Aplicación del método Puntal tensor_FYañez

02-11-2015
• SANTIAGO
27 y 29 Octubre 2015
Curso
Diseño en Hormigón Armado según ACI 318- 14
Clase: Aplicación del método Puntal tensor
Relator: Fernando Yáñez
Modelos Puntal - Tensor
Fernando Yáñez, Ph.D.
Director del IDIEM
Santiago, 27 de octubre de 2015
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FRE BODY DIAGRAM OF B AND D - REGIONS
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GOOD MODEL
FAN
INAPPROPIATE
MODEL
BOTTLE
PRISM
BASIC COMPRESSION FIELDS
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FAN ACTION IN A BEAM
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STRUT WITH DIFFERENT TYPES OF NODES
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APPLICATIONS OF STRUTS
EXAMPLES OF STRUT AND THE TIE MODELS FOR D REGIONS
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Pasos en el uso de modelos
puntal – tensor
•
1. Definir y aislar la región D.
•
2. Calcular las fuerzas en los bordes de la
región D.
•
3. Seleccionar un modelo puntal – tensor para
transferir las cargas a través de la región D.
•
4. Dimensionar los nudos del modelo.
•
5. Verificar la capacidad de los puntales tanto en
la zona de contacto con el nudo como en la mitad
de su longitud.
•
6. Diseñar los tensores y sus anclajes.
•
7. Dibujar el detallamiento y verificar los
requisitos de la armadura mínima
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Requisitos de
reglamento
para concreto
estructural
ACI 318–14:
Reorganizado para diseñar
Modelos puntal-tensor
Capítulo 23: Modelos puntal-tensor
•
•
•
•
•
•
•
•
•
23.1
23.2
23.3
23.4
23.5
23.6
23.7
23.8
23.9
Alcance
Generalidades
Resistencia de diseño
Resistencia de los puntales
Refuerzo que atraviesa los puntales en forma de botella
Refuerzo del puntal
Resistencia de los tensores
Detallado del refuerzo de los tensores
Resistencia de las zonas nodales
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¿Por qué modelos puntal y tensor?
B
• Son muy valiosos cuando la suposición que las
secciones planas permanecen planas no es aplicable
• Analogía de la cercha utilizado para analizar
estructuras del concreto
Each
I
tie
Image
Ruco
Internati
Modelos puntal y tensor
• 3 componentes
– Puntales
– Tensores
– Zonas nodales
P
P
R
R
R
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Puntales
• Elementos de compresión
• 2 tipos
– Prismático
– En forma de botella
Puntal prismático
P
P
Puntal en forma
de botella
R
R
23.4 Resistencia de los puntales
• Resistencia de los puntales
– Sin refuerzo longitudinal
• Fns = fceAcs
– Con refuerzo longitudinal
• Fns = fceAcs + As'fs'
– φ = 0.75 para todos los puntales
• Donde:
–
–
–
–
ws
bw
Acs = bwws
ws se basa en anchura al nodo
fce = 0.85 βsf'c
βs → Tabla 23.4.3
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23.4 Resistencia de los puntales
• Coeficiente de puntal, βs → Tabla 23.4.3
23.5 Refuerzo que atraviesa los
puntales en forma de botella
• Distribución de refuerzo
transversal
– Σ(Asi/bssi)sen αi ≥ 0.003
for f'c ≤ 40 MPa
– Es necesario solamente si se utiliza
βs = 0.75
– No es práctico en todas las
situaciones
– También cumpla con los requisitos
de Sección 9.9 para refuerzo mínimo
para vigas altas
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Modelos puntal y tensor
• 3 componentes
– Puntales
– Tensores
– Zonas nodales
P
R
P
R
23.7 Resistencia de los tensores
• Resistencia a la tracción:
– Elemento sencillo de tracciión
– Fnt = Atsfy (no preesforzado)
– φ = 0.75 para todos los tensores
– Centroide del tensor coincide con centroide del
refuerzo
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23.8 Detallado del refuerzo
de los tensores
• Desarrolle las barras al centroide dentro de la zona
nodal extendida
• Desarrolle la diferencia entre la fuerza en el tensor
en un lado del nodo y la fuerza en el tensor al otro
lado
C
Nodal zone
T
Zona nodal
Zona nodal extendida
R
ℓd, min
Modelos puntal y tensor
• 3 componentes
– Puntales
– Tensores
– Zonas nodales
P
R
P
R
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23.9 Resistencia de las zonas nodales
• Resistencia del nodo
– Depende del tipo de nodo
T
P
C
C
C
T
T
C
C-C-C
R
C-C-T
C-T-T
23.9 Resistencia de las zonas nodales
• Resistencia del nodo
– Fnn = fceAnz
– fce = 0.85 βnf'c
– βn → Tabla 23.9.2
– φ = 0.75 para todas las zonas nodales
Tipo de nodo
C-C-C
C-C-T
C-T-T
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Aplicaciones
Ejemplos
• Viga profunda de SP–17(14)
2028 kN
2286 mm
2286 mm
2028 kN
2286 mm
2286 mm
406 mm
3 veces 2286 mm = 6858 mm
2028 kN
406 mm
2028 kN
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Ejemplos
• Viga profunda de SP–17(14)
(2) No. 29 barras de encuadre
Refuerzo horizontal del alma
No. 16 a 230 mm cada cara (tip.)
