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I

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n74

.01

y

94.0

1F

I

EL PROCESO DE DISEÑO ESTRUCTURALy LOS ESTADOS LÍMITE

HORMIGÓN I (74.01 y 94.01)

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OR

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ON

I

PROCESO DE DISEÑO DE UNA ESTRUCTURA

2- ANTEPROYECTO DE LA ESTRUCTURA(PLANOS CON ESQUEMAS ESTRUCTURALES)

1- IDENTIFICACIÓN DE LAS NECESIDADES DEL PROYECTO

3- DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES (MEMORIA DE CÁLCULO)

UB

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n74

.01

y

94.0

1

3.1- PREDIMENSIONAMIENTO

3.2- ANALISIS DE CARGAS

3.3- CALCULO DE SOLICITACIONES

FI

EL PROCESO DE DISEÑO – ESTADOS LÍMITE Lámina 2

3.4- DIMENSIONAMIENTO

Proceso Iterativo !!

4- DOCUMENTACIÓN PARA LA OBRA(PLANOS DE ENCOFRADO, PLANOS DE DETALLES CONSTRUCTIVOS,

PLANILLAS DE ARMADURA, ESPECIFICACIONES TÉCNICAS)

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I

ANTEPROYECTO PREDIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE CARGAS DIMENSIONAMIENTOSOLICITACIONES

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I


ARQUITECTURA PLANTA TIPOARQUITECTURA PLANTA TIPO

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I

L413

11

L414

11

6 16

620

L41911

8

15

62

0

V402 -15/50M40115/50

C135/25

C260/25 V403 -15/50

C10340/25 V405 -15/60M404 -15/60

C440/25

C545/25

C1355/30

C1465/35 C15

60/35

C101

M406 -15/50 V407 -15/50

M40815/50 V409 -15/50 V410 -15/50

V411 20/5060

-15/

50

V45

2 -

15/5

0

V45

4 -

15/5

0

V4

57

-15

/50

5/50

V47

2 -

15/5

0

V46

4 -

15/5

0

V46

9 -

15/5

0

M46

720

/50


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1

0

C2455/30

C2565/35

V415 -15/55

V421 -20/55

C10130/55

C2860/35

C10230/55

V411 -20/50

V412 -15/50TensT115/15

V45

9 -

15/5

0

VE

sc4

V414 -15/50M413 -15/50

M41615/50

V417 -15/50

M41815/50 V419 -15/50 V420 -15/50

V45

1 -

15/5

0

V45

5

-15

/50

V45

6 -

15/5

0

V46

3 -

15

V47

1 -

15/5

0

V46

2 -

15/3

0

V46

6 -

20/5

0M

465

20/5

0

FI


S/ S/ PLANTAPLANTA TIPOTIPO

Ø

c/(Superior)

Øc/

L420

11

8

15

62

0

M42215/50

C4235/25

V423 -15/50 C4360/25

V424 -15/50 C4440/25

M425 -15/60 V426 -15/60C4540/25

C4645/25

V45

0 -

15/5

0

V45

3 -

15/5

0

V45

8 -

15/5

0

V46

1 -

15/5

0

V4

68

-15

/50

V47

0 -

15/5

0

2

ANTEPROYECTO FINAL

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SE HACE DE ACUERDO CON:

PREDIMENSIONAMIENTO


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1

-PAUTAS REGLAMENTARIASQUE SE BASAN EN QUE LAS DEFORMACIONES SEAN ACEPTABLES

- LAS CARGAS

- LA EXPERIENCIA

ÍFI


ES UN PROCEDIMIENTO EMPÍRICO....

