La capacidad de que un sistema estructural pueda soportar movimientos
telúricos sin falla no fracturas localizadas depende de la posibilidad de
absorber una parte significativa de la energía vibracional resultante del
sismo, mediante deformaciones inelásticas en las áreas que alcanzan los
esfuerzos críticos. De esta manera la ductilidad de una estructura impide que
se produzcan roturas o fallas abruptas de las secciones, asociadas por lo
general a refuerzos débiles, mala calidad de los materiales, escaso
confinamiento de los anclajes defectuosos, en miembros con grandes
solicitaciones de flexión y corte con tracción diagonal considerable.
Se necesitas unas recomendaciones para saber cómo distribuir
el acero de refuerzo en las secciones de concreto armado para logara
estructuras con suficiente capacidad portante y aceptable ductilidad.
Para la distribución de acero en los miembros verticales, se
empieza por la cuantía mínima del acero longitudinal y la máxima separación de
las barras en planta, el área total o área de
gruesa de la sección e designa con Ag siendo Ac el área del concreto y
As la del acero de refuerzo.
Entonces quiere decir que Ag = Ac+As
Obteniendo como criterio general 0,01 Ag< As < 0,08Ag
Debido a esto se recomienda que en zona sísmica sea Ag <
0,06 para asegurar la ductilidad del miembro, el número mínimo de barras
longitudinales es de 4 en columnas rectangulares y 6 en columnas circulares. El
lado mínimo de las columnas rectangulares de concreto armado es de 20 cm con un
área mínima de 600 cm2 y en las circulares un radio mínimo de 25cm en las
columnas cuadradas debe ser mínimo de 25cm.
La separación de las ligaduras S0 se debe siempre cumplir
- 16 dp (diámetro de la barra) del acero longitudinal
- 48 dp del acero de las ligaduras.
- La menor dimensión de la sección de la columna.
Para aumentar la ductilidad de las columnas liadas en zonas sísmicas
se reduce S0 a la mitad de su valor en una altura H0 de confinamiento como se
muestra en la figura siguiente es recomendable sin embargo, de acuerdo a
ensayos de laboratorio mantener la separación de las ligaduras S0/2 en toda la
altura de la columna, la longitud de confinamiento H0 se tomara como la mayor
de las dimensiones.
- Hn/6 entiéndase que Hn es la altura de la columna.
- 45 cm
- La mayor de las dimensiones de la columna.
Para las columnas zunchadas a cuantia de la armadura
helicoidal Ps no será menor a
Para Fy 4200kg/cm2. Ac es el área del concreto del núcleo,
de diámetro Dn y s es el paso del zuncho en la siguiente figura se observara
los esquemas que muestra el comportamiento a rotura de las columnas ligadas y
zunchadas.
La relación de refuerzo de las vigas y nodos y los detalles
de la forma de distribución del acero.
En la figura siguiente muestra el cambio de sección de una
columna al pasar de un piso a otro, con el doblado gradual de las barras
longitudinales, para evitar las concentraciones de esfuerzos en los cambios
bruscos, también se colocará suficientes ligaduras para confinar la sección y resistir
la componente horizontal de la fuerza de tracción en las barras longitudinales.
La forma de confinar la columna con ligaduras múltiples y la posibilidad de
agavillar barras longitudinales en miembros a compresión.
En zona sísmica el acero transversal de las vigas se debe
colocar en forma de estribos cerrados para resistir el corte por tracción
diagonal.
La norma de separación de los estribos exige.
La condición se debe cumplir en zonas sísmicas en una
distancia de 4d de la viga, medida desde la cara de apoyo, Vs es el esfuerzo a
corte en los estribos y s la separación.
Por construcción la separación S>7cm
Y por la normativa
Bw es el ancho de la viga (o del
nervio de las vigas T) y Av el área de todas las secciones transversales de las
ramas del estribo.
Para los muros estructurales que resisten
cargas gravitacionales y laterales de sismo, la cuantía mínima tanto de las
armaduras verticales como de las horizontales, no será inferior a 0,0025, la separación
entre barras en cada dirección no será superior a los 35 cm. En las secciones
confinadas la separación no superará los 25 cm, además la armadura necesaria
para resistir la fuerza cortante se distribuirá uniformemente a lo largo de
toda la sección.
Cuando la fuerza cortante mayorada
actuando en el plano de la pared exceda el valor de
Las armaduras se colocarán según dos
planos equidistantes del eje longitudinal de la sección transversal, para
aumentar la ductilidad de los muros estructurales, se debe confinar el concreto
en los extremos de forma que la zona comprimida pueda alcanzar en
circunstancias especiales deformaciones mayores al 0,003.
Las secciones confinadas de los
extremos de los muros se conocen como elementos de borde, algunos casos se
adopta la forma de un ala transversal, para grandes fuerzas laterales que
flexan al muro estos miembros de borde actúan como alas de vigas T mientras que
el muro resiste el corte como hace el alma en la viga.
Estos miembros de borde con
necesarios cuando el esfuerzo máximo de compresión debido a las cargas
mayoradas incluidas las del sismo, superan el valor del 0,2Fc
Los muros acoplados con dinteles
cortos y profundos conectando los muros, transmiten entre ellos fuerzas
axiales, flexion y corte, cuando la luz libre de estos dinteles sea menor que
cuatro veces su altura útil, y la fuerza cortante de diseño Vc exceda la
magnitud siguiente.
Se debe disponer una armadura
diagonal (cruce de san Andrés) como se muestra en la figura para resistir la totalidad
del corte, con un área de refuerzo Avd en cada una de las diagonales no menor a
Donde Vc es la fuerza cortante de
diseño en los extremos del dintel, fy la resistencia cedente especifica de la armadura
y e Angulo de inclinación de la armadura diagonal con respecto al eje
longitudinal del miembro.
La armadura resultante se dispondrá
simétricamente a lo largo de cada una de las diagonales del dintel, debidamente
arriostrada por los estribos con separación máxima de seis veces el diámetro de
la barra longitudinal.
La longitud de anclahe de la
armadura diagonal será al menos de 2,5 veces Lah en concreto normales y cuando
se trate de barras #3 a #11 la longitud del anclaje será:
- Lah 8 db
- Lah 15 cm
- Lah 0,06 fy bd/raíz cuadrada fc
Para concretos hechos a base de
agregados livianos os valores anteriores deben aumentarse en un 25 %, las
barras deben tener ganchos estándar a 90º situado dentro del núcleo confinado. Para
evitar la fisuracion bajo las condiciones de servicio y la dislocación del
concreto en estado límite de falla, en el alma del dintel se dispondrá un
refuerzo nominal formado con barras horizontales y estribos.
El refuerzo de las vigas de
acoplamiento entre muro coplanares mostrados en las figuras evita que bajo
fuertes movimiento telúrico, los dinteles fallen en la forma usual de
agrietamiento en X
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Disculpe ingeniero, las capturas de imágenes ¿a qué libros pertenecen?
ResponderEliminarSaludos un abrazo, edificaciones sismo resistentes de la Dra. María Graciela Fratelli.
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