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Diseño Por Fuerza CortanteTRANSCRIPT
UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FILIAL HUANCAYOFACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA
ALUMNO:
Huaroc Espinoza Edson Ronal
CATEDRA:
Concreto Armado I
CATEDRATICO:
Ing. Jorge Bejarano Dolorier
SEMESTRE:
VIII
TURNO:
Diurno
Diseño por Esfuerzo Cortante
HUANCAY
O-2014
DISEÑO POR FUERZAS CORTANTES
DEDICATORIA
Dedicado a Dios, por la bendición diaria en mi vida,a mis padres por su apoyo económico y moral en todo
el tiempo de mi formación; y así mismo a los docentes de la universidad en la cual me estoy formando, para ser una persona de bien en la vida y en la sociedad, a todos ellos,
también mi agradecimiento.
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DISEÑO POR FUERZAS CORTANTES
INTRODUCCION
Para Iniciar nuestro estudio es importante recordar algunos conceptos básicos
tratados en los cursos elementales de resistencia de materiales. Esto permite formar
una idea del comportamiento del hormigón armado cuando está sometido a bajos
niveles de carga donde aún está sin fisurar y el material compuesto se puede modelar
como un sólido homogéneo, elástico e isotrópico. Adicionalmente el estudio se limita al
estado plano de tensiones donde solo actúan la cortante y la fuerza axial.
El presente trabajo se desarrolla con el objetivo de diseñar una Viga de Concreto
Armado por Fuerza Cortante.
El cortante se desarrolla en diversas situaciones en las estructura de concreto. En la
mayoría de los casos del cálculo de vigas, lo que más nos interesa son los esfuerzos
de tensión diagonal, que generalmente acompañan a los esfuerzos de tensión
diagonal, que generalmente acompañan a los esfuerzos cortante, y no los propios
esfuerzos de corte, ya que, la mayoría de las fallas por cortante, se deben a la tensión
diagonal existente en el elemento.
Todos los análisis y cálculos de diseño se hicieron de acuerdo al Reglamento Nacional
de Edificaciones y a las distintas normas que lo componen, para el diseño en concreto
armado se utilizó el Manual de Diseño en Concreto Armado del autor Ing. Roberto
Morales Morales, en la EDICION 2006_ACI 318-05 del INSTITUTO DE LA
CONSTRUCCION Y GERENCIA (ICG).
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DISEÑO POR FUERZAS CORTANTES
ContenidoDEDICATORIA.......................................................................................................................2
INTRODUCCION........................................................................................................................3
Capítulo 1 : EL PLANTEAMIENTO METODOLÓGICO......................................................................7
1.1. Descripción de la Realidad Problemática:......................................................................7
1.2. Delimitaciones y Definiciones del Problema...................................................................8
1.2.1. Delimitaciones:......................................................................................................8
1.2.2. Definición del problema:........................................................................................9
1.3. Formulación del Problema.............................................................................................9
1.3.1. Problema Principal..............................................................................................10
1.4. Objetivo de la investigación.........................................................................................10
1.4.1. Objetivo General......................................................................................................10
1.4.2. Objetivo Especifico..................................................................................................10
1.5. Hipótesis De La Investigación......................................................................................10
1.6. Variables e Indicadores...............................................................................................11
1.6.1. Variables Independientes.....................................................................................11
1.7. Viabilidad de la investigación.......................................................................................11
1.7.1. Viabilidad técnica................................................................................................11
1.7.2. Viabilidad operativa.............................................................................................11
1.7.3. Viabilidad económica...........................................................................................11
1.8. Justificación e Importancia de la Investigación............................................................11
1.8.1. Justificación........................................................................................................11
1.8.2. Importancia.........................................................................................................12
1.9. Limitaciones de la Investigación..................................................................................12
1.10. Tipo y Nivel de la Investigación....................................................................................12