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I

TIPOSCARGAS / ACCIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS


PERMANENTES EXTRAORDINARIASVARIABLES

• Cargas variables gravitacionales

• Explosiones en general

• Peso propio de la estructura

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1 gravitacionales (sobrecargas de uso)

• Empujes del terreno

• Efectos reológicos

• Acciones térmicas

• Asentamientos diferenciales

general

• Explosiones atómicas

• Impactos de vehículos

• Impactos de aviones

• Acciones terroristas

• Volcanes en erupción

estructura

• Peso propio de elementos no estructurales

FI


• Acciones del viento

• Acción sísmica

REGLAMENTOS y/oANÁLISIS PARTICULARES

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I

CARGAS / ACCIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS


REGLAMENTO CIRSOC 101-2005 - NOMENCLATURA

D: permanente (dead load)

L: sobrecarga (live load)

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1 g ( )

Lr: sobrecarga en cubiertas (roof live load)

W: cargas de viento (wind loads)

E: efectos de sismo (earthquake effects)

T: temperatura, contracción, creep (cumulative effect of temperature, creep,

FI


shrinkage, differential settlement, and shrinkage-compensating concrete)

S: cargas de nieve (snow)

F: cargas de líquidos (fluids)

H: cargas del suelo (loads due to lateral pressure of soil, water in soil)

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I

SOLICITACIONES


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1

MEDIANTE UN ANÁLISIS ESTRUCTURAL SE DETERMINAN

LAS REACCIONES DE VÍNCULO, LOS MOMENTOS

FLEXORES, LOS ESFUERZOS DE CORTE Y LOS

ESFUERZOS NORMALES EN CADA ELEMENTO

ESTRUCTURAL

FI


ESTRUCTURAL

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I

EL CRITERIO DE DISEÑO DE ELEMENTOS DE HORMIGON ARMADO

LOS ESTADOS LIMITES


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1 - LOS ESTADOS LIMITES -

UN ESTADO LIMITE ES UNA CONDICIÓN EN LA CUAL

UNA ESTRUCTURA O UN ELEMENTO ESTRUCTURAL YA

NO ES ACEPTABLE PARA EL USO QUE SE LE PRETENDE DAR.

SE DISTINGUEN:

FI


- ESTADOS LÍMITES ÚLTIMOS

- ESTADOS LÍMITES DE SERVICIO

- ESTADOS LÍMITES ESPECIALES

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OR

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ON

I

Que no colapse!! Que no se deforme, se fisure, vibre, o se

QUE SIGNIFICA QUE UNA ESTRUCTURA, O UN ELEMENTO ESTRUCTURAL SEA ACEPTABLE O ADECUADO?


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1

Que sea estable!!, ,

incline de manera de quedar inutilizado

ESTADOS LIMITES ESTADOS LIMITES

REGLAMENTOS

FI


ULTIMOSE.L.U.

DE SERVICIOE.L.S.

AL MENOR COSTO POSIBLE....

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I

COLAPSO (REAL O CONVENCIONAL) Deben tener una baja probabilidad de ocurrencia !!!


ESTADOS LIMITES ULTIMOS (ELU)

• ESTADO LÍMITE DE AGOTAMIENTO: COLAPSO DE UNA SECCIÓN PORESFUERZOS NORMALES POR FLEXIÓN POR CORTE POR TORSIÓN POR

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1 ESFUERZOS NORMALES, POR FLEXIÓN, POR CORTE, POR TORSIÓN, PORPUNZONAMIENTO, POR ESFUERZOS RASANTES, o POR UNA COMBINACIÓN DEESTOS TIPOS DE SOLICITACIÓN.

• ESTADO LÍMITE DE EQUILIBRIO: PÉRDIDA DEL EQUILIBRIO DE UNAESTRUCTURA PORQUE NO PUEDEN DESARROLLARSE LAS REACCIONES DEVÍNCULO NECESARIAS, O PORQUE SE TRANSFORMA EN UN MECANISMO. Ej.LEVANTAMIENTO DE APOYOS; DESLIZAMIENTOS, EMPOTRAMIENTOS QUE NOPUEDEN MATERIALIZARSE.

