DISEÑO EN CONCRETO ARMADO
313188 − 20201414
Según Código ACI Curso de nivelación y actualización
CONCRETO ARMADO Diseño de Nodos
CONCRETO ARMADO Diseño de Nodos
CURSO DE DE NIVELACION Y ACTUALIZACION ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO El diseño de juntas viga-columna se basa en las siguientes secciones del
, que contiene requisitos generales para el diseño de nodos. , que que contien contiene e las especi especifica ficacio ciones nes para para el diseño diseño de edifica edificacio ciones nes sismorresistentes. Y en el Que sigue vigente y al cual hace referencia el Código ACI 318-14, es de destacar que el acero de conf confin inam amie ient nto o en las las colu column mnas as que predom predomina ina es el actual actualizad izado o del ACI 318-14
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
Una conexión viga-columna se define como la porción de la columna localizada dentro de la altura de la viga más alta de las que lleguen a la columna. Tipo s de Jun ta Viga – Columna: Las Tipo 1 son conexiones resistentes a momentos diseñadas cumpliendo los requisitos de resistencia de ACI 318-14 (Cap.15, excluyendo el Capítulo 18). •
•
Las Tipo 2 son conexiones que tienen miembros que deben disipar energía a través de deformaciones alternadas en el rango inelástico. Las conexiones en pórticos resistentes a momentos diseñados de acuerdo con la sección 18.8 de ACI 318-14 están dentro de esta categoría. Para conexiones Tipo 2, las fuerzas de diseño que los miembros transfieren al nodo no están limitadas a las fuerzas determinadas de un análisis de cargas mayoradas, sino que deben determinarse de las resistencias probables a flexión de los miembros, sin utilizar los factores de reducción de resistencia.
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
•
•
•
•
•
•
Deben ser capaces de transmitir las fuerzas entre vigas y columnas. La Resistencia de la Junta debe ser mayor que la máxima resistencia de los miembros que conecta. Por dificultad de reparación, deben responder en el rango elástico. Procurar la facilidad constructiva, las barras longitudinales de las vigas deben pasar a través del núcleo de la columna, dentro de las barras esquineras de las columnas. Generosas dimensiones en columnas, evitan problemas en las juntas. dentro de esta categoría.
1.- Falla asociada con la resistencia al corte. 2.- Fallas de Adherencia
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
Especial Atención: El acero de confinamiento de la columna debe atravesar la junta
= ∙.∙
=
=
= ∙ .∙
Cuando no hay, o hay muy poco refuerzo de confinamiento en la junta, se conduce a la falla en tensión diagonal. La transferencia de las fuerzas puede idealizarse mediante un puntal en diagonal que transfiere la carga como se muestra en la figura.
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
ACI 318-14 sección 18.8.2.1: Las fuerzas en el refuerzo longitudinal de vigas en la cara del nodo, deben determinarse suponiendo que la resistencia en el refuerzo de tracción por flexión es .
Corte
= + −
actuante en el plano
1.25 −: = ∙.∙
Por equilibrio de fuerzas horizontales:
=
= = = ∙.∙ = + − = ∙.∙ = 1.25∙ ∙ + −
= ∙ .∙
El valor de 1.25 en el calculo de T, se definió para tener en cuenta: (a) que el esfuerzo de fluencia real de una barra de refuerzo típica generalmente es 10 a 25% mayor que el valor nominal; y (b) que el endurecimiento por deformación que ocurre con desplazamientos del miembros algo mayores que la rotación de fluencia.
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
ACI 318-14 Sección 18.8.4.1: La resistencia en el nodo, no debe ser menor que el corte actuante
La resistencia en la junta viene dada por:
∙ ∙ ´ ≥ ∅ =
(ℎ ) = ℎ ∙ ℎ: :ℎ ; ℎ + +2∙ : Valores de
Tipo de Junta
Confinada por las 4 caras
5.3
Confinada por 3 caras ó 2 caras opuestas
4.0
Todas las demás juntas
3.2
Se considerará que una de las caras de la junta esta confinada por la viga, si el ancho de esta, es al menos 0.75 veces el ancho de la columna. Es decir, debe cumplirse que:
≥ 0.75∙
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
ACI 318-14 sección 18.7.3: Las normas exigen que la sumatoria de la resistencia a flexión de las columnas calculada para la fuerza axial mas desfavorable (que conduzca a la menor resistencia) sea mayor que la de las vigas.
≥ 1.20∙ La finalidad de este requerimiento es evitar que se produzca un mecanismo de piso. Esta verificación deberá hacerse en ambos sentidos.
(ACI 318-14 sección 18.8.3) Sera suficiente con continuar el refuerzo de confinamiento calculado para la columna, a través de la junta o nodo. Es importante destacar que el refuerzo del nodo puede ser reducido en un 50% si la junta esta confinada por vigas en los cuatro costados cuyos anchos sean de al menos del ancho de la columna.
3/4
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
Se presenta cuando las barras se deslizan a lo largo de la junta, y ello implica perdida del anclaje. Este mecanismo de falla es especialmente peligroso en juntas externas en las que se recomienda usar barras con ganchos para garantizar en anclaje mecánico en caso de que la porción recta de la barra deslice dentro del nodo. Para las juntas internas, a pesar de que existirá deslizamiento de las barras rectas, puede no ocurrir la falla siempre que estas estén desarrolladas a partir de las caras de la columna hacia el tramo derecho e izquierdo donde quedaran ancladas por adherencia
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
ℎ = 20 26
∙ 17∙ ∙ ′ = 8 15 . 10 19 .
