martes, 14 de julio de 2015
Cascarones: Domos
Se presentan unas notas referentes al diseño de domos o cúpulas en el siguiente documento. Clic aquí para descargarlo.
Losas perimetralmente apoyadas
Las losas perimetralmente apoyadas se diseñan con los coeficientes de momentos dependientes de la relación claro corto / claro largo y el tipo de tablero, para hallar los momentos negativos en los bordes de los claros corto y largo y los momentos positivos de ambos claros. Así mismo, cuando se tienen sistemas de pisos formados por tableros, se verificará el cortante que absorbe el peralte de la losa propuesto para el tablero más crítico, se obtendrán los momentos de cada tablero y se efectuará una distribución de momentos usando el método de Cross para ajustar los momentos en los bordes continuos de los tableros adyacentes.
Se presenta un modelo en Mathcad para un grupo de tableros visto en aula, disponible aquí.
Losas apoyadas en un solo sentido
Las losas apoyadas en un solo sentido tienen tableros con una relación de claro largo L a corto S mayor que dos, L/S > 2 y la flexión se considera únicamente en el sentido del claro corto, aunque la losa se encuentre apoyada en más de dos lados.
Para calcular el momento flexionante en la losa, el claro l se contará a partir del centro del apoyo, siempre que en ancho b de dicho apoyo no sea mayor que el peralte efectivo de la losa d, es decir, b < d. En caso contrario, el claro se tomará a medio peralte efectivo del paño interior del apoyo.
Un modelo en Mathcad 14 para la revisión y diseño de losas apoyadas en un sentido, está disponible aquí.
Losas
Las losas son elementos estructurales horizontales o con cierta inclinación, apoyadas generalmente en muros o columnas.
Para su estudio las clasificamos de acuerdo a sus condiciones mecánicas de trabajo en:
a) Losas apoyadas en dos lados discontinuos, cuya acción mecánica de flexión se ejerce en una dirección, dirección perpendicular a los apoyos. Se deforman en curvatura simple.
b) Losas apoyadas en dos lados contiguos, tres o cuatro lados, con flexión en dos direcciones. Se deforman en curvatura doble.
c) Losas nervadas, aligeradas o encasetonadas.
d) Losas planas.
Diagramas de Interacción
El modelo en Mathcad para diseñar columnas cortas con flexocompresión biaxial usando los diagramas de interacción axiales y la ecuación de Bresler, está disponible aquí.
Para columnas circulares con refuerzo helicoidal o zunchada, clic aquí para descargar el modelo en Mathcad.
Para columnas rectangulares y usando diagramas de interacción biaxial, clic aquí.
Para columnas circulares con refuerzo helicoidal o zunchada, clic aquí para descargar el modelo en Mathcad.
Para columnas rectangulares y usando diagramas de interacción biaxial, clic aquí.
Modelo para diseño de trabes
Se presenta un documento en PDF con el modelo en Mathcad para el diseño de una viga de sección rectangular simplemente reforzada con el uso de la ecuación de las NTC 2004:
Clic aquí para descargar el documento.
Unidad I: Conceptos Básicos del Concreto Reforzado
En esta unidad se estudiarán los siguiente subtemas:
- Concreto simple, concreto reforzado, concreto presforzado.
- Proyecto arquitectónico y estructuración.
- Seguridad estructural y reglamentos vigentes.
- Análisis, transmisión y bajada de cargas (muertas, vivas y accidentales).
- Teoría de diseño (Teoría elástica o de esfuerzos de trabajo y Teoría plástica o de diseño al límite)
- Bases de diseño, datos de diseño.
El concreto simple u hormigón simple es un material artificial elaborado con cemento Portland, agua, agregados (arena y grava) y aditivos (productos químicos, escoria de alto horno, ceniza volcánica, limos, fibras de carbono, vidrio, poliestireno, etc.). El concreto reforzado es la mezcla anterior más acero de refuerzo, formado principalmente por varillas, alambrón y mallas electrosoldadas. El diseño de una mezcla de concreto elaborado en un modelo de Mathcad 14 basado en el método del IMCYC puede descargarse aquí.
