2-3)Seminartio de Estructuras (11!07!14) Vigas

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PRESENTADA POR

M.Sc.-ING. NATIVIDAD SÁNCHEZ ARÉVALO

UNCP FACULTAD DE ARQUITECTURA

SEMINARIO DE ESTRUCTURAS

(11-07-14) VIGAS

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3/22/15 MSc. Ing. Natividad Sánchez Arévalo

CONTENIDO - VIGAS

1. COMPORTAMIENTO DE LAS VIGAS

2. FUNCIÓN DE LOS ACEROS POSITIVOS Y NEGATIVOS 3. FUNCIÓN DE LOS ACEROS TRANSVERSALES

4. RECUBRIMIENTOS DE ARMADURA 6. ESPACIAMIENTO DE ARMADURA 7. RECOMENDACIONES PRÁCTICAS 8. DETALLADO DEL REFUERZO

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FLEXION Y CORTE EN LAS VIGAS

.La flexión hace que la viga se curve, ante la acción de cargas perpendiculares a su eje longitudinal

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EL EFECTO DE FLEXIÓN SE PUEDE

VISUALIZAR DE MANERA MAS OBJETIVA, TAL COMO SE MUESTRA

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LAS VIGAS SOMETIDAS A FLEXIÓN,

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FUNCIÓN DE LOS ACEROS POSITIVOS Y

NEGATIVOS

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TIPOS DE FALLA EN LOS ELEMENTOS

SOMETIDOS A FLEXION

1) Falla por tracción, el acero fluye y el elemento

exhibe una falla dúctil. Secciones sub reforzadas.

2) Falla por compresión. El acero no tiene

oportunidad de fluir y el concreto falla repentinamente. Falla frágil. Secciones sobre reforzadas.

3) Falla balanceada. Se produce cuando el concreto

alcanza la deformación unitaria última de 0.003, simultáneamente al inicio de la fluencia del acero. Falla frágil.

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FALLA DUCTIL

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C > Cb

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FALLA BALANCEADA

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REFUERZO MINIMO DE

TRACCIÓN-NTE-060

cuantía

LA CUANTÍA MÍNIMA

ϸ

min =

Tal como se observa la cuantía mínima de acero depende de la calidad del concreto F’C y del

grado de refuerzo del acero FY. El nuestro país, fy 0 4200 k/cm2.

Para concreto f´c = 210 k/cm2 ;

ϸ

min = 0, 0024

Sistema sistema INTERNACIONAL mks

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En conclusión

Para

garantizar

Falla DUCTIL

PARA

GARANTIZAR

QUE LA VIGA

NO SE FISURE

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5. RECUBRIMIENTOS DE

ARMADURA

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RECUBRIMIENTOS MINIMOS EN

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7. RECOMENDACIONES

PRÁCTICAS PARA UN DISEÑO

ORDENADO Y ECONÓMICO

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RECOMENDACIONES PRACTICAS PARA UN DISEÑO ORDENADO Y ECONÓMICO

1)Considerar un número de varillas de refuerzo en relación al ancho del alma de la viga.

b ≤ 30 cm. considerar 2 barras

30 < b ≤ 45 cm, por lo menos 3 barras 50 < b ≤ 70 cm. por lo menos 4 barras

2) Comparar el diseño de un elemento con otro u otros correspondientes a elementos de características similares. Si los elementos son similares el diseño final debe reflejar la uniformidad de estos.

4) No usar simultáneamente barras muy diferentes dentro del diseño de un mismo elemento. Ej. refuerzo corrido 2 barras de 3/4", usar bastones de 3/4" y de 1" o, bastones de 3/4" y de 5/8"

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5) Escoger diámetros de barras de acuerdo a las características del elemento o de la

estructura que se proyecta. Para las losas macizas o aligeradas, los refuerzos mas

utilizados son: 8 mm,3/8" Y 1/2" ; y 5/8" en casos Necesarios.

6) Para el refuerzo de vigas de edificaciones de poca altura o luces pequeñas se puede utilizar barras de ½” y 5/8”.

6) Para el refuerzo de vigas de edificaciones con mayor importancia, mayor numero de pisos o

luces considerables. Se suelen considerar barras de 5/8", 3/4" y 1"

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7) Respecto a las dimensiones de las vigas se indica: - La relación ancho a peralte no será menor que 0.3. - El ancho no será menor que 25 cm.

- Las vigas que estudiamos son esbeltas, lo cuál debe: La relación luz libre/peralte≥4

4) Debe evitarse empalmes en las zonas de esfuerzos altos como son las zonas localizadas dentro de "d" desde la cara del nudo para los momentos

negativos.

