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ACI 318S-14 - Generalidades, notación y normas

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Generalidades, Notación, y Normas

ACI 318-14:Reorganizado para Diseñar

Requisitos de Reglamento

para concreto estructural


Capítulo 1 - Generalidades

• 1.2 - Generalidades– Adoptado legalmente– Versión oficial – Inglés, libras-pulgadas

• En inglés usando unidades SI (ACI 318M)• En español usando unidades SI (ACI 318S)• En español usando pulgadas y libras (ACI 318SUS).

– ACI 318-14 reemplaza al ACI 318-11– La jurisdicción local lo puede modificar– Establece unos requisitos mínimos



Generalidades – Adoptado para cubrir la mayoría de los diseños en concreto reforzado

• Este Reglamento no cubre todos los aspectos del diseño o métodos y medios de construcción, de lo siguiente:– Viviendas unifamiliares– Pilotes de concreto, pilas excavadas y cajones de

cimentación– Losas sobre el terreno– Tanques y estanques– Cáscaras delgadas y placas plegadas– Diseño compuesto de losas (steel deck)– Estructuras especiales (arcos, tolvas y silos,

estructuras resistentes a explosiones, chimeneas, estructuras subterráneas para servicios públicos, muros de gravedad y muros de escudo.)


Generalidades – Adoptado para cubrir la mayoría de los diseños en concreto reforzado

• Estructuras cubiertas por otros reglamentos o guías– Viviendas unifamiliares (ACI 332)– Pilotes de concreto, pilas excavadas y cajones de

cimentación (ACI 543R, ACI 336.3R)– Losas sobre el terreno (ACI 360R)– Tanques y estanques (ACI 350, ACI 334.1R, ACI 372R, ACI

373R)– Cáscaras delgadas y placas plegadas (nuevo ACI 318.2) – Diseño compuesto de losas (steel deck) (el tablero de

acero es refuerzo positivo a flexión)– Estructuras especiales (arcos, silos (ACI 313), chimeneas

(ACI 307), estructuras resistentes a explosiones, estructuras subterráneas para servicios públicos, muros de escudo, estructuras nucleares (ACI 349), contención nuclear (ACI 359))



Documentos del ACI

• Dos tipos– Normas estandarizadas

• Códigos y Reglamentos, especificaciones de referencia (318, 301, 117)

• Lenguaje imperativo (debe)• Apropiados para ser referenciados

– No estandarizados• Guías, reportes (318R, 308R)• Lenguaje no imperativo (puede)• Para ser usado como base de esoecificaciones


1.5 Interpretación

• Interpretación legal del reglamento• Los títulos, notas de pie de página, tablas, etc.

Son todos parte del reglamento• Significados sencillos• Términos

– Definiciones específicas – Capítulo 2– Otras definiciones – “ACI Concrete Terminology”

(gratis en línea)• “y” indica que todos los ítems conectados

aplican• “o” indica que al menos unos de los ítems

conectados aplica



Secciones 1.6 a 1.9

• Clarifica el significados y responsabilidades de:– Autoridad competente– Profesional facultado para diseñar– Documentos de construcción– Ensayos e inspección


1.10 Aprobación de sistemas especiales

• Permite la aprobación de sistemas especiales de diseño, construcción, o materiales alternativos de construcción– Reportes ESR

• Permite la innovación– Productos– Diseño– Construcción



Nomenclatura y Terminología (Capítulo 2) actualiza

• Nomenclatura y términos usados en los Apéndices A y D de ACI 318-11 ahora están localizados en el Capítulo 2

• Las “palabras clave” ahora están agrupadas– Pórtico resistente a momentos; ordinario,

intermedio, especial


Referencias (Capítulo 3) actualiza

• Normas referenciadas– Referencias del Comentario → al final del

Reglamento– Parte de ACI 318– Deben estar en lenguaje imperativo

• Agrupadas por institución que las produce



¿Preguntas?

ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis

WWW.CONCRETE.ORG/ACI318

Requisitos de Reglamento para concreto estructural

Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis

ACI 318-14:Reorganizado para Diseñar


Capítulo 4: Requisitos para Sistemas Estructurales

• Propósito– La estructura como

un todo– Mapa de ruta del

proceso de diseño• Temario

– Alcance– 12 subsecciones

Materiales

Cargas de diseño

Trayectoria de cargas

Análisis estructural

Resistencia

FuncionamientoDurabilidad

Sostenibilidad

Integridad estructural

Resistencia al fuego

Inspección4.2

4.3

4.4

4.5

4.6

4.74.8

4.9

4.10

4.11

4.13



4.2 Materiales• Capítulo 19 - Concreto: requisitos de diseño y

funcionamiento– fc’ (máximo y mínimo)– Ec– Clases de exposición (dosificación de la mezcla)– Propiedades de mortero de inyección

• Capítulo 20 – Propiedades del acero de refuerzo, durabilidad y embebidos– fy, Es– Barras de refuerzo, aceros de preesfuerzo, barras con

cabeza, embebidos, … – Durabilidad (recubrimiento de concreto,

recubrimientos)


4.3 Cargas de diseño

• Cargas y combinaciones → Capítulo 5– Cargas de diseño (muerta, viva, viento, sísmicas)– Combinaciones de mayoración de carga– Basadas en ASCE 7-10, “Minimum Design Loads

for Buildings and Other Structures”



4.4 Sistemas estructurales y trayectorias de cargas• Sistemas

estructurales compuestos por miembros y conexiones

• Trayectorias de cargas definidas (gravedad y lateral)

• Mapa de ruta de los capítulos de los miembros

Losas de pisos y cubierta

Vigas y viguetas

Columnas Muros

Diafragmas Cimentaciones

Conexiones y anclaje

Cap. 7 y 8 Cap. 9

Cap. 10 Cap. 11

Cap.12 Cap. 13


4.4 Sistemas estructurales y trayectoria de cargas

• Requisitos sísmicos– Diseñador asigna la Categoría de Diseño Sísmico

• Clase A (menor riesgo) a Clase F (mayor riesgo)– Categoría A

• No hay requisitos especiales• Diseño de acuerdo con los Capítulos 1-17, 19-26• Pórticos resistentes a momento y muros Ordinarios• Primordialmente comportamiento elástico




• Requisitos sísmicos– Categorías B – F

• Requisitos → Capítulo 18• Categoría B – pórticos y muros ordinarios• Categoría C – Pórticos intermedios, muros ordinarios• Categorías D, E, F – Pórticos y muros especiales

– Miembros que no son parte del sistema del sistema de resistencia ante cargas laterales

• Requisitos de acuerdo con la Categoría de Diseño Sísmico


Organización del capítulo 18

• La secciones de los pórticos resistentes a momento ordinarios, intermedios y especiales son:– 18.3 Pórticos resistentes a momentos ordinarios– 18.4 Pórticos resistentes a momentos Intermedios– 18.5 Muros estructurales prefabricados intermedios– 18.6 Vigas de pórticos especiales a momentos– 18.7 Columnas de pórticos especiales a momentos– 18.8 Nudos de pórticos especiales a momentos– 18.9 Pórticos especiales a momentos construidos con

concreto prefabricado– 18.10 Muros de concreto especiales– 18.11 Muros especiales construidos con concreto

prefabricado




• Diafragmas– Fuerzas de transferencia– Dar apoyo lateral


4.5 Análisis estructural

• Compatibilidad de deformaciones• Equilibrio de fuerzas• Métodos aceptables de análisis → Capítulo 6

4.6 Resistencia

• Resistencia de diseño = φSn

• φSn > U



4.7 Funcionamiento

• Está cubierto en los capítulos de miembros

4.8 Durabilidad• La durabilidad del concreto depende de la

exposición– Categoría de exposición → 19.3.1– Requisitos para las mezclas →19.3.2

• Protección de la corrosión → 20.6


4.9 Sostenibilidad

• Se permite exceder los mínimos• La resistencia, funcionamiento y durabilidad

tienen precedencia

4.10 Integridad estructural

• Mejora la redundancia y ductilidad• Los requisitos se presentan en los capítulos

de los miembros



4.11 Resistencia al fuergo

• Las dimensiones y recubrimiento de los miembros deben cumplir los requisitos de protección al fuego del reglamento general de construcción