1.10.1. Tipo de investigación...........................................................................................12
1.10.2. Nivel de investigación..........................................................................................13
1.11. Técnicas e Instrumentos de Recolección de Información.............................................13
1.11.1. Técnicas..............................................................................................................13
1.11.2. Instrumentos.......................................................................................................13
Capítulo 2 : MARCO TEORICO.....................................................................................................13
2.1. Antecedentes de la Investigación:................................................................................13
2.2. Marco Histórico...........................................................................................................14
2.3. Marco Conceptual........................................................................................................14
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a) Los esfuerzos cortantes.................................................................................................15
b) La resistencia a cortantes en vigas..................................................................................16
c) Lineas de esfuezos........................................................................................................17
a) Flujo de compresiones............................................................................................17
4.0. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES........................................................................24
5.0. FUENTES DE INFORMACIÓN...........................................................................................25
6.0. ANEXOS:.........................................................................................................................25
Capítulo 1 : EL PLANTEAMIENTO METODOLÓGICO
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1.1. Descripción de la Realidad Problemática:
Históricamente el problema de diseño se ha entendido perfectamente hasta el
punto de que los modelos teóricos de comportamiento, al comprobarlos con
pruebas reales en estructuras, presentan excelentes ajustes estadísticos
generando el reconocimiento que le otorgan la colocación directa de estos
resultados en normas y códigos de diseño y construcción. En contraste la
cortante igual que la torsión ha tropezado con toda serie de obstáculos
teóricos y experimentales que han impedido un correcto entendimiento del
problema. A pesar de lo anterior en las tres últimas décadas se ha realizado
un gran esfuerzo por encontrar modelos matemáticos que se ajusten al
comportamiento real de las estructuras hasta el punto de llegar a reconocer en
los últimos reglamentos de diseño, estas nuevas teorías que explican mejor
el problema y se ajustan a las pruebas experimentales. Igual que la práctica,
es fundamental adquirir unos prácticos, seguros y confiables procedimientos
para el diseño estructural a cortante. Lo anterior porque a diferencia del punto
de vista académico, donde se pueden aislar cada una de las tensiones para su
tratamiento y estudio, en la practica el problema es de mayor complejidad al
encontrar siempre un campo de tensiones donde interactúan simultáneamente
la flexión ( M ), la cortante ( V ), la torsión ( T ) y la fuerza axial ( N ).
1.2. Delimitaciones y Definiciones del Problema
El modo repentino de una falla por cortante, comparada con una falla dúctil
por flexión, hace más conveniente el diseño de los elementos de manera que
su resistencia al cortante sea igual o mayor que la resistencia a la flexión.
Para poder determinar la cantidad de refuerzo por cortante se establece que,
el refuerzo por cortante reside la totalidad del cortante transversal.
Se debe suponer que la resistencia ala cortante proporcionada por el concreto
es igual al cortante que produce agrietamiento inclinado, por lo tanto, es
posible diseñar el refuerzo por cortante en forma de que solo soporte el
exceso de cortante.
1.2.1. Delimitaciones:
A. Delimitación Espacial:
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Para el estudio se utilizara las instalaciones de una vivienda
particular en construcción del Jiron Ciro Alegria Nª 481, para diseñar
un tramo con cortante ultima, que se encontrara sometida a mayor
cortante de diseño de elemento.
B. Delimitación Temporal:
El énfasis temporal lo considere en el período 2014 desde el mes de
setiembre hasta octubre, estudiaremos elementos sometidos a
considerable esfuerzos de tracción.
C. Delimitación Conceptual
El esfuerzo de flexión provoca tensiones de tracción y compresión,
produciéndose las máximas en el cordón inferior y en el cordón
superior respectivamente, las cuales se calculan relacionando el
momento flector y el segundo momento de inercia. En las zonas
cercanas a los apoyos se producen esfuerzos cortantes o
punzonamiento. También pueden producirse tensiones por torsión,
sobre todo en las vigas que forman el perímetro exterior de un
forjado. Estructuralmente el comportamiento de una viga se estudia
mediante un modelo de prisma mecánico.