Placas de apoyo
457 mm x 610 mm
(tip.)
Refuerzo vertical del alma
No. 16 a 230 mm cada cara (típ.)
Barras con
cabeza
(tip.)
3 Capas de (4) No. 29 barras
(2) No. 29 barras sin cabeza
2286 mm
114 mm
Barras con cabeza (tip.)
406 mm
114 mm
1143 mm
2286 mm
114 mm
610 mm
75 mm
Sección A-A
Elevación
Ejemplos
• Ménsula estructural SP–17(14)
90 x 90 x 13
Ángulo del acero
508 mm
Puntal
(4) No. 13 barras principales
soldadas al ángulo del acero
(3) Espirales No. 10 a 100 mm
(4) No.25
533 mm
254 mm
Tensor
254 mm
45 mm
50 mm
305 x 150
Placa de apoyo
50 mm
(2)Espirales
No. 10 a
50 mm
254 mm
(3) No. 13 barras de encuadre
406 mm
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• Cabezal de pilotes
de SP–17(14)
2 Capas de (3) No. 29
barras colocadas sobre
pilotes exteriores
alrededor del
perímetro
1904 kN
836 kN
1904 kN
No. 19 a
150 mm
en cada
sentido
2 Capas de (3) No. 29
barras colocadas sobre
pilotes exteriores
alrededor del
perímetro
180 mm
231 kN (T)
231 kN (T)
1320 mm
Ejemplos
75 mm (tip.)
Adicional No.19
150 mm
25.4 grados
30.8 grados
26.1 grados
2 Capas de (3) No. 29
barras colocadas sobre
pilotes exteriores
alrededor del
perímetro
1014 kN
836 kN
No. 19 a 150
mm en cada
sentido
2 Capas de (3) No. 29
barras colocadas sobre
pilotes exteriores
alrededor del
perímetro
1320 mm
Elevación
658 kN
1014 kN
45 grados
658 kN
45 grados
54.5 grados
Adicional No.19
Sección A-A
PIER FOUNDATION
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4.4 — Sistema estructural y trayectorias
de carga
4.4.4 — El sistema estructural debe diseñarse para
resistir las cargas mayoradas en las combinaciones de
cargas prescritas en 4.3 sin exceder las resistencias de
diseño adecuadas de los elementos, considerando una
o más trayectorias de carga continua desde el punto
de aplicación u origen de la carga hasta el punto final
de resistencia.
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EJE 8
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“Engineers have become addicted to ETABS. It
does not work well when walls are irregular…
where there are irregularities, the standard
approach with ETABS does not adequately
catch the stress concentrations”
Jack Moehle
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Ejemplos
• Ménsula estructural SP–17(14)
90 x 90 x 13
Ángulo del acero
508 mm
Puntal
(4) No. 13 barras principales
soldadas al ángulo del acero
(3) Espirales No. 10 a 100 mm
(4) No.25
533 mm
254 mm
Tensor
254 mm
45 mm
50 mm
305 x 150
Placa de apoyo
50 mm
(2)Espirales
No. 10 a
50 mm
254 mm
(3) No. 13 barras de encuadre
406 mm
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APPLICATIONS OF STRUTS
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