94076315 concreto armado ii juan ortega garcia
TRANSCRIPT
,;. i.::.~;I~
L AMJ=!lU"rO" ~~ ~~r\l ,.~
1-89
NORMAS IN!NVI'- 1989
JUAN ORTEG GARCI
DERECHOS RESERVADOS
Prohibida terrninantemente la reproducción total o parcialtanto del texto como gráficos, sin consentimiento porescrito del Autor.
PROLOGO A LA EDICION 19~O
',1 tual:izado: con las Normas ACI-1989
y las Normas ININVI-1989
Esta Edición de Concreto Armado 11 toma en
''llsideracion las modificaciones introducidas ""
11 el reglamento ACI-1989 con relación a su si
¡"lLar de 1983, el mismo que sirvió de base para
as ediciones anteriores del presente libro,
'.í como del r~glamento ININVI-1989.
Los cambios mas ificativos se presentan
,)
tL:
"1
I
'0':1 el capítulo 5 de !llosas armadas en dos sentí
dOf,iI en el capítulo 1 de .:'Ciment¡:;¡,ciones" en el
l'apítul0 VI Estructuras continuas.
Los temas relacionados con los demas capí-
tules del reglamento ACI se encuentran en el l!
ro ¡'concreto armado 1" complemento a este tomo
ambi6n ya actualizado con las normas del -
1; 989.
Nuevamente pongo esta publicación en cons~
deraci6n de estudiantes y profesionales de la
[og erra Civil o afines con el prop6sito de
actualizar los conocimientos en la materia de -
concreto armado, y estar~ gustoso de escuchar
cualquier crítica constructiva con el prop6sito
de optimízar esta. obra.
lugO Juan Ortega Garcia
I
I'!! '¡:'jCU'ALES VARIACIONES ENTRE LOS REGLk'1ENTOS ACI--a3 y -
ACI~89 PARA LOS CAPITULOS TRATADOS EN ESTE LIBRO".'__''"_" "-~==O>_. ~ ~.~ . __ • _
Las va~iaciones entre estos reglamentos p!Los capi túlos correspondientes al pr"esente tex
o de concreto Armado 11 son relativamente pocas
(1 n,!saltante es la parte de "Esfuerzo cortante"
tantos para Cimentaciones como para losas armadas
n do sentidos, los límites que se tienen pa~a
sta fuerzo con las normas últimas, otro pun
to importante es el calculo de deflexiones mgxi
mas pernitidas para ambos casos ~e resoluci5n
de losas armadas en dos sentidos.
Para el calculo de "V 11 deberá tomarse ene
~u nta lo siguiente.
V f ~-.~ 26 • 51 Kg I cm2
Se permitirán usar valores J f¿). 26.5
fero2 para el calculo de Ve' ci y Vcw para
vigas y viguet~s que tengan un refuerzo mínimo
en el alma def1/3~1 veces, pero no mayor que -e _J
tres veces los valores solicitados para el re-
fuerzo calculado por analisis o el refuerzo mí
íl de eor te, que in die a s e ut i 1i c.e es t os val ~
res donde las fuer:zas de corte en rotura nVu"
exceda 1/2 el esfuerzo de corte que resiste el
c.oncreto e exceptuando:
"1'"
!y
11/'
C!MENTACIONES
j ..I
1!.,:1
11,2
~.¡nrHlr.HJCCION
tas trapezoidalesl.
tNOlC~
104
Cargas de dtse~o de las clmentaciones.-
Profundidad mhima de cimentacidn.-Capa_
cldld partante @ resistente de suelos.
Tipos de cimentación .••.General idades.
Zapatas aisladas.
1,3.1 Zapatas aisladas centradas:- Espesores
mfnimos. dfrnensionamiento en planta.
dfmensionamientoen elevact6n (corte
por punzonamiento.corte por' fluton),
cálculo a la flexton. verificación por
transferencia de ef>fuerzos (aphstamic!!
to),verificacit.in de adhet'ellcia y longi
tud de desarrollo.
1.3.2 Zapatas aisladas excéntricas. Diseño de
zapatas excéntricas en un s610 sentido,
d1seño de zapatas excéntricas en dos
sentidos.