ESTADO LÍMITE DE INESTABILIDAD (PANDEO)FI


• ESTADO LÍMITE DE INESTABILIDAD (PANDEO): LA INCIDENCIA DELAS DEFORMACIONES EN LAS SOLICITACIONES LLEVA A LA ESTRUCTURA A LAFALLA. Ej. COLUMNAS ESBELTAS

• ESTADO LÍMITE DE FATIGA: COLAPSO DEBIDO A DIVERSOS CICLOS DECARGA Y DESCARGA. Ej. RIELES DE FERROCARRIL.

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I

Se daña el uso funcional de la estructura, pero NO COLAPSA


ESTADOS LIMITES DE SERVICIO (ELS)

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1

• ESTADO LÍMITE DE DEFORMACIONES

• ESTADO LÍMITE DE FISURACIÓN

• ESTADO LÍMITE DE VIBRACIÓN

• ESTADO LÍMITE DE FATIGA

FI


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I


DAÑO O FALLA debido a ACCIONES EXTRAORDINARIAS

ESTADOS LIMITES ESPECIALESU

BA

–D

epto

. Co

nst

rucc

ion

74.0

1 y

94

.01

ACCIONES EXTRAORDINARIAS

• Explosiones en general• Explosiones atómicas• Impactos de vehículos• Incendios• Acciones terroristas• Volcanes en erupciónF

I


• Volcanes en erupción• Sismos extremos

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I

EN GENERAL, PRIMERO SE DIMENSIONA LA


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1 ARMADURA EN BASE A ESTADOS LIMITES

ULTIMOS, Y POSTERIORMENTE SE VERIFICAN

LOS ESTADOS LIMITES DE SERVICIO.

FI


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I

DISEÑO EN BASE A ESTADOS LIMITES ULTIMOS

CAPACIDAD o


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1

DEMANDA DE SOLICITACIONES

Q

RESISTENCIAS

FI


Q

NECESITAMOS ESTABLECER UN MARGEN DE SEGURIDAD!!!!!!

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I

SEGURIDAD ESTRUCTURAL

Una estructura dada tiene margen de seguridad M si


DISEÑO EN BASE A ESTADOS LIMITES ULTIMOS

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1

g g

M = S(resistencia) – Q(esfuerzos cargas) > 0

Es decir, si la resistencia de la estructura es mayor que los esfuerzos debidos a las cargas que actúan sobre ella.

Debido a que S y Q son variables aleatorias, el margen de

FI


seguridad M = S – Q también es una variable aleatoria.

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I

ESTADOS LIMITES ULTIMOS

SEGURIDAD ESTRUCTURAL


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1

Una estructura dada tiene margen de seguridad M si

M = S – Q > 0

FI


REGLAMENTOS

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COEFICIENTES DE SEGURIDAD – DIN

>RESISTENCIA DEMANDA

RESISTENCIA SOLICITACIONES


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1 RESISTENCIA ULTIMA

SS : Resistencia teórica

SOLICITACIONES MAYORADAS

n.QS: Solicitacionesn: Coeficiente de seguridad

global (n > 1)

≥

FI


COEFICIENTE DE SEGURIDAD GLOBALnESTRUCTURA = S / Q ≥ nREGLAMENTO

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I

COEFICIENTES DE SEGURIDAD – ACI-CIRSOC 2005

RESISTENCIA DE Ñ

RESISTENCIA



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1

DISEÑO Rd∅ Rt

Rt : Resistencia teórica : Factor de minoración

de la resistencia ( 1)

REQUERIDA UΣγi.Qi

Qi: Acciones nominalesi : Representa el tipo de

carga (permanente, variable, viento, etc.)

: Factor de mayoración

≥

FI


: Factor de mayoraciónde cargas ( 1)

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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RESISTENCIA DE DISEÑO

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Rd= ∅ Rt

FI


Figura 9.3.2. Ejemplo de variación de φ en función de εt y de la relación c/dtpara fy = 420 MPa y para acero de pretensado.