1.2.2.Definición del problema:
Dentro de la variedad de vigas, los métodos de diseño sismo resistentes de
estas son de gran importancia para mejorar la seguridad de la construcción
y brindar mayor protección al cliente solicitante. En tal sentido surgió el
método de diseño de Vigas de Concreto Armado con Refuerzo por Cortante.
Con lo que se lograra obtener unas vigas que soporten sismos de mediana
intensidad, diferenciándose en la forma, dimensiones y dispositivos de
transparencia de carga, cuya ventaja técnico económica se manifiesta. En
nuestro país la utilización de las Vigas con Refuerzo por Cortante son muy
pocas, se observó que la utilización de estas Vigas en la ciudad de Huancayo
son escasas a consecuencia de que no existen construcciones de gran
envergadura.
Ante tal situación, como un aporte al desarrollo en nuestra región Junín, se
presenta este trabajo, apoyados en la literatura existente y disponible lo que
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refleja, consideraciones y parámetros con respecto al diseño y utilización de
Vigas.
La parte fundamental de nuestro análisis, es la realización de métodos para el
diseño de Vigas con Refuerzo por Cortante.
1.3. Formulación del Problema
¿Cómo diseñar una Viga de Concreto Armado con Refuerzo por Cortante?
1.3.1.Problema Principal
El proceso de diseño que se plantea y el método de análisis que se va a
utilizar son de total vigencia tanto en nuestro país como en otros países,
que padecen este problema.
La idea es como se ha dicho: “Diseño de Vigas de Concreto Armado con
Refuerzo por Cortante”. Frente al colapso de una infraestructura frente
a la ocurrencia de un sismo que puede suceder en Junín, como por
ejemplo Huancayo.
1.4. Objetivo de la investigación
1.4.1.Objetivo General
“Diseño de una Viga de Concreto Armado con Refuerzo por Cortante, para las
edificaciones en la ciudad de Huancayo”.
1.4.2.Objetivo Especifico
1. Desarrollar el procedimiento metodológico para el diseño de Vigas por nuestra
normativa nacional.
2. Describir la factibilidad técnica de la aplicación de los métodos de diseño de
Vigas.
3. Explicar las diversas aplicaciones de un diseño de Vigas por Fuerza Cortante.
1.5. Hipótesis De La Investigación
La importancia de la investigación radica en que con el uso de este método, se
obtiene una viga con mejor comportamiento que el tradicional, frente a un
sismo severo.
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Ello es posible debido a la aplicación de un cálculo estructural DISEÑO POR
FUERZA CORTANTE que nos proporciona el área de refuerzo en cada
estructura, que hará que este tipo de diseño tenga mejor comportamiento y
que a pesar de que colapse una edificación la vida humana quede a salvo.
Así mismo la importancia de esta investigación, radica en que contribuirá a
orientar a las familias y a la sociedad en prevención e implementación de
medidas adecuadas; así como llegar a conclusiones valiosas y aportes que
podrán ser tomadas en consideración por investigaciones futuras.
1.6. Variables e Indicadores
1.6.1.Variables Independientes Cargas y momentos actuantes sobre las columnas (P1, M 2 , etc.)
Distancias entre columnas (D)
Capacidad de carga del suelo (f S)
ys, yc , f ' c , f y
1.7. Viabilidad de la investigación
1.7.1.Viabilidad técnica
El presente trabajo permitirá complementar los conocimientos respecto a
los temas básicos de un diseño de Vigas y aplicarlos en forma directa en
los procesos de elaboración de las grandes estructuras en el campo de la
construcción, cubriendo así uno de los temas básicos de la ingeniería civil.
1.7.2.Viabilidad operativa
Es importante para cualquier ingeniero que desarrolle un proyecto de
edificación considerar un modelo de diseño sísmico con propiedades
sismo resistentes mediante la construcción de Vigas por Fuerza Cortante.
.
1.7.3.Viabilidad económica
Los beneficios de obtener estos conocimientos son la optimización de costos y materiales, así como el control de insumos para su elaboración, y tener en cuenta el tipo de cimentación para cada tipo de suelo, estructura y evitar gasto innecesarios.