Zapatas corridas. Para muros de ladrillo y mu
ros de concreto.
1.5 Zapatas combinadas. Generalidades, zapatas ba
jo dos column<l<; {zapatas rectangulares, zapa _
== 3.5 bwSfy
Av+ 2 At
Cuando el momento tarsor último "Tu" sea ma
yor que ~ (O .13 \7 r X2y) y se. requiere refue~¡Le -
zo en el alma según los puntos (a) (b (e) vis-
tos anteriormente, o por an&lisis, el area m{ni
ma de estribos cerrados de~e calcularse mediante
a)~ Losas y zapatas.
b)- Construcciones con vigueta~ de concreto
c)- Vigas con altura total no mayor de 25 ~
cm, 2_1/2 veces el espezor del ala o
1/2 el ancho del alma el que sea mayor.
Av "'" 3.50 E-w~
* Para el disefio de losas y zapatas ve~ las re
comendaciones especiales en el capítulo 5,
pags. 19 y 20.
bw ,S en C1113.
y donde el momento tarsor ultimo IITu" no so
brepase 0(0.13 /"'f'; 1: X2y)el area mínima para re
fuerzo de corte para elementos pre~esforzados y
no pre-esforzados se calculara así:
losas flexibles.
1.8 Cimentaciones con pilotes. Tipos de pilotes, ca-
B levantlm1entos o fr1cct6n negativa, pilotes so
metidos B fuerz.~ latera3es o inc1inadas. arre -
pacid~d d~ carga de pilotes y grupos de pilotes,
eficiencia en suelos cohesivD!, grupos sometidos
1.6 Zapatas conectadas
las normas yigentes~
3.1 Dtmens10n iento de escaleras y cargas segO"
302.1 Escaleras apoyad~s íongitudinalmente de
un trama, de dos tramos, ortopoltgona _
les.
ESCALERAS
GENEEAL 1 DM.1ES
J.2 Tipos de escaleras.
losts r'lgid~s'3plateas de cimentaci n1.7 LOSI'J$
di5e~o rl~ ~.bezales o zapatas con p~lotes.
3.2.2 Escalerls apoy~das transversalmente, con
tlnuas y en voladizo.
3.2.3 Escllera autoportante. diseño y crfte _
riOI de esfuerzos.
:302.4 Escaleras heHcoidales. diseño. metodos
de diseño,
o DE CONHrWHIN
ptlotesy separaciones .fn1mas.~l>;iS de gl"IIP05
t~: MUROS DE 50S
GENERALIDADES
2.1 l1uros de gravedad. ¡;rHel"'ios para el' áimellsiona ••
miento, t:'mpuje lateral desuel(ls (an~l ish de
Coulomh y Ral'lidne). condiciones de equflibrio.,
diseño.
2.2 Muros en adi~D. criterios para el dimensionl-
miento. estabilidad de muros, cálculo de sus c(Jm~
ponentes.
~I!JLO_1.Y: CORTE fUCCH'lN y BR!\QUEH:S G e Off SOLAS
4.1 Deducción de for.lihis )' apHcation",s de cortefricción.
4.2 Diseno, amentBctDnes y detallamiento de _
t~s. cansolas o m~n5ulBs.
2.3 !'hH'OS con 0\'1 fuerte. tHmensionamiento, carga!;
sobre sus COm¡HHH?í'1tes. \1"lseño de los elt?merd:os.
LDSAS ARMADAS EN SENT IDOS
2.5 }h.lros de sótano. cargas. diseño de sus eler.lentos.
2.6 Tablestacas. en vol.dizo, en suelosgranulares.
2.4 1'1uros contenc'ioll para puentes.5.1 LDSIS con vigas. 10sls stn vigas.
5.2 Diseño por el método directo (ACI-31B-83).
5.3 Diseño por el método de" Pórtico
I1
en sueloJ cohesivDs.sin cables y con cables de an
claje.
Equivalente (ACI-318-83).
5.4 Diseño por el Método (ACI-318-63).
5.5 Detalles de armado.11.1
',,;,'
t:
CAPITULO VI: T O R S 1 O~
GENERALIDADES
1.1 Comportamiento de elementos sometidos a
torsión. resistencia de elementos. sometidos
a torsión, ftexton y corte combinados.