El concreto presforzado es aquel que se forma por el estiramiento del acero formado por alambres o torones que se llevan a la tensión antes de colar el concreto y se sueltan al fraguar este. Presentación. Se pone a disposición el Manual de ANIPPAC con información relevante sobre la mecánica del concreto presforzado.
El análisis de un proyecto arquitectónico permitirá al ingeniero estructurista definir los elementos a reforzar para garantizar un buen comportamiento de la estructura. Favor de descargar estos archivos para analizar.
El análisis y bajada de cargas permite establecer cuantitativamente los valores que actuarán sobre los elementos a partir de la transmisión de pesos de las estructuras que soporta el elemento en estudio. En el caso de las cargas inducidas por sismo y viento, se considerarán sus efectos a partir de las recomendaciones que se establecen en las normativas y reglamentos vigentes.
Los siguientes documentos complementan la información:
El análisis de un proyecto arquitectónico permitirá al ingeniero estructurista definir los elementos a reforzar para garantizar un buen comportamiento de la estructura. Favor de descargar estos archivos para analizar.
El análisis y bajada de cargas permite establecer cuantitativamente los valores que actuarán sobre los elementos a partir de la transmisión de pesos de las estructuras que soporta el elemento en estudio. En el caso de las cargas inducidas por sismo y viento, se considerarán sus efectos a partir de las recomendaciones que se establecen en las normativas y reglamentos vigentes.
Los siguientes documentos complementan la información:
- Conceptos básicos: documento tomado de la revista del IMCYC.
- Seguridad estructural y análisis de cargas: Reglamento del D.F. y Normas Técnicas Complementarias.
- Teorías de diseño: teoría elástica.
Diseño de Vigas de Concreto Reforzado
En esta unidad se estudiarán las hipótesis de diseño para establecer la mecánica de la viga basada en la teoría de resistencia última o teoría plástica, según lo establecido en las Normas Técnicas Complementarias.
Se complementa la información con un modelo en Mathcad que contiene las expresiones deducidas del mecanismo de la viga para una viga simplemente reforzada.
Se estudiarán las ecuaciones para determinar el momento flexionante resistente en las secciones rectangulares, secciones T y en las doblemente reforzadas. Además, se deducirán y aplicarán las expresiones para la tensión diagonal y la fuerza cortante; se revisan las ecuaciones que rigen a la longitud de desarrollo, los requisitos de anclaje y adherencia y el control de deflexiones y agrietamientos.
Es importante resaltar que el estructurista debe comprender que las fallas a compresión son el práctica extremadamente peligrosas (falla frágil, p > pmax, condición Sobre-reforzada), pues son vigas con gran porcentaje de acero debido a que fallan con poca advertencia visible. En cambio, cuando la falla es a tensión (falla dúctil, p < pmax, condición Sub-reforzada), con poco porcentaje de acero, la viga se agrietará del lado de la tensión, pero la falla ocurre lentamente y nos indica fuertes deflexiones y fracturas que anuncian el colapso con anticipación.
Por lo anteriormente expuesto, el Reglamento, para asegurar un buen comportamiento en todos los elementos estructurales, limita el área de acero a la correspondiente falla balanceada.
Es importante resaltar que el estructurista debe comprender que las fallas a compresión son el práctica extremadamente peligrosas (falla frágil, p > pmax, condición Sobre-reforzada), pues son vigas con gran porcentaje de acero debido a que fallan con poca advertencia visible. En cambio, cuando la falla es a tensión (falla dúctil, p < pmax, condición Sub-reforzada), con poco porcentaje de acero, la viga se agrietará del lado de la tensión, pero la falla ocurre lentamente y nos indica fuertes deflexiones y fracturas que anuncian el colapso con anticipación.
Por lo anteriormente expuesto, el Reglamento, para asegurar un buen comportamiento en todos los elementos estructurales, limita el área de acero a la correspondiente falla balanceada.
Programa en Phyton 3.3.4 para diseño de vigas
Se presenta un documento en PDF que contiene el programa fuente en Phyton 3.3.4 para el diseño de vigas por momentos flexionantes para sección rectangular simplemente reforzada y doblemente reforzada con un ejemplo en un viga de un marco. Clic aquí para descargar.
