Presentación de PowerPoint - · PDF fileDe acuerdo con el ITG-4.3R no se requiere...

Aplicacin en la Ingenieria Estructural de Concretos y Aceros de Alta Resistencia. Reglamentacin y Diseo
Estructural Mario E. Rodriguez
Instituto de Ingenieria, UNAM [email protected]
INSTITUTO DE INGENIERA
UNAM, MXICO
DF, Junio 18-19, 2015 18/06/2015 Mario Rodriguez, CEMEX Junio 18, 2015 1

EDIFICIOS DE MARCOS
EDIFICIOS DE MUROS ESTRUCTURALES
EDIFICIOS CON SISTEMAS DUALES
18/06/2015 Mario Rodriguez, CEMEX Junio 18, 2015 2

0
20
40
60
80
0 2000 4000 6000
Esfu
erzo
s (M
Pa)
me
Velocidad de deformacion 0.05mm/min Cilindros 4"x8" (102x203mm)
Alta resistencia
Resistencia media
Resistencia normal
Curvas tpicas de concretos con diferentes resistencias fc
(adaptado de Carrasquillo et al., 1981) 18/06/2015 Mario Rodriguez, CEMEX Junio 18, 2015 3

ACI 318-14 LIMITES PARA fc

CONCRETO REFORZADO EN MARCOS ESPECIALES
RESISTENTES A MOMENTO Y
MUROS ESTRUCTURALES ESPECIALES
ESPECIALES
ACI 318-14: en zonas de alta sismicidad slo
se pueden emplear edificaciones que cumplan
el Captulo 18 (antes Cap 21), referente a
edificios con marcos especiales y edificios
con muros estructurales
5
En el DF Capitulo 7 de las NTC Concreto 2004
18/06/2015 Mario Rodriguez, CEMEX Junio 18, 2015

Q = 4 Q = 2
DISEO SISMICO DE ESTRUCTURAS DE CR EN MEXICO

NORMAS TECNICAS COMPLEMENTARIAS PARA DISEO Y CONSTRUCCION DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO 2004 (NTCC-2004)
40 MPa < fc 0.2PRo
PROPUESTA NTCC 2015: las consideraciones son las mismas 18/06/2015 Mario Rodriguez, CEMEX Junio 18, 2015 7

LA NTCC 204 Y LA PROPUESTA DE NTCC 2015 PERMITE EL EMPLEO DE CONCRETOS HASTA DE 70MPa A MENOS QUE EL CORRESPONSABLE EN SEGURIDAD ESTRUCTURAL PRESENTE EVIDENCIA QUE LA ESTRUCTURA PUEDE ALCANZAR LOS NIVELES DE RESISTENCIA Y DUCTLIDAD APROPIADOS EN ZONAS SISMICAS

ACI ITG-4.3R-07 REPORT ON STRUCTURAL DESIGN AND DETAILING FOR HIGH-STRENGTH CONCRETE IN MODERATE TO HIGH SEISMIC APLLICATIONS (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE)
COMIT ACI 363 HIGH STRENGTH CONCRETE
Ambos documentos consideran concretos (de peso normal) de alta resistencia cuando fc> 41MPa

DISEO POR FLEXION Y CARGA AXIAL EMPLEANDO EL BLOQUE EQUIVALENTE DE ESFUERZOS
a) Esfuerzos b) Distribucion parablica y fuerzas c) Bloque de esfuerzos y fuerzas 18/06/2015 Mario Rodriguez, CEMEX Junio 18, 2015 10

Variacion de k2
1= 2k2
En fc=55MPa: 1= 2* 0.325 1= 0.65
k2
0.65

1 1=k1 k3
k1 k3
En fc= 55 MPa: 1 1= 0.85*0.65=0.55 18/06/2015 Mario Rodriguez, CEMEX Junio 18, 2015 12

RECOMENDACIONES DEL COMIT ITG-4.3R PARA CONCRETOS DE ALTA RESISTENCIA

ACI 318-14

ITG-4.3R: PARAMETRO 1 NO CAMBIA

COMPARATIVA DE PREDICCION Y RESISTENCIA MEDIDA EN COLUMNAS: fc=72 MPa, r=1.3% 18/06/2015 Mario Rodriguez, CEMEX Junio 18, 2015 16

fc=97 MPa
Columnas =1.3%
fc=126 MPa 18/06/2015 Mario Rodriguez, CEMEX Junio 18, 2015 17

DISEO SISMICO DE COLUMNAS DE MARCOS DUCTILES
18
( /2)n s yM A f d a

REQUISITOS DE CONFINAMIENTO DE VIGAS Y COLUMNAS CON CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA

PARA VIGAS EN MARCOS DUCTILES EL ACI 318-14 NO TIENE REQUISITOS ESPECIALES PARA CONCRETOS DE ALTA RESISTENCIA ESTA APOYADO POR OBSERVACION DEL
COMPORTAMIENTO DE VIGAS CON CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA