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1.8. Justificación e Importancia de la Investigación
1.8.1.Justificación
Según el énfasis de los datos estudiados se basas a la descripción de
las características de una técnica para estimar el diseño de vigas por
cortante.
Según el tipo de diseño de la investigación es Experimental, debido a
que el trabajo se basa a hechos en pleno acontecimiento, sin alterar en
lo mínimo el entorno estudiado.
Aunque cada país ha generado ciertas técnicas constructivas y de diseño muy particulares, basándose principalmente en sus necesidades y experiencias propias.
1.8.2.Importancia
Es importante para Iniciar nuestro estudio recordar algunos conceptos
básicos tratados en los cursos elementales de resistencia de materiales.
Esto permite formar una idea del comportamiento del hormigón armado
cuando está sometido a bajos niveles de carga donde aún está sin fisurar
y el material compuesto se puede modelar como un sólido homogéneo,
elástico e isotrópico. Adicionalmente el estudio se limita al estado plano
de tensiones donde solo actúan la cortante y la fuerza axial.
La responsabilidad del buen funcionamiento de un diseño por fuerza axial
recae sobre el que la estudia y proyecta. El constructor podrá tener
problemas para realizar lo que figura en los planos y especificaciones
pero no es responsable del mal criterio que se haya seguido para concebir
y diseñar el proyecto. También los que proyectan la estructura y deben
tomar las decisiones vitales han de enfrentase a problemas complejos.
1.9. Limitaciones de la Investigación
Una de las limitaciones es la poca información en diversos medios. En una buena investigación se requiere de un medio económico y en caso de
cimentación necesitaría muchas pruebas y ensayos y el costo de laboratorios es alto.
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En todas las investigaciones se requiere de cierta experiencia, el cual te facilitara en el método de diseño.
1.10. Tipo y Nivel de la Investigación
1.10.1. Tipo de investigación
Monográfico ya que el presente trabajo contiene variables que son descritos por y los resultados obtenidos son un aporte al reconocimiento de los elementos que lo integran, asimismo contiene información recolectada de todas las fuentes posibles. Los resultados obtenidos serán un aporte al conocimiento.
1.10.2. Nivel de investigación
Generalmente se basa a nivel de investigación bibliográfica, con el punto de apoyo más importante se contó con el I.C.G. a partir de la cual se tiene una idea más clara de la aplicabilidad de la información.
Ya que lo presentado constituye la búsqueda de una técnica definida y establecida, por fragmentos de diversos autores,
1.11. Técnicas e Instrumentos de Recolección de Información
1.11.1. Técnicas Contar una buena cantidad de información de los diferentes autores. Leer estas informaciones y de ellos elegir informaciones que si nos van
hacer útil. Luego de saber la teoría, realizar el diseño.
1.11.2. Instrumentos Libros Internet
Capítulo 2 : MARCO TEORICO
1.12. Antecedentes de la Investigación:
Los primeros estudios sobre la cortante se realizaron a finales del siglo XIX
propiamente para el año de 1899 cuando el profesor Wilhen Ritter del
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Politécnico de Zurich publico el libro “ Die Bauweise Hennebique” el modelo de
la analogía de la cercha como metodología adecuada para tratar el diseño a
cortante. Numerosos ensayos continuaron a principios del siglo XX ´para tratar
de explicar dar pautas claras al trabajo de Ritter.
1.13. Marco Histórico
Los primeros estudios sobre la cortante se realizaron a finales del
siglo XIX propiamente para el año de 1899 cuando el profesor
Wilhem Ritter del Politécnico de Zurich publico en su libro “ Die
Bauweise Hennebique” el modelo de la analogía de la cercha como
metodología adecuada para tratar el diseño a cortante.
Numerosos ensayos continuaron a principios del siglo XX para tratar
de explicar y dar pautas claras al trabajo de Ritter y en este sentido
Emil Mörsh en Alemania y Richart Talbot en Estados Unidos logran
los primeros avances al respecto. En esta época se presenta la gran
discusión de si la falla es a cortante horizontal, tensiones inclinadas o
tracción diagonal.