Vigas Rectangulares Doblemente Reforzadas
Las vigas rectangulares con acero en compresión, llamadas también doblemente reforzadas o doblemente armadas, se proponen cuando por razones de proyecto arquitectónico o estructural se fijan de antemano las dimensiones de la viga siendo necesario colocar acero de refuerzo en la zona de compresión, ya que el momento flexionante que se debe absorber es mayor que el momento resistente obtenido con la sección impuesta.
El acero en ambas zonas (tensión y compresión) podrá alcanzar o no su límite de fluencia, sin embargo, el cálculo según el diseño plástico es suponer primero que todo el acero está cediendo, y en caso contrario, hacer la modificación en los cálculos del acero que no se encuentra en condiciones de fluencia.
La información complementaria se encuentra en el siguiente documento. Clic aquí para descargarlo. La presentación está disponible aquí.
Modelo para revisión de viga simplemente reforzada, clic aquí.
Modelo para diseño de viga simplemente reforzada, clic aquí.
Modelo para revisión de viga doblemente reforzada, clic aquí.
Modelo para diseño de viga doblemente reforzada, clic aquí.
Modelo para revisión de viga simplemente reforzada, clic aquí.
Modelo para diseño de viga simplemente reforzada, clic aquí.
Modelo para revisión de viga doblemente reforzada, clic aquí.
Modelo para diseño de viga doblemente reforzada, clic aquí.
Diseño de vigas por fuerza cortante
El diseño de vigas de sección rectangular para absorber los esfuerzos provocados por las fuerzas cortantes requiere que se determine el área de acero de la sección transversal proporcionada por los estribos para trabajar mecánicamente, junto con un porcentaje del acero longitudinal y evitar las fallas y agrietamientos por tensión diagonal.
Se presenta un documento que contiene la información tomada de las NTC2004 para elementos de concreto y un modelo y programa en Mathcad 14 que permite revisar y diseñar una viga de sección rectangular simplemente reforzada para seleccionar la separación adecuada de los estribos. Clic aquí para descargar el documento.
Aspectos Fundamentales del Concreto Reforzado
Este libro es un clásico sobre el diseño de elementos de concreto reforzado basado en las NTC-2004 y ACI-2008; escrito por Oscar M. González Cuevas y Francisco Robles Fernández Villegas (+), docentes de la UNAM, aborda claramente, mediante ejercicios bien explicados, los temas para el diseño de vigas simple y doblemente reforzadas, trabes T, columnas, losas armadas en una dirección, perimetrales y artesonadas.
Favor de adquirir este texto en la biblioteca de la institución o buscar el libro digital y descargarlo.
Las notas referentes a las características de los materiales: concreto, acero y factores de reducción, contenidas en las Normas Técnicas Complementarias, están disponibles aquí.
Las notas referentes a las características de los materiales: concreto, acero y factores de reducción, contenidas en las Normas Técnicas Complementarias, están disponibles aquí.
Vigas T -actualizado-
Las vigas T se una combinación de losa y viga formando ambos elementos una sola unidad. La losa (elemento horizontal) recibe el nombre de patín o ceja, y la viga (elemento vertical) el de alma, nervio o nervadura.
Para que una viga sea realmente T es necesario que la profundidad del bloque de esfuerzos (a) caiga abajo del espesor de la losa o patín (t); en caso de que a <= t, la viga será únicamente en apariencia y la sección trabajará como una viga rectangular y deberá calcularse como tal.
El siguiente documento en Mathcad complementa la información y está disponible aquí.
Un documento con el modelo en Mathcad realizado en el aula está disponible aquí.
El siguiente documento en Mathcad complementa la información y está disponible aquí.
Un documento con el modelo en Mathcad realizado en el aula está disponible aquí.
Diseño por Torsión
Las NTC 2004 en su capítulo 2.6 Torsión, establecen todas las condiciones y ecuaciones que deben aplicarse para el diseño de vigas contra torsión, trabajando en conjunto para absorber, también, los esfuerzos de flexión y cortante.
El siguiente documento contiene un modelo en Mathcad 14 para el análisis de una viga de borde con una losa en voladizo para ser diseñada contra torsión. Clic aquí para descargar.
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