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Adherencia y anclaje del refuerzo

Es importante que exista adherencia entre el acero de refuerzo y el concreto que rodea el acero, de

manera que ambos materiales trabajen en conjunto. Se requiere que las barras tengan corrugaciones. Si no existe adherencia las barras de refuerzo se

deslizan dentro de la masa de concreto, sin encontrar resistencia en toda su longitud y no acompañarían al concreto en sus deformaciones

La adherencia cumple el objetivo de asegurar el anclaje de las barras y se origina por dos fenómenos:

• Adhesión físico-química, genera la adhesión del acero con el concreto, a través de fuerzas capilares y moleculares que se desarrollan en la interfase acero-concreto. Es como si el acero absorbiera pasta cementante.

• Fricción, proviene de la resistencia al deslizamiento debida a la penetración de la pasta de cemento en las corrugaciones de la superficie de la barra. Esta causa es de origen mecánico

• Acuña miento o de apoyo directo de las corrugaciones contra el concreto circundante.

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LONGITUD DE ANCLAJE O DESARROLLO

Se usa en los apoyos ó en las secciones críticas

1) En el apoyo: es la longitud mínima necesaria de una barra para asegurar la adherencia acero – concreto . Para una longitud menor la barra se saldrá del apoyo

2) En una sección crítica: es la longitud de anclaje que se requiere para embeber en concreto y garantizar el desarrollo de su resistencia de diseño a partir de una sección crítica .

Por equilibrio: As fy = µLd ∏ db ∏db²fy/4 = µ promLd∏db; despejando se tiene una expresión para Ld. El valor de µ prom, proviene de ensayos de

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La longitud de anclaje ó desarrollo de las barras en tracción, depende de

numerosos factores, están reflejados en la ecuación que se acaba de deducir, además de la existencia de otros factores . Los mas importantes son: diámetro de las barras; tipo de barra lisa o corrugada; el fy del acero; la posición de la barra; tamaño y espesor del recubrimiento y espaciamiento entre barras; tipo de concreto; f´c; presencia de refuerzo transversal en la zona de anclaje para que controle el agrietamiento por hendidura.

Las barras del lecho superior de una viga requieren mayor longitud de anclaje que las del lecho inferior. (el asentamiento plástico del concreto, puede generar una zona de vacios debajo de la barra y agrietamiento por encima de la barra; también el concreto en la parte superior de una viga, está menos compactado y tiene una relación agua/cemento mayor y también mayor contenido de finos.) Las barras superiores, según el ACI, son aquellas que están ubicada por encima de los 30 cms del concreto

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Las longitudes de anclaje en compresión son menores que las de tracción, por los siguientes motivos:

• _{El concreto en la zona de compresión no se} agrieta.

• Parte de la carga en la barra se transfiere por apoyo directo del extremo de la barra en el concreto.

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La longitud de anclaje o desarrollo de una barra depende: Diámetro de la Barra; si la barra es lisa o corrugada; Fy; Posición de la barra (superior o inferior); F’c

Las barras del lecho superior de una viga requieren mayor longitud de anclaje que las del lecho inferior. Se define barras superiores aquellas que tienen más de 30 cms de concreto por debajo.

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ld a la tracción encontradas con la NTE-060 anterior

NTE-060, vigente los ld a tracción se incrementan en 40% aprox.

Para barras superiores estos nuevos valores de ld, deberán amplificarse por 1.3

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Comprobando con los valores indicados en la nueva NTE-060, vigente, se encuentra que las ld a la compresión son casi similares a las consideradas en NTE anterior. Sólo que para diámetros menores Ld a la compresión deberá ser de 0.20 m como mínimo.

En base a las fórmulas para encontrar Ld. Una forma fácil de encontrar las longitudes de anclaje a la compresión es: 22*db, pero no menor de 15 cm.

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Aplicando la ecuación 12.5.2

De la NTE-060 vigente

Se obtienen los mismos valores de la NTE, anterior. Reemplazando valores en la formula con f´c = 210 k/cm2 Ldg = 22 db

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9. ZONAS Y LONGITUDES DE

EMPALMES

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Los empalmes deben usarse en las zonas menos esforzadas, para no disminuir la resistencia de la pieza. Es benéfico escalonar los empalmes, de manera que no haya extremos libres alineados en la misma sección.

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EMPALMES

Un empalme transfiere la fuerza de una varilla a otra a través del concreto que rodea a ambas varillas. En cualquier punto a lo largo de un empalme se transfieren las fuerzas desde una varilla por adherencia al concreto que la rodea y simultáneamente también por adherencia a la otra varilla que forma el par del empalme.

Debido a las condiciones adversas que prevalecen en un empalme, la longitud ld requerida debe ser mayor que la longitud de desarrollo de una sola varilla.

El empalme traslapado con contacto es mejor, pues se puede amarrar el acero con alambres.

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EMPALMES

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