En 1904 la comisión alemana del hormigón armado presenta las
primeras especificaciones sobre el diseño a cortante basadas en el
trabajo de Mörsh y su formula general para evaluar la cortante por
tracción diagonal . Esta expresión por su sencillez fue utilizada
ampliamente por mas de 50 años. El desarrollo sostenible y su
aplicación a la construcción de Vigas de Concreto Armado con
Refuerzo por Cortante son fundamentales hoy en día en el sector de
la ingeniería civil.
1.14. Marco Conceptual
En ingeniería y arquitectura se denomina viga a un elemento
estructural lineal que trabaja principalmente a flexión. En las vigas, la
longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser
horizontal.
Un elemento de concreto tendera a fallar, según superficies
perpendiculares a las direcciones de la tensiones principales; esto se
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DISEÑO POR FUERZAS CORTANTES
debe, a que la resistencia del concreto a esfuerzos de tensión baja.
En las vigas de concreto se hace necesario proporcionar refuerzos
de acero para poder contrarrestar los esfuerzos de tensión del
concreto en cualquier zona del elemento.
El principal efecto que produce la fuerza cortante en un elemento de
concreto, es el desarrollo de esfuerzos a tensión inclinados (grietas
inclinadas), con respecto al eje longitudinal del miembro. Para evitar
el desarrollo de los esfuerzos de tensión, se hace necesario reforzar
las vigas de concreto con refuerzo por cortante.El esfuerzo de flexión
provoca tensiones de tracción y compresión, produciéndose las
máximas en el cordón inferior y en el cordón superior
respectivamente, las cuales se calculan relacionando el momento
flector y el segundo momento de inercia. En las zonas cercanas a los
apoyos se producen esfuerzos cortantes o punzonamiento.
a) Los esfuerzos cortantes
Las fuerzas cortantes transversales externas V, que actúan sobre los elementos
estructurales, deben ser resistidas por esfuerzos cortantes internos τ, igualmente
transversales, pero que por equilibrio también generan cortantes horizontales
como se observa en la siguiente figura.
La Resistencia de Materiales permite definir las ecuaciones que describen la
variabilidad del flujo de cortante, y de los esfuerzos cortantes internos τ, en
función de la altura a la que se miden tales esfuerzos, para materiales
homogéneos, isotrópicos y elásticos.
En el caso del concreto armado, el ACI 2006 y el Código Nacional de la
Construcción 2001 se optaron por manejar un esfuerzo cortante referencial o
característico promedio v, lo que facilita la inclusión de los diferentes parámetros
que influyen en la resistencia al cortante, También pueden producirse tensiones
por torsión, sobre todo en las vigas que forman el perímetro exterior de un forjado.
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Fuerzas cortantes transversales externas V
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Estructuralmente el comportamiento de una viga se estudia mediante procesos
diferentes de diseño.
Para el caso de secciones rectangulares, secciones T, secciones L, y secciones I,
el ACI y el CEC establecen como esfuerzo cortante característico, antes de
afectarse con otros factores, al obtenido mediante la siguiente expresión:
v: esfuerzo cortante referencial promedioV: fuerza cortantebw: ancho del alma resistente al cortanted: distancia desde el centroide del acero de refuerzo hasta la fibra extrema en compresión.
b) La resistencia a cortantes en vigas
El comportamiento de las piezas estructurales de hormigón armado sometidas a
fuerzas cortantes, es más complejo que su comportamiento bajo solicitaciones
flexionantes. La resistencia a la compresión y a la tracción del hormigón simple, la
orientación del refuerzo de acero con relación a las fisuras de corte, y la
proximidad de cargas concentradas, el nivel dentro de la viga en el que actúan las
cargas, son algunos de los factores que definen los mecanismos que se
desarrollan dentro de los elementos estructurales para resistir las fuerzas
cortantes. La presencia simultánea de todos estos factores determina que las
fallas por cortante sean frágiles, lo que es una característica indeseable que debe
ser controlada durante el proceso de diseño.