• Se dan guías adicionales en ACI 216.1

4.12 Tipos específicos de construcción

• Prefabricada, preesforzada, compuesta


4.13 Construcción e inspección

• Documentos de construcción → Capítulo 26• Inspección

– Capítulo 26– Reglamento general de construcción

4.14 Evaluación de la resistencia de estructuras existentes

• Capítulo 27



Capítulo 4: Requisitos para sistemas estructurales

• Propósito– Estructura como un

todo– Mapa de ruta del

diseño

Materiales

Cargas de diseño

Trayectoria de cargas

Análisis estructural

Resistencia

FuncionamientoDurabilidad

Sostenibilidad

Integridad estructural

Resistencia al fuego

Inspección4.2

4.3

4.4

4.5

4.6

4.74.8

4.9

4.10

4.11

4.13


Capítulo 5 - Cargas• Cargas→ Reglamento general de construcción

– Usualmente ASCE 7-10– Si es considerablemente diferente de ASCE 7,

puede requerirse ajustar los requisitos de ACI 318 apropiadamente

• Viento– Los factores basados en viento al nivel de

resistencia– Multiplicar por 1.6 para viento al nivel de servicio



Capítulo 5 - Cargas• Combinaciones

– Básicas → Tabla 5.3.1 – Excepciones y adiciones → Sección 5.3


Capítulo 5 – Cargas• Categorías de diseño

sísmico (CDS)– CDS → Reglamento

general de construcción– Adoptado del ASCE 7-10– Correlaciones Tabla

R5.2.2



Capítulo 6 – Análisis estructuralDiseño manual

• Cargas gravitacionales

• Combinaciones de carga simplificadas

• Ecuaciones para Vu y Mu simplificadas

• Análisis de 1er orden

• Revisión de resistencia lateral

• Magnificador de momento

Diseño utilizando análisis por computador

• Gravedad y resistencia lateral al tiempo

• Numerosas combinaciones de carga

• Modelos de 2 y 3 dimensiones

• Análisis de 2o orden (Efecto P – Δ, iterativo)


Capítulo 6 – Análisis estructural• Suposiciones para definir el modelo

– Ancho del ala– Momento de inercia

• Disposición de la carga viva• Métodos de análisis permitidos

– Métodos simplificados– Elástico de primer orden– Elástico o inelástico de segundo orden– Análisis de elementos finitos– Modelos puntal-tensor



Capítulo 6 – Análisis estructural• Métodos de análisis específicamente

permitidos– Losas en dos direcciones

• Método directo → 8.10• Pórtico equivalente → 8.11

– Muros esbeltos con cargas fuera del plano → 11.8– Método puntal-tensor → Ch. 23


6.3 Suposiciones para definir el modelo• Objetivo

– Rigidez relativa razonable de los miembros– Refleja el estado para el cual se está diseñando

• Vigas T– Ancho efectivo del ala



6.4 Disposición de la carga viva• 6.4.2 Construcción en una dirección

– Cargar los vanos alternos– Cargar los vanos adyacentes

• 6.4.3 Construcción en dos direcciones– Requisitos dependen de:

• Conocimiento de la disposición• Relación carga viva/carga muerta


6.5 Método simplificado• Vigas y losas en una dirección

– Mu → Tabla 6.5.2– Vu → Tabla 6.5.4– Restricciones

• Miembros prismático• Cargas distribuidas• L (viva) ≤ 3D (muerta)• ≥ 2 vanos• L1 < 1.2 L2

• No hay redistribución



6.6 Análisis de primer orden• Cumple equilibrio para la estructura no

deformada– Propiedades lineales de los materiales– Solución lineal– Superposición de cargas– Efectos de esbeltez (si se requieren)

• Magnificador de momentos (aproximado)– Cálculos manuales– Momento de inercia efectivo

• Carga mayoradas → Tabla 6.6.3.1.1(a)• Cargas de servicio → 1.4 x Tabla 6.6.3.1.1(a)


6.7 Análisis elástico de segundo orden• Cumple equilibrio para la estructura deformada

– Propiedades lineales de los materiales– Solución no lineal– No hay superposición de cargas– Efectos de esbeltez

• No hay magnificación de momentos para el desplazamiento relativo

• Se debe considerar la deflexión entre los extremos → 6.6.4.5

– Cálculos utilizando computador– Momento de inercia efectivo

• Carga mayoradas → Tabla 6.6.3.1.1(a)• Cargas de servicio → 1.4 x Tabla 6.6.3.1.1(a)



Esbeltez

• Análisis de segundo orden (computador)– Análisis PΔ usando computador– Pδ generalmente no se hace con computador

• No lineal• Rigidez reducida• Puede tener que utilizar 6.6.4.5 para terminar


R6.2.6 Diagrama de flujo para esbeltez de columnas



6.8 Análisis inelástico de segundo orden• Consideraciones

– Materiales no lineales– Efectos locales de esbeltez → 6.6.4.5– Debe probar los resultados


6.9 Aceptación de análisis utilizando elementos finitos

• Método muy usado• Apropiado para lo que se pretende

– Tipos de elementos– Disposición y tamaño de la red– Tipo de análisis (lineal, no lineal, dinámico)– Resultados apropiados

• Dimensiones de los elementos dentro del 10% del tamaño final

• No se permite redistribución ni superposición con análisis inelástico



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