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I



9.2.1. Las combinaciones que el Proyectista o Diseñador Estructural debe analizar, como mínimo, son:

• U = 1,4 (D+F) (9-1)

• U = 1,2 (D +F+T) + 1,6 (L+ H) + 0,5 (Lr ó S ó R) (9-2)

• U = 1,2 D + 1,6 (Lr ó S ó R) + (f1 L ó 0,8 W) (9-3)

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1

• U = 1,2 D + 1,6 W + f1 L + 0,5 (Lr ó S ó R) (9-4)

• U = 1,2 D + 1,0 E + f1 (L + Lr) + f2 S (9-5)

• U = 0,9 D + 1,6 W + 1,6 H (9-6)

• U = 0,9 D + 1,0 E + 1,6 H (9-7)siendo:

f1 = 1,0 para lugares de concentración de público donde la sobrecarga sea mayor a 5,00 kN/m² y para playas de estacionamiento y garages.f1 0 5 t bF

I


DEMANDA

U=Σγi.Qi

f1 = 0,5 para otras sobrecargas.

f2 = 0,7 para configuraciones particulares de cubiertas (tales como las de dientes de sierra), que no permiten evacuar la nieve acumulada.f2 = 0,2 para otras configuraciones de cubierta.

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COEFICIENTES DE SEGURIDAD - EUROCODIGO


RESISTENCIA DE DISEÑO Rd

RESISTENCIA REQUERIDA U


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1 DISEÑO RdRc/∅C; Rs/∅S

Rc; Rs : Resistencia teórica del hormigón y del acero respectivamente : Coeficiente de

minoración de la

REQUERIDA UΣγi.Qi

Qi: Acciones nominalesi : Representa el tipo de

carga (permanente, variable, viento, etc.)

: Factor de mayoración

≥

FI


resistencia de los materiales (i> 1)

de cargas ( 1)

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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ESTADOS LIMITES DE SERVICIODEFORMACIONES, FISURACION, VIBRACIONES, INCLINACION, ETC.

VALORES


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1 VALORES ADMISIBLES

Qadm

VALORES PREVISTOS

FI


VERIFICACIONES “EN SERVICIO”!!!!!!O SEA, SIN MAYORAR LAS CARGAS

PREVISTOSQs

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OR

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I

V402 -15/50M40115/50

C135/25

C260/25 V403 -15/50

C10340/25 V405 -15/60M404 -15/60

C440/25

C545/25

C1355/30

C1465/35 C15

60/35

C10130/55

M406 -15/50 V407 -15/50

M40815/50 V409 -15/50 V410 -15/50

V411 -20/50

sc46

0

-1

5/5

0

V45

2 -

15/5

0

V45

4 -

15/5

0

V4

57

-1

5/5

0

-1

5/5

0

V47

2 -

15/5

0

V4

64

-1

5/5

0

V46

9 -

15/5

0

M4

672

0/5

0


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.01

y

94.0

1

C2455/30

C2565/35

V415 -15/55

V421 -20/55

30/55

C2860/35

C10230/55

V412 -15/50TensT115/15

V45

9 -

15

/50

VE

s

V414 -15/50M413 -15/50

M41615/50

V417 -15/50

M41815/50 V419 -15/50 V420 -15/50

V4

51

-1

5/5

0

V45

5 -

15/5

0V

456

-1

5/5

0

V46

3

V47

1 -

15

/50

V4

62

-1

5/3

0

V4

66

-2

0/5

0M

465

20

/50

FI


M42215/50

C4235/25

V423 -15/50 C4360/25

V424 -15/50 C4440/25

M425 -15/60 V426 -15/60C4540/25

C4645/25

V4

50

-1

5/5

0

V4

53

-1

5/5

0

V4

58

-1

5/5

0

V4

61

-1

5/5

0

V46

8 -

15/

50

V47

0 -

15

/50

PLANO PLANO DE DE ENCOFRADOENCOFRADO S/ S/ PLANTAPLANTA TIPOTIPO

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FIN –EL PROCESO DE DISEÑO ESTRUCTURAL y LOS ESTADOS LÍMITEF

I

GRACIAS POR SU ATENCION !!!

y LOS ESTADOS LÍMITE

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