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Estructuras de
Hormigรณn Armado y Pretensado
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TRABAJO PRACTICO N.ยบ 2
ESTRUCTURAS DE HORMIGรN ARMADO Y PRETENSADO
(444)
Tema: โMรฉnsula Cortaโ
Fecha de presentaciรณn: /08/2017
Presentaciรณn en tรฉrmino: SI NO
Integrantes:
1. REINEHR, Marรญa Tania
2. VILLALONGA, Andrรฉs
AรO 2017
Estructuras de
Hormigรณn Armado y Pretensado
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Consigna
Diseรฑar un conjunto de Mรฉnsulas Cortas que vinculen columnas con una viga longitudinal de HยฐAยฐ segรบn los datos de la tabla. Sobre esa viga estarรก dispuesto el riel para puente grรบa de 15 ๐ก๐. de capacidad nominal.
Se estima que la aceleraciรณn en desplazamiento transversal del sistema se produce en la carga suspendida un รกngulo mรกximo de 20ยฐ fuera de su posiciรณn de reposo.
La estructura se encuentra en un sector con emisiones de gases de amoniaco en concentraciรณn
de aprox. 20๐๐
๐3โ , por lo tanto, se deberรกn seleccionar tipo de hormigรณn y recubrimiento
adecuados.
Elaborar documentaciรณn tรฉcnica a nivel de proyecto ejecutivo del elemento diseรฑado.
Columnas Sep. Columnas
Soporte de Riel
Luz libre viga/columna
Long. Viga Puente
P.P. Viga Puente
[๐๐ โ ๐]
40x40 5.8 VH 20x40 0.25 10.60 250
Algoritmo de resoluciรณn
1. Predimensionamiento
2. Anรกlisis de cargas
3. Determinaciรณn de armadura.
3.1 Armadura de corte por fricciรณn.
3.2 Armadura por flexiรณn.
3.3 Armadura por esfuerzo axial.
3.4 Armadura principal.
3.5 Armadura de estribos.
3.6 Armadura mรญnima.
4. Documentaciรณn grรกfica.
4.1 Plano general (geometrรญa del elemento)
4.2 Plano de disposiciรณn de armaduras.
4.3 Detalle de armadura.
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1. Predimensionamiento:
La estructura de diseรฑo se encuentra expuesta a emisiones de gases de amonรญaco, por lo que, debemos considerar tanto un recubrimiento adecuado para la armadura de las piezas de hormigรณn, como la utilizaciรณn de un hormigรณn especial para este tipo de ambiente.
Para obtener el tipo de hormigรณn a utilizar en la estructura recurrimos a la tabla 2.3 de CIRSOC 201-2005, que nos fornece el grado de exposiciรณn que van a tener las piezas.
Una vez obtenido esto pasamos a la tabla 2.2 de Reglamento y obtener la designaciรณn del proceso corrosivo que se pueden producir en las armaduras:
Por รบltimo, con la tabla 2.5 hallamos la resistencia requerida para el hormigรณn
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De este anรกlisis, se obtuvo que el requisito de durabilidad del hormigรณn expuesto a estas condiciones de agresividad quรญmicas (๐1) corresponde a un H-30.
Con la tabla 7.7.1 โRecubrimientos mรญnimos para hormigรณn colocado en obraโ
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Segรบn la tabla anterior el mรญnimo recubrimiento a adoptar e de 20 ๐๐ sin embargo, como sugerencia debido a los niveles de exposiciรณn a sustancias agresivas el Reglamento sugiere aumentar en un 30% el valor del mismo. Siendo asรญ obtenemos;
๐๐๐ = 20 ๐๐ + 0.3 โ 20๐๐ = 26 ๐๐ โ 30๐๐
Adoptamos diรกmetros de barra โ 16 ๐๐ = 1,6 ๐๐ para todos los cรกlculos.
Las condiciones de dimensionamiento a cumplir son las siguientes:
๐๐ฃ
๐โค 1
๐๐ข โค ๐๐ข
Para el posterior cรกlculo de solicitaciones y armaduras tomamos las dimensiones de mรฉnsula iguales a:
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โ = 40 ๐๐.
๐ = 45 ๐๐
2. Anรกlisis de Cargas:
En primer lugar, hacemos el anรกlisis para el caso en que la carga suspendida se encuentra en los extremos de la viga puente.