La combinación de la flexión y el cortante sobre los elementos estructurales plano
genera un estado biaxial de esfuerzos.
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Esfuerzo cortante referencial o característico promedio” v”
DISEÑO POR FUERZAS CORTANTES
.
c) Lineas de esfuezos
Líneas de esfuerzos principales en vigas con cargas uniformemente distribuidas.
Si se toma como referencia a la viga de la figura anterior, se produce un estado
tensional con flujo de compresiones desde el un apoyo hacia el otro apoyo, a modo
de arco.
a) Flujo de compresiones.
En la dirección perpendicular al flujo de esfuerzos de compresión se produce un
flujo de tracciones, que es crítico en el caso del hormigón.
En la estructura analizada, la fisuración de tracción por flexión domina en la zona
central, mientras que la fisuración de tracción por cortante domina la zona cercana
a los apoyos.
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DISEÑO POR FUERZAS CORTANTES
El esfuerzo mínimo resistente a corte del hormigón simple se calcula mediante la
siguiente expresión básica], que por su forma de expresión guarda una relación
directa con la resistencia a la tracción del hormigón:
f´c: resistencia característica del hormigón a compresión en Kg/cm2
Vc: esfuerzo máximo resistente a cortante del hormigón en Kg/cm2
1.15. El papel del acero en la resistencia a corte del hormigón armado
Las fisuras de tracción por flexión se empiezan a producir en la zona inferior (zona
de mayores esfuerzos de tracción) y se propagan verticalmente hacia arriba. La
propagación de esas fisuras se controla porque son “cosidas” por el acero
longitudinal de flexión en la zona más crítica (fibras inferiores) lo que además de
limitar el ancho de las rajaduras, evita que el eje neutro se desplace
excesivamente hacia arriba, de una vez que las fisuras alcanzan el eje neutro, se
detiene su crecimiento.
Por otra parte, las fisuras de tracción por corte inician en las centrales (que tienen los
mayores esfuerzos) y rápidamente se propagan hacia los dos extremos (fibras
superiores e inferiores). La fisuración alcanza a afectar inclusive a la porción ubicada
encima del eje neutro de flexión por lo que se requiere de acero adicional que
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DISEÑO POR FUERZAS CORTANTES
atraviese esas fisuras en todos los niveles y controle el crecimiento de las mismas
para evitar la falla de la estructura.
El acero resistente al corte tiene generalmente la forma de estribos transversales, y
ocasionalmente de varillas longitudinales dobladas a 45º.
Armadura transversal que cose a las fisuras de c
Mientras los estribos cruzan a las fisuras con sus 2 ramales verticales, en el caso de
las barras dobladas el cruce se produce en un solo sitio, por lo que los estribos son
doblemente efectivos.
La fisuración por flexión se produce en la dirección transversal (zona central de la
siguiente figura), y la fisuración por cortante en la zona crítica de los apoyos se
produce aproximadamente a 45º del eje longitudinal.
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Armadura doblada diagonal que cose a las fisuras de cortante.
DISEÑO POR FUERZAS CORTANTES
Orientación de las fisuras por flexión y por cortante.
1.16. DISEÑO POR CORTANTE (DISEÑO DE ESTRIBOS)
Comportamiento Estructural de la vigas de concreto reforzado
Es necesario tener presente que los máximos esfuerzos cortantes ocurren en aquellos
puntos donde el momento flexionante es igual a cero, o sea en los extremos. Lo
expuesto se observa en la siguiente figura:
El agrietamiento que se presenta en el centro del claro de la viga se debe ala acción
de los momentos flexionantes, dichas grietas son verticales y desplazan el Eje Neutro
(EN) hacia arriba a medida que aumentan las
cargas. Las grietas por cortante se
presentan en los extremos y son
inclinadas.