7.2 Ejemplo de diseno por torsian.
CAP nULO
CIMENTACrOtlES-. -
mecánica _
arte ,i'l a ciell-
eímsnta, nes, apli-
rj~ )as 2Str'llctlU'u CJIH! se encuentran entre la su"
de címellt¡H;¡OneS se·conoce Como
estructUt'as que se apoyan en el suelo, incluyendo ecti~
partes. La parte superior a Su~er estructura y la parte infe _
ior o imentaci6n. De esto ss deduce que las cimentaciones
fic~oS. pu~nte5. represas; 8stanformadas bisicamente por dos _
p2r !structuld y el 51!010 o roca que le 5ervi~& de ba e o apoyo.
s n
111]]QQl!..~e Io NIi
cla que t¡'at3 de resolver los probl~mas
cando criteriD de Ingenie fa y los conocimientos
de suelos.
, La
Vf~as cOfitinuas y vigas de edificios saltei
das a clrgas de gravedad~ mltodo de los coe-
ficfeotes del ACt.
Redistrtbuci6nde momentos riegattvos en elene~
tos contfnuos no pretensados sujetos a flext6n.
Diseño de pórticos dúctiles de concreto armado.
Detalles para diseño ~nttslsmico y refuerzo en
los elem~~tos y los nodos ~ conexiones.
~~rTULO V~I: ESTRUCTURAS CONTINUAS
GENERAl! DAOES
7.1
7.2
7.3
f.lli}UlO VIII: M U R O S
CAP nULO IX: BIBLIOGRAFIA
En conclusi6n el problema de diseno de
Las GimentaCiones transmiten directamente las cargas de la
estructur~ al suelo por contacto directo a travez de columnas _
omuros, teniendo la cimentación la función de distribuir las
cargas .etal forma que al suelo no sea sobrecargado. ~I que _
sufra asentamientos mayores a los permitidos por el enálisis estructurales en estudio.
cimentaciones requiere tener un conocimiento cabal del suelo so
partante y de la naturaleza y requerimientos de la super estruf
tura~ o interaccióu suelo- estructura o suelo-Estructura_Sismo,
xi6n.
Diseño de muros de corte. (Pantallas a corte)
Muros ~on aberturas.
G(!nera 1 idadf:5
Diseño de muros como elementos a compresión.
Diseño empírico de muros
Diseño de muros de corte (pantillas) a f1e-
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.5
IV
=5=5
Para asegurar un conocimiento del suelo en forma adecuada
es conveniente hacer pruebas y exploraciones en el laboratorio
y el sitio, y de esta manera luego de un adecuado procesa~ien
to de los datos obtenidos se podr5 conocer las cargas que el-
Para estructuras de almacenamiento, como almacenes ·silos
y tanques de agua; debera logicamente tomarse la carga total
para la cual ha sido disenada la super estructura con carga _
simultanea.
suelo puede soportar en forma segura. Para fines de Ingenierfa
el ten'eno se considera c]as'if'icado en forma ,general en dó-s:
dade:;; uniformes, el comportamiento de suelos heterogeneos en
estratos mas compl~jos de dsterminarin por los mismos mitDdos
de ptueba y análisis.
Rocas y Suelos,
Las rocas estan ~ompue5ta5por acumulaciDne~ departfculas uni
das fuertemente formando masas duras y frágiles.
Los suelos son formaciones de particulas separadas, no unidas
rígidamente, 105 espacios entre partículas son llenados por aire
(liquen.
s !;!struturdS debera tomarse CÍ'iterios de probabilidades,..o
Cva exis cargas horizontales temporales tales c.omo viento
peor conducci6n de car~as ubicadas en esa zona.
rara la rrancia de las cargas al mismo tiempo.
en edificios Industriales cuando existen ~randes cargas m6viles
se disefta la zona especifica ~e la estructura sometida~ la
o sl:;mo 1;' considerará el 100~' de las cargas verticales y el
de estas debido a las fuerzas horizontales cuando _
excede el 25% por este efecto no asi cuando no excede de esta
cantidad, salvo que las especificaciones de diseño así 10 in _
consideran suelos de propie-
o agua.
