÓN TRANSVERSAL Peso = 4,96 kn/m 1.1.- LOSA AISLADA 1.2.- LOSA
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