COLUMNAS EN MARCOS DUCTILES

Requisitos de separacin de estribos en
columnas de marcos dctiles (ACI 318-14)
En la distancia lo emplear el
mayor de valores dado en la
Tabla 18.7.5.4
18/06/2015 22 Mario Rodriguez, CEMEX Junio 18, 2015

23
Refuerzo transversal en la longitud lo de acuerdo con el ACI 318-14:

' '
0.
:
0.3 70
2sh uf nc yt c
g c
h
u c
Tercera ecuacioncol rect
Para P A f
A P
o f M
k ks b f
a
A
P
'
0.6 1 ( )175
cf
fk MPa

0.2sh uf nc yt ch
A Pk k
s b f A

2
ln
l
nk
n
0.2sh uf n
c yt ch
A Pk k
s b f A

Mal confinamiento Confinamiento mejorado Bien confinado

LA PROPUESTA DE NTCC 2015 NO SIGUE EL ACI 318-14 ES DECIR NO EMPLEA LA TERCERA ECUACION DE CONFINAMIENTO EN COLUMNAS DEL ACI 318-14

RECOMENDACIONES PARA DISEO POR CORTANTE EN ELEMENTOS A FLEXION CON CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA

1
tan
s v ss
w w t
V A f jv
b d b s
bw
jd
T
C
cos
sc
t t
vf
sen
Mayor capacidad a compresin del puntal (mayor fc) permite el efecto favorable de formacin de grietas menos inclinadas (menor t) y aumenta la participacin del refuerzo transversal 18/06/2015 Mario Rodriguez, CEMEX Junio 18, 2015 30

De acuerdo con el ITG-4.3R no se requiere recomendaciones especiales por cortante para miembros esbeltos en flexion con concretos de alta resistencia
SIN EMBARGO, ES NECESARIO UN MINIMO DE REFUERZO POR CORTANTE PARA EVITAR FALLA FRAGIL EN LA FORMACION DE LA GRIETA INCLINADA CUANDO HAY POCO REFUERZO TRANSVERSAL EN EL ACI 318-14 (Seccion 9.6.3.3) (desde el ACI 318-05), el refuerzo minimo cuando se requiere refuerzo por cortante (Vu> Vc) es: Se considera adecuado para concretos de alta resistencia
',min 0.062 ( )
wv c
yt
b sA f MPa
f

EL CRITERIO ES DIFERENTE Y DEL LADO DE LA INSEGURIDAD EN LAS NTCC 2004 (Y NO HA CAMBIADO EN LAS NTCC 2015)
Se debe pedir para Vu>VcR 18/06/2015 Mario Rodriguez, CEMEX Junio 18, 2015 32

RECOMENDACIONES POR CORTANTE DE ELEMENTOS CON RELACIONES BAJAS DE CLARO DE CORTANTE A PERALTE RESUELTAS CON EL METODO DEL PUNTAL Y TIRANTE EN ELEMENTOS CON CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA

EN EL DISEO CON PUNTAL Y TIRANTE EL ESFUERZO DE COMPRESION EFECTIVO PERMTIDO MAXIMO ES (ACI 318-14, Seccion 23.4.3):
'0.85ce s cf f
El ITG-4.3R RECOMIENDA MODIFICAR s

PARAMETRO s
ACI 318
'0.85ce s cf f
s es el ngulo entre el puntal y el tirante (ITG-4.3R)

PROPIEDADES DE LA CURVA ESFUERZO-DEFORMACION DE CONCRETOS DE ALTA RESISTENCIA

' '
' '
4400 ( ) ( 40 )
2700 11000 ( ) (40 70 )
c c c
c c c
NTCC E f MPa f MPa
E f MPa f MPa
'318 14 4700 ( )c cACI E f MPa

ACEROS DE REFUERZO CON GRADOS MAYORES A 420 MPa

ACI 318-14
Seccion 20.2.5

ACI 318-14, TABLA 20.2.2.4a (continuacin)

NTCC 2004 PARA ACEROS DE REFUERZO: NMX-C-407-ONNCCE (ASTM 615) NMX-B-457 (ASTM 706, baja aleacin)
NTCC 2015 PARA ACEROS DE REFUERZO: NMX-C-407-ONNCCE (ASTM 615) NMX-B-457 CANACERO, 2013 (ASTM
706, baja aleacin) 18/06/2015 Mario Rodriguez, CEMEX Junio 18, 2015 43

NTCC 2015 PARA ACEROS DE REFUERZO: NMX-C-407-ONNCCE (ASTM 615),
incluye Grado 30 NMX-B-506, 2011, ya no incluye Grado 30 y se produce en Grados 42 y 52

(ArcelorMittal) 18/06/2015 Mario Rodriguez, CEMEX Junio 18, 2015 45

De acuerdo con el ACI 318-14 las varillas que cumplen la norma ASTM A615 deben tener un alargamiento mnimo en 200 mm con valores iguales a los especificados para las varillas ASTM A706. Esto quiere decir que las varillas NMX-B-506 que se producen en Mxico podran no calificar para su uso en zonas ssmicas si en Mxico se adoptara los requisitos del ACI 318-14

Diametro Alargamiento

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