No obstante que nue~tro tratado
ores mayor'es.
Se considerará un factor de seguridad mínimo de 1.5al l~
vantamiento y tambien 1.5 al volteo a 1:)0 ser que las especifí _
~aciDne5 particulares de diseno del proyecto indiquen otros va-
Los suelos fallan ya sea por corte o par asentamientos di
ferencial~s: La capcidad portante permisible de suelos es la
tntens.dadmixtma de carga neta que el suelo puede soportar to
mando en cuenta la capacidad portante, como la magnitud y tipa
de asenta·miento esperado, de acuel"do al acomodamiento que espe-
rimentela estructura.
..1.1. PROFUNDIDAD MJ,rHM DE CrMENTACrON
Cuando la profundidad minima de cimentacl6n no fue -
l.! CARGAS DE DISEÑO EN CH1ENTACIONES:
Es necesario tener el conocimiento y criterio adecuados,-
determinada por consideraciones de capacidad portante o asen
tamiento deberan tomarse en cuenta otros factores 105 que de~
eminar{n este valor de profundida·d mír.'ima de dmentacii)n.
para decidir que cargas deben tomarse en cuenta para el diseno
d~ cimentaciones.
=6= =7=
h
¡ll:
la naturac;6/1 depende
raci6hde columnas, u _
to a los linderos. aS~Rtamientos mf-
o pilares
a travez del tiempo.que s
f,rí/:;Ülltra
columnas
ra
.ZAPATASAISlAOAS:---....,;..;",~-
Sen aman así a las zapatas
El de BowsSinesq y el de Westgard aparte se tienen también
s aSentamientos tanto inmediatos y los
permisib!esetco
con~olido
Cimentaciones Corridas para muros portantes
Cimentaciones combinadas
métod,~s
d
1,2
El !l5cojer el tipo de e
leza del sub estrato.
La ubicación d~ la super estrutura,bicación
oimo's
siguier¡
e
Entr'f! 1 ;; cimentaciones mas COlTlunmente usadas se tienen las _
queriendo decir que no existan otros tipos de _
fones ya ~ue hay una variedad de cimentaciones especia_
les e incluso comlMnaciones entre diversos tipos de ellas e in
cluso entre cimentaciones y muros etco
al C'mentact~nes aisladas
b)
e)
7-
dJ Cimentaciones Conectadas
el Losas de cimentacion
f) Cimentaciones Con pilotes
1.3
que soportan una Sala co~
lumna. pudiendo ser adEmás de acuerdo ajas necesid.de~, zapatas
Con pedestal o zapatas Con pendiente.
la distribución de presiones debajo de una zapata Con una carga
sim¿'tr-íca no es uniforme. La forma de di stribuci6n de. pres.iones
depende de) tipo de materia] de apoyo y del grado de r'igidez de-9-
1;·.····'.\
.~~l
1
enda-
-id¡¡d de cimen
Q -son muyprOfU¡ldos y"cen unos 60 centiMe -
Como el diseno de cimentaciones consiste en encontrar
f~!i\I~J OAº--.i0RT ~r¡T~.ES ISTENTE Q.E SUELOS.
po 1..,~,s f:fecto
tr"os de pt;jft5 d"idad de c'im':::ntac.i6n de pro
pre5tica D satu('aci6n llega a unos 60cm. de la 5uperfl~ie.
=8=
esta r"~U ,l.
profundizarS de 1.5Dm a l.HOm.
Esto depende del tipo de arcilla.
En caso de no permitir la cimentaci6n ni~gun desplazaMiento, se
que indiquen las presiones o cargas máximas que los suelos pue-
bias de humedad.
1.1.2.
dan soportar. Entre otros m&to~~s los mas conocidos son:
los s'lElos tipo arenas arcilla olimos saturados suf('en el
cl6n. Es sLfici n e deb Jdo llegarse a 1 metro cuango dnapa
liieno!,~ e n9~lamiel1to superficial, CiHlSi¡rldo un hinchan! ento por
un elemento que transmita 1. carga de la superestrutura al suelo
de apoyo sin que se produzca falla de corte~ ni flujo plastico-
cimentaci6n tampoco que se produscan asentamlentos exajerados
o mayores que los permitidos; es necesario encontrar valores _
Cuando se comjenza en suelos granosos o arenosos se
o desplazamiento lateral de, suelo de la parte inferior de la -
En cimentaciones apoyadas en arcilla se recomienda una pro
fundidad minima de de aproximadamente I.DO metro; menores profu~
didades pueden sufrir movimientos debido a agrietamientos por -
contracciones o por esponjamiento del suelo por efectos de cam-
:ompactar la superficie en la que se a~Dyar~ la cimentación.
