diseño estructural ii - diseño de columnas

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  • 8/18/2019 Diseño Estructural II - Diseño de Columnas

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    Universidad CatólicaSanta María La Antigua - PanamáFacultad de Ingeniería y Tecnología

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    2. DISEÑO DE COLUMNAS

    I Cuatrimestre 2016 - Curso: Diseño Estructural IIProfesora: Ing. MSc. Lidylia Rocha

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    2. DISEÑO DE COLUMNAS

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    ¿ Qué es un Diagrama de Interacción?

    tensión

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    2. DISEÑO DE COLUMNAS

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    ¿ Qué es una Superficie de Interacción?

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    2. DISEÑO DE COLUMNAS

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    2.2. Diseño de Columnas por Flexo-Compresión Biaxial

    - Métodos de Excentricidades Uniaxiales

    • Métodos Aproximados Equivalentes.

    - Métodos basados en aproximaciones dela Forma de la Superficie de Interacción.

    • Métodos Exactos

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    2. DISEÑO DE COLUMNAS

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    2.2.1. Método de la Recta

    2.2.2. Método del Contorno de las Cargas (Bresler)

    2.2.3. Método de las Cargas Recíprocas (Bresler)

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    2. DISEÑO DE COLUMNAS

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    2.2.2. Método del Contorno de las Cargas (Bresler)

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    2. DISEÑO DE COLUMNAS

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    2.2.2. Método del Contorno de las Cargas (Bresler) – Cont.

    Momentos Equivalentes:

    Ecuaciones de Bresler:

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    2. DISEÑO DE COLUMNAS

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    2.2.2. Método del Contorno de las Cargas (Bresler) – Cont.

    2. Se calculan las excentricidades para las direcciones “X” y “Y” (ex, ey).

    3. Se calculan los momentos equivalentes para Flexión Uniaxial (Mox y Moy)

    asumiendo un valor de β.

    4. Se calcula la capacidad de la Columna a Flexocompresión Uniaxial alrededor

    de “X” y “Y” equivalentes (Moxn y Moyn) y se chequea que éstas sean mayores

    o iguales que los momentos equivalentes (Mox y Moy).

    5. Se verifica el valor de β mediante el uso del Gráfico #11 “Biaxial Moment

    Relationship” de la sección de columnas del ACI 318 Design Handbook. Si los

    chequeo respectivos, no cumplen se debe aumentar o disminuir el valor de

    β según corresponda y volver a realizar los pasos 3, 4 y 5.

    6. Se realiza el chequeo de la Ecuación de Bresler, si ésta es menor o igual a 1,

    cumple y por ende, puede adoptarse el diseño.

    Procedimiento:

    1. Se calculan las resistencias nominales requeridas a Carga Axial y Flexión alrededor de “X” y “Y” (Pn, Mnx, Mny) para las Cargas

    aplicadas a la sección (Pu, Mux, Muy).

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    2. DISEÑO DE COLUMNAS

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    2.2.3. Método de las Cargas Recíprocas (Bresler)

    Pni: Resistencia nominal a cargas axiales parauna excentricidad dada a lo largo de ambos

    ejes.

    Po: Resistencia nominal a cargas axiales para

    excentricidad cero.

    Pnx: Resistencia nominal a cargas axiales parauna excentricidad dada a lo largo del eje “X”.

    Pny: Resistencia nominal a cargas axiales para

    una excentricidad dada a lo largo del eje “Y”.

    (ACI 318-11

    §10.3.6 y §10.3.7)

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    2. DISEÑO DE COLUMNAS

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    Procedimiento:

    1. Se calculan las resistencias nominales requeridas a Carga Axial y Flexión alrededor de “X” y “Y” (Pn, Mnx, Mny)

    para las Cargas aplicadas a la sección (Pu, Mux, Muy).

    2. Se calculan las excentricidades para las direcciones “X” y “Y” (ex, ey).

    3. Se realiza el chequeo Pn  ≥ 0.1 · f´c · Ag.

    4. Se calcula la resistencia axial de la columna para excentricidad cero (Po).

    5. Se generan los Diagramas de Interacción de la columna (Mnx; Pn y Mny; Pn) para las direcciones ortogonales “X” y

    “Y” (es decir, θ=0º y θ=90º) sobre los cuales se aplicarán las cargas últimas.

    6. Se calculan las resistencias nominales a cargas axiales de la columna para las excentricidades dadas (Pnx y Pny).

    Pueden calcularse manualmente, iterando el valor de la profundidad del eje neutro de la sección (c) hasta que el

    valor de las excentricidades (real y calculada) coincidan o se pueden obtener de los Diagramas de Interacción

    generados en el punto anterior, trazando una recta desde el origen hasta los puntos requeridos (Mnx; Pn y Mny; Pn)

    y los cortes entre las curvas de interacción y estas rectas (o sus prolongaciones) arrojarán las máximas

    resistencias nominales a flexocompresión para las excentricidades dadas. También es posible hacer uso de la

    Gráfica #9 de la sección de columnas del ACI 318 Design Handbook si se conoce Pnx o Pny .

    7. Se calcula la resistencia nominal a cargas axiales de la columna para excentricidades dadas a lo largo de ambos

    ejes (Pni) y se chequea que ésta sea mayor o igual a la resistencia nominal requerida a cargas axiales (Pn).

    2.2.3. Método de las Cargas Recíprocas (Bresler) – Cont.

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    2. DISEÑO DE COLUMNAS

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    Procedimiento:

    1. Se calculan las resistencias nominales requeridas a Carga Axial y Flexión alrededor de “X” y “Y” (Pn

    , Mnx

    , Mny

    ) para las

    Cargas aplicadas a la sección (Pu, Mux, Muy).

    2. Se calculan las excentricidades para las direcciones “X” y “Y” (ex, ey).

    3. Se generan los Diagramas de Interacción de la columna (Mnx; Pn y Mny; Pn) para para las direcciones ortogonales “X” y “Y”

    (es decir, θ=0º y θ=90º) sobre los cuales se aplicarán las cargas últimas.

    4. Se chequea si los puntos (Mnx; Pn y Mny; Pn) caen dentro o fuera en los Diagramas de Interacción generados en el punto

    anterior. Basta con que uno solo punto no caiga dentro para que la sección de la columna no cumpla.

    *** Otra Opción:

    1. Luego del punto 2, se genera el Diagrama de Interacción para el ángulo θ sobre el cual se aplicarán las cargas últimas

    (θ=atan(ey/ex)), esto se hace graficando en “Y” los valores de Pn y en “X” los valores del momento resultante (Mresultante)

    para θ con la ecuación de Pitágoras Mresultante=((Mx,  θ)2+(My,  θ)

    2) 0.5.

    2. Se chequea si el punto (Mresultante_requerido=((Mx,  θ=0º)2+(My,  θ=90º)

    2) 0.5; Pn) caen dentro o fuera en el Diagrama de Interacción

    generado en el punto anterior. Si cae dentro, la sección de la columna cumple, por lo que puede adoptarse el diseño.

    2.2.4. Método Exacto (Diagramas de Interacción)