La solicitaciรณn en los extremos serรก:
El Peso Propio de puente grรบa:
De esto obtenemos que ๐๐ฃ = 0,35 ๐
y verificamos la primera condiciรณn:
๐๐ฃ
๐=
35
40= 0,875 โค 1
Se verifica la condiciรณn propuesta.
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๐๐โ = โ๐โ๐ฅโ๐
2โ =
250 ๐๐
๐โ โ 10,6 ๐
2 = ๐๐๐๐ ๐๐ โ ๐๐, ๐๐๐ ๐ฒ๐ต
El peso propio del soporte del riel:
๐๐๐ =๐๐ฅ๐
2=
25 ๐พ๐๐3โ โ (0,2๐ โ 0,40 ๐) โ 5,8 ๐
2= ๐, ๐ ๐ฒ๐ต
La carga nominal del puente grรบa: ๐ท = ๐๐. ๐๐๐ ๐ฒ๐ โ ๐๐๐ ๐ฒ๐ต
Obtenemos ahora la carga mayorada:
๐๐ข = 1,2 โ ๐ท + 1,6 โ ๐ฟ = 1,2 โ (12,985 ๐พ๐ + 5,8 ๐พ๐) + 1,6 โ (147๐พ๐) = ๐๐๐, ๐๐ ๐ฒ๐ต
Consideramos ahora, el caso de la componente horizontal generada al producirse una aceleraciรณn inicial al poner en movimiento la carga.
๐โ = ๐ ๐ฅ ๐ ๐๐ 20ยฐ = 15.000 ๐ฅ ๐ ๐๐ 20ยฐ = ๐. ๐๐๐, ๐ ๐๐. โ ๐๐, ๐๐ ๐ฒ๐ต
La carga horizontal mรญnima que utilizarse serรก:
๐๐ข = 0,2 โ ๐๐ข = 0,2 โ 257,74 ๐พ๐ = ๐๐, ๐๐ ๐ฒ๐ต
Utilizamos para el diseรฑo la mayor de las dos, que para este caso es ๐๐ข = 51,55 ๐พ๐
Mayoramos esta carga:
๐๐ข = 1,6 โ ๐๐ข = 1,6 โ 51,55 ๐พ๐ = ๐๐, ๐๐ ๐ฒ๐ต
Una vez calculada la carga hallamos la distancia โdโ
๐ = โ โ ๐๐๐ โโ
2= 40๐๐ โ 3 ๐๐ โ
0,8 ๐๐
2= 36,6 ๐๐ โ ๐. ๐๐๐ ๐
El valor de corte nominal serรก:
๐๐ = 0,2 โ ๐ยด๐ โ ๐๐ค โ ๐ = 0,2 โ 30 ๐๐๐ โ 450๐๐ โ 366 ๐๐ = 988.200 ๐ โ ๐๐๐, ๐ ๐ฒ๐ต
๐๐ = 5,5 โ ๐๐ค โ ๐ = 5,5 โ 450 ๐๐ โ 366 ๐๐ = 905.850 ๐ = ๐๐๐, ๐๐ ๐ฒ๐ต
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โ ๐๐ โฅ ๐๐ข โ ๐๐ =๐๐ข
0,75=
257,74 ๐พ๐
0,75= ๐๐๐, ๐๐ ๐ฒ๐ต
3. Determinaciรณn de Armaduras: 3.1. Armadura de Corte por fricciรณn:
Se debe cumplir que: ๐ด๐ฃ๐ โ ๐ โ ๐๐ฆ โ ๐ โฅ ๐๐ข
Tomamos un coeficiente de fricciรณn correspondiente a un hormigรณn colocado monolรญticamente ๐ = 1,4
Mecanismo con Carga Arriba:
๐ด๐ฃ๐ =๐๐ข
๐ โ ๐๐ฆ โ ๐=
0,5 โ 257, 74 ๐พ๐
0,75 โ 420 ๐๐๐ โ 1,4 โ 10โ3
๐๐
๐พ๐โ 104 โ
๐๐2
๐2= ๐, ๐๐๐ ๐๐๐
๐จ๐๐ = ๐, ๐๐๐ ๐๐๐
Mecanismo con la Carga Abajo:
๐ด๐ฃ๐ =๐๐ข
๐ โ ๐๐ฆ โ ๐=
0,6 โ 257, 74 ๐พ๐
0,75 โ 420 ๐๐๐ โ 1,4 โ 10โ3
๐๐
๐พ๐โ 104 โ
๐๐2
๐2= ๐, ๐๐๐ ๐๐๐
๐จ๐๐ = ๐, ๐๐๐ ๐๐๐
3.2. Armadura a Flexiรณn:
La armadura necesaria para resistir los momentos ๐ด๐ se puede determinar aplicando la teorรญa
clรกsica de flexiรณn.