No debe comentarse en materiales orgánicos, turbas n fangos.
la zapata (ver fig para suelos granulares y cohesivos)
Como la "magnitud y forma de las presiones en 135 bases de 125
1.3.1 12..P2..tas aisladas y cent_r~
~_~~gav~rticil~ (P)
real de rresiones (fig.III)
dictón de suelo. la resoluci6n de éste problema se hace bastan-
te complejo una repartición lineal de de presiones la cual el!
1<1 prc,tctica demuestra tener poca variación con la repartic'¡¿;n -
d ~ 15 cm
f- Sin a rm a d u r a d.~. 2 O cm
¡-Armada sobre suelo
dmilli-Armada sobre pilotes d ~ 30 cm
. tSi!1 armadura sobre pi lotes(no se permi te)
}
IP
J-}T.qJl.~-~
de la zapata. tipo. eo!
~
zapatas en función del 9rado de rigi
T1la
I I I :J,. -1 I. I
- -1
10-' i-, ,'l,,- I --. 1
t .~ -'A
Diseño:
A - dimensionamiento en planta = Irea
B - dimensionamiento en elevación = "d"
e - cálculo de acero necésario por flexión = As
D - verificaci6n por transferencia de ~sfuerzos
E - v~rificacion de adherencia y longitUd de
desarrollo.
-1'-;-
]]I
StlF(I(lsto úr¡/Of"nN .•
TI"
Ti-1
S. Canas"IC;':;'
ISu•••/os Gn:lIlIJlqifZ:>
rtrI J...L-.-=-- ...-...--
-10- -11-
f'i-
A. .ºJ ID e n s ion ilJ!:L~D_!:..t:!~l...PJ.il.Il-~.
eá ie u 1 o del fi r' e d t; a za p a t {'jIi Pl.Z U
De los dos se tomará el va lar "é" ma'yor.
B-1 f~r!~~!~-p~r_2~~~2~~~1~~!2
ci6n de cortantes:
-12-
el
esfuerzo cortante ae _
tuante.
Vo= corte total actuante.
ba = perfmetro de zona de
fana =2(t+ht2d)
Ve - YE--b•• d
,. altura efectiva de la
zapata.
Ap =área entre los bordes y b .•
:: AXB-(b+d){ t+d)]Va ::WnxAp
v c",h'nJ AxB- (b+d) (t+d»)
2d(b+t+2d)
Vue= esfUerzo permisible _
de corte por punzona
miento.
Vuc- ~ 0.27(2+ i-) ..~ftc V' l;
b+d
Wn • prest6n real de suelo
d:::O.6 In a 0.7 m(l0tanteo)
r~¡;-..,¡
'Olíl lBll:- I II l.JId~"-"--H'
.~
Se verifica. la distancia "d/2" de la cara de lacolumna.
-,~d.···H"Z .~ f"w,
I I 1./A
1)+
.•....
i cio
-D----4 4% de P
3 6% de P
, ".'e'1 1 10% deP
Pesos propios para un primer
tanteo f'c~ 210 k/cm2
'it k/cm2\ p~en % d-e P-
carga de
L!...!~fl_ ..(it
p
Pn '"cargas adicionales
Az ~ área de la zapat~
Pp = peso propio de la tI
\;t '" presi6n admisible del suelo
;\ z
\B.i.-1
~-----"--í-;:
A - -F + ~ (b-t),--' 1
B ,,¡IAz - - (b-t)V 2 -
Aproximadamente:
Az = ~ + Pn - (b+2m)(t+2m)
~t
. Cgrtante por punzonamiento
·,Cortante pQr flexión.
JP
B. Dimensionamiento en elevaci6n
Cilculo de la altura de la zapata "d" mediante la~erifica-
le