ℎ
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO SMF,
′ = 250 /
6060 12#7 = 11.12 = 11.79 ∗ = 116.26 Columna superior de Refuerzo:
3#4+2#6 V40x75
2#4+2#5
3#4+2#6
V40x75
3#5
2#4+ 2#5
V30x50
3#5
4#4
6060 12#7 = 10.39 = 11.49 ∗ = 165.88 Columna inferior de Refuerzo:
(*) Fuerza axial mayorada que conduce a la menor resistencia nominal a flexión.
V30x50
4#4
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO SMF,
′ = 250 /
6060 12#7 = 11.12 = 11.79 ∗ = 116.26 Columna superior de Refuerzo:
9.50
9.50 V40x75
6.49
5.94
V40x75
6.49
V30x50
5.94
5.07
6060 12#7 = 10.39 = 11.49 ∗ = 165.88 Columna inferior de Refuerzo:
(*) Fuerza axial mayorada que conduce a la menor resistencia nominal a flexión.
V30x50
5.07
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
ℎ = 20 26
60
Dirección X:
() ≥ () 1.905 38.10
Estatus O.K.
Dirección Y:
() ≥ () 1.588 31.76
Estatus O.K.
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
Columna superior de
V40x75
V40x75
6060 V30x50
6060 = 30 = 40 0.75∙ = 45 0.75∙ = 45 No Confina No Confina
V30x50
Columna inferior de
= 40 0.75∙ = 45 No Confina
Se considerará que una de las caras de la junta esta confinada por la viga, si el ancho de esta, es al menos 0.75 veces el ancho de la columna. Es decir, debe cumplirse que:
= 30 0.75∙ = 45 No Confina
≥ 0.75∙
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO SMF,
= ∙ ∙ ´
′ = 250 /
= ℎ ∙ = 40+60,40+2∙10 = 100 ,60 = 60 = 60 ∙60 = 3600 = 3.2 ∙3600 ∙ 250 = 182147 = .
Valores de Tipo de Junta
Confinada por las 4 caras
5.3
Confinada por 3 caras ó 2 caras opuestas
4.0
Todas las demás juntas
3.2
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO SMF,
= ∙ ∙ ´
′ = 250 /
= ℎ ∙ = 30+60,30+2∙15 = 90 ,60 = 60 = 60 ∙60 = 3600 = 3.2 ∙3600∙ 250 = 182147 = .
Valores de Tipo de Junta
Confinada por las 4 caras
5.3
Confinada por 3 caras ó 2 caras opuestas
4.0
Todas las demás juntas
3.2
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
= + − = 1.25∙ ∙ + − + =
se calcula con los momentos máximos probables en las vigas tal que:
Donde es la altura de las columnas de nodo a nodo.
= ∙ .∙
=
=
9.50
9.50 V40x75
6.49
= ∙.∙
V40x75
6.49
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO Anti-horario
+ = ∙ .∙ = = ∙1.25∙ ∙ 78 ∙ 7 = 9.50∙1.25∙4200 ∙ 8 ∙70 = = 3054843 ∙ = .∙ = 6.49∙1.25∙ 4200∙ 78 ∙70 9.50 = 2086940 ∙ = .∙ 30. 5 5+20. 8 7 = 3.00 6. 4 9 = .
V40x75
=
= ∙ .∙
9.50
V40x75
6.49
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
Anti-horario
= ∙ .∙
=
= + − = = .∙ ∙ + − = 1.25∙4200 ∙ 9.50+6.49 −17140 = 66.81 9.50 V40x75
6.49
= ∙.∙
9.50
V40x75
6.49
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
Horario Por la simetría de los aceros en la junta, el CASO 2: horario arroja el mismo resultado.
= = 66.81 = 66.81 = 182.15 ∅ ≥ 0.85∙182.15 ≥ 66.81 154.83 ≥ 66.81 ….. Recordemos,
Chequeamos,
Donde
= ∙.∙
=
= ∙ .∙
=
9.50
9.50 V40x75
6.49
V40x75
6.49
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO Anti-horario
+ = ∙ .∙ = = ∙1.25∙ ∙ 78 ∙ 7 = 5.94∙1.25∙4200 ∙ 8 ∙45 = = 1227909 ∙ = .∙ = 5.07∙1.25∙ 4200∙ 78 ∙45 5.94 = 1048064 ∙ = .∙ 12. 2 8+10. 4 8 = 3.00 5.07 = . V30x50
=
= ∙ .∙
5.94
V30x50
5.07
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
Anti-horario
= ∙ .∙
=
= + − = = .∙ ∙ + − = 1.25∙4200∙ 5.94+5.07 −7586 = 50.22 5.94 V30x50
5.07
= ∙.∙
5.94
V30x50
5.07
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
Horario Por la simetría de los aceros en la junta, el CASO 2: horario arroja el mismo resultado.
= = 50.22 = 50.22 = 182.15 ∅ ≥ 0.85∙182.15 ≥ 50.22 154.83 ≥ 50.22 ….. Recordemos,
Chequeamos,
Donde
= ∙.∙
=
= ∙ .∙
=
5.94 V30x50
5.07
5.94
V30x50
5.07
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
a) Cuando solo existe una viga en la dirección analizada.
=
= ∙.∙
= = −
CURSO DE NIVELACION Y ACTUALIZACION
DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO
b) Cuando no existe columna en la parte superior de la junta.
=
= ∙.∙
= = ∙ 1.25∙