El momento mayorado ๐๐ข se debe determinar sumando los momentos alrededor de la armadura de flexiรณn en la cara del apoyo.
Siendo:
๐๐ข = 82,48 ๐พ๐
๐๐ข = 257,74 ๐พ๐
El momento serรก entonces:
๐๐ข = ๐๐ข โ ๐๐ฃ + ๐๐ข๐ โ (โ โ ๐) = 257,74 ๐พ๐ โ (0,35๐) + 82,48 ๐พ๐ โ (0,4 โ 0.366)๐= 93,01๐พ๐๐
Luego resolvemos esto utilizando las tablas para flexiรณn:
๐๐ =๐
โ๐๐๐๐ค
=0,366๐
โ0,05888 ๐๐๐
0,75โ
0,45 ๐
= 0,876
๐๐ = 0.796 ๐โ๐๐โ ๐๐ = 24,766 ๐๐2
๐๐โ ๐๐ = 0,091 ๐๐ง = 0,961
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Calculamos el valor de z
๐ง = ๐๐ง โ ๐ = 0,961 โ 0,366๐ = 0,352 ๐
Finalmente, la armadura estarรก dada por:
๐ด๐ =๐๐ข
๐ โ ๐๐ฆ โ ๐ง
Mecanismo Carga Arriba:
๐ด๐ =0,5 ๐๐ข
๐ โ ๐๐ฆ โ ๐ง=
0,5 โ 93,01 ๐พ๐๐
0,75 โ 420 ๐๐๐ด โ 0,352๐โ 10โ3
๐๐
๐พ๐โ 104
๐๐2
๐2= ๐, ๐๐๐ ๐๐๐
๐ด๐ = ๐, ๐๐๐ ๐๐๐
Mecanismo Carga Abajo:
๐ด๐ =0,6 ๐๐ข
๐ โ ๐๐ฆ โ ๐ง=
0,6 โ 93,01 ๐พ๐๐
0,75 โ 420 ๐๐๐ด โ 0,352๐โ 10โ3
๐๐
๐พ๐โ 104
๐๐2
๐2= ๐, ๐๐๐ ๐๐๐
๐ด๐ = ๐, ๐๐๐ ๐๐๐
3.3. Armadura por Carga Axial
La armadura por esfuerzo axial estรก dada por la ecuaciรณn:
๐ด๐ =๐๐ข
๐ โ ๐๐ฆ =
82,48 ๐พ๐
0,75 โ 420 ๐๐๐โ 10โ3
๐๐
๐พ๐โ 104
๐๐2
๐2= ๐, ๐๐ ๐๐๐
3.4. Armadura Principal
La armadura principal de tracciรณn As, debe ser igual al mayor valor obtenido de las siguientes expresiones:
๐ด๐ =
๐ด๐ 1 = ๐ด๐ + ๐ด๐
๐ด๐ 2 = 2
3โ ๐ด๐ฃ๐ + ๐ด๐
Mecanismo Carga Arriba:
๐ด๐ = ๐ด๐ 1 = 4,194 ๐๐2 + 2,62 ๐๐2 = ๐, ๐๐๐ ๐๐๐
๐ด๐ 2 = 2
3โ 2,922 ๐๐2 + 2,62 ๐๐2 = ๐, ๐๐๐ ๐๐๐
Adoptamos la mayor: ๐จ๐๐ = ๐, ๐๐๐ ๐๐๐
Mecanismo Carga Abajo
๐ด๐ = ๐ด๐ 1 = 5,033 ๐๐2 + 2,62 ๐๐2 = ๐, ๐๐๐ ๐๐๐
๐ด๐ 2 = 2
3โ 3,507 ๐๐2 + 2,62 ๐๐2 = ๐, ๐๐๐ ๐๐๐
Adoptamos la mayor: ๐จ๐๐ = ๐, ๐๐๐ ๐๐๐
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3.5. Armadura de Estribos
Los estribos cerrados paralelos a la armadura principal de tracciรณn se utilizan para prevenir y evitar fallas prematuras en la mรฉnsula por tracciรณn diagonal. Los mismos, se distribuyen
uniformemente dentro de 2 3โ โ d, adyacente a As
๐ดโ = 0,5 โ (๐ด๐ โ ๐ด๐)
Mecanismo Carga Arriba:
๐ดโ = 0,5 โ (6,814 ๐๐2 โ 2,62 ๐๐2) = 2,097 ๐๐2
Mecanismo Carga Abajo
๐ดโ = 0,5 โ (7,653 ๐๐2 โ 2,62 ๐๐2) = 2,516 ๐๐2