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La fisuración por flexión se produce en la dirección transversal
Es necesario tener presente que los
máximos esfuerzos cortantes
DISEÑO POR FUERZAS CORTANTES
Es común escuchar y observar al albañil o maestro de obra cuando le específica a su
ayudante que los primeros cinco estribos se coloquen a cada 5 cm y el resto a cada 10
cm ó 15 cm. Dado que los máximos cortantes ocurren en los extremos, la decisión del
albañil es acertada. Sin embargo como diseñadores debemos tener presente que la
disposición descrita para estribos, no es una constante en todas las estructuras, pues
depende de las solicitaciones (cargas) por cortante.
a) Funciones del refuerzo por cortante (Estribos)
Soporta parte de la fuerza cortante externa factorizada.
Impide la aparición de grietas diagonales.
Sujeta las varillas longitudinales en su posición.
Proporciona confinamiento al concreto.
b) Ecuaciones utilizadas para el diseño por cortante
Existen dos métodos para calcular la cantidad de estribos a colocarse enuna
viga los cuales son: simplificado y detallado.
a) Método Simplificado
b) Método detallado
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b: ancho de la sección d: peralte efectivo f'c: resistencia a la compresión del concretoØ: coeficiente de seguridad al corteØVc: resistencia nominal del concreto al esfuerzo
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As = área de acero longitudinal.Vu= Fuerza cortante factorada en el punto de análisis considerado. Mu=Momento flexionante factoradob: ancho de la sección d: peralte efectivo f'c: resistencia a la compresión del concreto
3.0. DISEÑO A CORTANTE DE VIGAS DE HORMIGON ARMADO,CON REFUERZO TRANSVERSAL EN EL ALMA:
Las vigas de hormigón armado presentan 2 mecanismos para resistir a las fuerzas cortantes:
Resistencia pura del hormigón
Resistencia del acero transversal o diagonal
Como consecuencia, la capacidad resistente nominal viene dada por la siguiente
Expresión:
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Dónde:
Vn: capacidad resistente nominal a corte de la viga de hormigón armadoVc: capacidad resistente a corte del hormigón simpleVs: capacidad resistente a corte del acero de refuerzo
Estribos transversales que cruzan las fisuras de cortante
DISEÑO POR FUERZAS CORTANTES
3.1. Ejemplificación:
Una viga de 30 cm de base por 45 cm de altura está solicitada por una fuerza cortante
última Vu de 22.5 T. Si el hormigón tiene una resistencia característica de 210 Kg/cm2,
y el acero tiene un esfuerzo de fluencia Fy = 4200 Kg/cm2, determinar el
espaciamiento al que se deben colocar los estribos rectangulares de 10 mm. De
diámetro.
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Diagrama de fuerza cortante y momento
Diagrama de fuerza cortante y momento
DISEÑO POR FUERZAS CORTANTES
4.0. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
4.1. Conclusiones
El principal efecto que produce la fuerza cortante en un
elemento de concreto, es el desarrollo de esfuerzos a tensión
inclinados (Grietas Inclinadas).
La parte fundamental de nuestro análisis, es la realización de
métodos para el diseño de Vigas con Refuerzo por Cortante.
Es importante para cualquier ingeniero que desarrolle un
proyecto de edificación considerar un modelo de diseño sísmico
con propiedades sismo resistentes mediante la construcción de
Vigas por Fuerza Cortante.
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DISEÑO POR FUERZAS CORTANTES
4.2. Recomendaciones:
Se recomienda determinar la contribución del concreto en la
resistencia al corte.
Es necesario tener presente que los máximos esfuerzos
cortantes ocurren en aquellos puntos donde el momento
flexionante es igual a cero.
Que el acero resistente al corte tienen que ser dobladas a 45º
generalmente la forma de estribos transversales.
5.0. FUENTES DE INFORMACIÓN
Manual de Diseño en Concreto Armado del autor Ing. Roberto Morales,
en la EDICION 2006_ACI 318-05 del INSTITUTO DE LA
CONSTRUCCION Y GERENCIA (ICG).
Pontificia Universidad Católica del Perú, DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO, 2005, Lima.
6.0. ANEXOS:
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DISEÑO POR FUERZAS CORTANTES
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