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Copy of CAPITULO VII: DISEÑO DE COLUMNAS POR FLEXOCOMPRESION

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alexis campos peña

on 28 June 2015

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Transcript of Copy of CAPITULO VII: DISEÑO DE COLUMNAS POR FLEXOCOMPRESION

MsC RICARDO OVIEDO SARMIENTO
DISEÑO DE COLUMNAS POR FLEXO - COMPRESION
DISEÑO DE EDIFICACIONES DE CONCRETO ARMADO
www.oviedoingenieria.pe/
Contacto:
Oficina ubicada en:
¡Muchas Gracias!
Calle Huayna Capac 1105 - Jesus Maria
gerencia@oviedoingenieria.pe
CARGA AXIAL Y FLEXIÓN
Carga Axial Grande y Momento Despreciable:
En este caso, solo es posible que la columna falle por aplastamiento del concreto, llegando a su máxima resistencia a la compresión. Se desprecia el efecto del momento.
Carga Axial Grande y Momento Pequeño
La columna fallara por aplastamiento del concreto, llegando a su máxima resistencia a la compresión, teniendo en cuenta que dicha compresión será mayor en un lado que en el otro. Se desprecia el efecto de flexión de la columna.
Carga Axial Grande y Momento Apreciable
Tendrá las mismas características del anterior, aumentando el hecho de la aparición de esfuerzos de tensión a un lado de la columna, fallando por aplastamiento del concreto.
Condición de Carga Balanceada
La excentricidad crece mucho, llegando a un equilibrio donde la tensión en un lado llega a su esfuerzo de fluencia y la compresión en el otro también.
Momento Grande y Carga Axial Pequeña
El elemento fallara al llegar al esfuerzo de fluencia en las barras del lado de tensión.
Momento Grande y Carga Axial Despreciable
El elemento se comportara como una viga.
CENTROIDE PLASTICO
El centroide plástico representa la posición de la fuerza resultante producida por el concreto y el acero. Por lo tanto será el punto de la sección transversal por el que la fuerza debe pasar para causar una deformación unitaria uniforme en el momento de la falla.

Para localizar este centroide plástico, se supone que el esfuerzo de compresión es de y el de tracción fy. Para calcular la posición del centroide plástico, se usa la siguiente formula:

Centroide plástico
DIAGRAMAS DE INTERACCION
El diagrama de iteración: lugar geométrico de las combinaciones de Pn y Mn que agotan la capacidad de la sección.

La deformación causada por una carga axial y un momento concentrado en un elemento, genera la combinación de deformaciones causadas por cada uno de los factores por separado, como se muestra en la figura
Para cada valor de α que se adopte tendremos:
Luego se tendrá que escoger un centro de reducción (centroide de la sección o centroide plástico o cualquier punto que se desee) para el cálculo de las resistencias nominales, las cuales para el valor particular de α adoptado serán:
Diagrama de Iteración
Se genera un diagrama de interacción, normalmente se logra variando la posición del eje neutro. Para cada posición supuesta del eje neutro (cj) se calcula la resistencia de la sección (Pnj-Mnj), hasta lograr describir completamente el diagrama.
CUANTÍA MÁXIMA Y MINIMA
DISEÑO POR FLEXION BIAXIAL
Su carga axial tiene excentricidad respecto al eje X y al eje Y como se muestra en la figura.
Se asume un eje neutro con una inclinación a respecto al eje centroidal y una distribución de deformaciones en la sección como se muestra en la figura que sigue.
Los valores de 6% (o 8% para el ACI) para la máxima cuantía se basa en evitar la congestión de acero en la sección transversal, siendo critico en secciones donde se realicen traslapes.
La cuantía mínima 1% es debido al flujo plástico que experimenta el concreto a compresión bajo cargas sostenidas a lo largo del tiempo. En columnas con estribos, se suele reducir la máxima cuantía a 4% por el mismo motivo del congestionamiento de acero.
Según el ACI, para cuantificar la cuantía máxima tenemos que tener en cuenta la facilidad de armado del refuerzo en obra y el vaciado de concreto. El área de refuerzo se debe encontrar entre los siguientes valores:
Excentricidad de la carga axial respecto a los ejes X e Y.
Superficie de interacción de una columna sometida a flexión biaxial.
Diagrama de Deformaciones y Esfuerzos en la columna a flexión biaxial.
Cuando se diseña una columna, debe ser verificada también por flexión biaxial, considerando momentos de sismo en un eje y cargas verticales en el otro eje. Se usara la siguiente formula de Bresler:
DISEÑO POR CORTE
El diseño de secciones transversales sometidas a fuerza cortante debe estar basado en la siguiente ecuación (Diseño por Resistencia):
Donde Vu es la fuerza cortante amplificada en la sección considerada y Vn es la resistencia nominal al cortante calculada mediante:
Vc es la resistencia nominal al cortante proporcionada por el concreto
Vs es la resistencia nominal al cortante proporcionada por el refuerzo de cortante
Cortante del concreto
Calculo del cortante del refuerzo
Requisitos mínimos para el diseño por fuerza cortante
Requisitos para elementos que resisten fuerzas de sismo (Según norma E.060)
Fuera de la zona de confinamiento (Lo)
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