3.6. Armadura Mรญnima
El reglamento especifica una armadura mรญnima para evitar una falla sรบbita, en caso de que la mรฉnsula se fisure bajo la acciรณn de momentos flectores y de la fuerza externa de tracciรณn. Se debe cumplir que:
๐๐รญ๐ = 0,04 โ ๐ยด๐
๐๐ฆโค
๐ด๐ ๐
๐ โ ๐
Mecanismo Carga Arriba:
๐๐รญ๐ = 0,04 โ 30๐๐๐
420 ๐๐๐= ๐, ๐๐๐ โ ๐๐โ๐ โค
6,814 ๐๐2
45 ๐๐ โ 36,6 ๐๐= ๐, ๐๐๐ ๐๐โ๐
๐, ๐๐๐ โ ๐๐โ๐ โค ๐, ๐๐๐ ๐๐โ๐ ๐บ๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐ ๐๐๐รณ๐
Mecanismo Carga Abajo:
๐๐รญ๐ = 0,04 โ 30๐๐๐
420 ๐๐๐= ๐, ๐๐๐ โ ๐๐โ๐ โค
7,653 ๐๐2
45 ๐๐ โ 36,6 ๐๐= ๐, ๐๐๐ ๐๐โ๐
๐, ๐๐๐ โ ๐๐โ๐ โค ๐, ๐๐๐ ๐๐โ๐ ๐บ๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐ ๐๐๐รณ๐
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0,45
0,4 0,4
GRUPO Nยบ 13
Mรฉnsula Corta
Hยบ Aยบ y Pretensado
05/09/17
F.I.O.
UNaM
Esc.
TP Nยบ2
1:20
VISTA LATERAL Y FRONTAL
MรNSULA CORTA
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10,6
Viga Puente
Mรฉnsula HยบAยบ
Viga HยบAยบ 20x40 cm
Columna HยบAยบ 40x40 cm
0,4 0,45
Mecanismo 1 Mecanismo 2
0,5 x Vu
0,6 x Vu
C2
T2
T1
C1
GRUPO Nยบ 13
Mรฉnsula Corta
Hยบ Aยบ y Pretensado
05/09/17
F.I.O.
UNaM
Esc.
TP Nยบ2
1:201:100
VISTA CONSTRUCTIVA SUPERIOR
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BARRA PARA ANCLAJE ร16
(soldada estructuralmente)
BARRA ARMADURA
PPAL ร16
BARRA PARA ANCLAJE ร12
(utilizamos armadura de viga)
ESTRIBOS CERRADOS ร8
(doble rama)
BARRA ARMADURA
PPAL ร16
GRUPO Nยบ 13
Mรฉnsula Corta
Hยบ Aยบ y Pretensado
05/09/17
F.I.O.
UNaM
Esc.
TP Nยบ2
1:20
ESTRIBOS CERRADOS ร8
c/10cm (doble rama)
BARRA ARMADURA
PPAL ร16 BARRA ARMADURA
PPAL ร16
BARRA ARMADURA
PPAL ร20
DISPOSICIรN ARMADURAS
DISP. ARM. VISTA SUPERIOR
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GRUPO Nยบ 13
Mรฉnsula Corta
Hยบ Aยบ y Pretensado
05/09/17
F.I.O.
UNaM
Esc.
TP Nยบ2
1:20
0,15
0,69
0,42
0,78
0,78
0,25
ARMADURA PPAL Nยบ1
2 BARRAS ร16
1 BARRA ร20
LONGITUD = 1.3 m
ARMADURA PPAL Nยบ2
4 BARRAS ร16
LONGITUD = 2 m
ESTRIBOS CERRADOS
3 BARRAS ร8
LONGITUD = 2.3 m
BARRA CONSTRUCTIVA
2 BARRAS ร16
LONGITUD = 0.25 m
DETALLES DE ARMADURAS