Programa: Resistencia de UNIONES CON CLAVOS
Introducción de datos
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Ejemplo de Diseño de Ménsula de Hormigón Armado. Norma ACI 318-25
Solución
Todo el procedimiento obedece a la norma ACI318-25.
El procedimiento de análisis y diseño se resume en un diagrama de flujo cuyo enlace es:
Diagrama de flujo – Diseño de ménsula. Norma ACI318-25
Además se pueden comprobar los resultados de este ejemplo con el programa:
Programa – diseño de ménsulas. Norma ACI318-25
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Diagrama de flujo – Diseño de ménsulas de Hormigón Armado. Norma ACI 318-25
Variables
Variables de Ingreso:
- av: Distancia horizontal desde la cara de la columna al punto de apoyo de la carga
- h: Altura total de la ménsula
- d: Altura efectiva de la ménsula (normalmente 6cm a 10cm menos que la altura h)
- bw: Ancho (profundidad) de la ménsula
- Vu: Carga vertical que llega a la ménsula (siempre positiva)
- Nu: Carga horizontal de tracción de la ménsula (si es de compresión, introducir valor cero)
- fc’: Resistencia característica del hormigón
- fy: Resistencia de fluencia del acero
Variables de salida:
- Ø = Factor de reducción de resistencia nominal para ménsulas
- εu = deformación unitaria a compresión del concreto en falla
- εty = deformación de fluencia a tracción del acero
- β1 = factor de transformación del diagrama esfuerzos de compresión del concreto, de parabólico a rectangular
- As_max = Acero máximo que puede contener la sección sometida a flexión para cumplir con falla controlada por tracción del acero.
- ØMmax = Momento máximo de diseño para que la sección falle por tracción del acero.
- ØVMax: Carga vertical máxima que puede resistir la ménsula.
- Nuc: Carga horizontal de tracción de diseño. Si la carga horizontal Nu es muy baja, se asume 20% de Vu
- Mu: Carga de momento flector en la ménsula producto de las cargas Vu y Nuc combinadas
- An: Acero necesario para absorber tracción horizontal en la ménsula
- Avf: Acero necesario para absorber cortante por fricción en la ménsula
- Af: Acero necesario para absorber el momento flector en la ménsula
- Asc: Acero principal horizontal (en la cara superior de la ménsula)
- Ah: Acero de estribos colocado en los 2/3 superiores de la altura efectiva de la ménsula)
Unidades
El diagrama de flujo está configurado para trabajar en [MPa], [m], [MN], [MN-m]
Diagrama de flujo
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Programa: Diseño de ménsulas de Hormigón Armado – ACI 318-25
Variables
Variables de Ingreso:
- av: Distancia horizontal desde la cara de la columna al punto de apoyo de la carga
- h: Altura total de la ménsula
- d: Altura efectiva de la ménsula (normalmente 6cm a 10cm menos que la altura h)
- bw: Ancho (profundidad) de la ménsula
- Vu: Carga vertical que llega a la ménsula (siempre positiva)
- Nu: Carga horizontal de tracción de la ménsula (si es de compresión, introducir valor cero)
- fc’: Resistencia característica del hormigón
- fy: Resistencia de fluencia del acero
- Ø Principal: Diámetro del acero principal «Asc»
- Ø Estribo: Diámetro del estribo horizontal «Ah»
Variables de salida:
- ØVuMax: Carga vertical máxima que puede resistir la ménsula.
- Nuc: Carga horizontal de tracción de diseño. Si la carga horizontal Nu es muy baja, se asume 20% de Vu
- Mu: Carga de momento flector en la ménsula producto de las cargas Vu y Nuc combinadas
- An: Acero necesario para absorber tracción horizontal en la ménsula
- Avf: Acero necesario para absorber cortante por fricción en la ménsula
- Af: Acero necesario para absorber el momento flector en la ménsula
- Asc: Acero principal horizontal (en la cara superior de la ménsula)
- Ah: Acero de estribos colocado en los 2/3 superiores de la altura efectiva de la ménsula)
Ingreso de datos
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Diseño completo de viga (dintel) de mampostería de bloque de concreto
Enunciado
nota:
No se especifica el ancho del muro central a diseñar. Esto se deja a criterio del estudiante en la resolución. Por otro lado el sistema de muros ordinarios se refiere a un sistema resistente a sismo de baja ductilidad, con un armado de acero ligero dentro de los muros. Si bien no se realiza el diseño de los muros en este ejercicio, se necesita conocer su clasificación de ductilidad (existen: ordinario, intermedio, especial).
Solución
Peso propio del dintel
El peso propio de muros de bloque es algo complejo de calcular, debido a la heterogeneidad de materiales, y a que en muchos casos el muro tiene solo relleno parcial de celdas. Sin embargo existen tablas que entregan el peso propio para diferentes configuraciones de muros de bloque. Hice un programa que calcula automáticamente este peso por metro cuadrado de muro. El enlace del programa: Programa: peso de mampostería de bloque
Se está asumiendo para este ejemplo, un ancho de muro de 15cm (uno de los más delgados posible). En caso de no cumplir con las verificaciones de resistencia calculados abajo, se deberá incrementar el ancho del muro.
Carga total
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Programa: Peso de mampostería de bloque de concreto
Instrucciones
El programa devuelve el peso por metro cuadrado de un muro de mampostería de bloque de hormigón hueco.
Los muros de bloque pueden variar en peso debido a varios factores:
– densidad del grout
– densidad del bloque
– cuántas celdas están llenas y cuantas vacias en todo el muro
– espesor del muro
Debido a todos estos factores y a la heterogeneidad del material, se ha concebido este programa. El programa devuelve el peso en [KN] de un muro de concreto de 1m x 1m. Si se desea el peso en Kg, simplemente multiplique el resultado por 100.
Programa
Todas llenas:  |
|
Intercalado:  |
|
Intercalado:  |
|
Intercalado:  |
|
Intercalado:  |
|
Intercalado:  |
|
Todas Vacías:  |
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Diagrama de flujo: Diseño de vigas de mampostería estructural a flexión
Aplicación
El diagrama de esta publicación se aplica al cálculo de acero a flexión de vigas y dinteles de mampostería estructural.
Las vigas o dinteles de mampostería estructural deben estar completamente llenos con Grout.
El cálculo siguiente contempla el uso de vigas con refuerzo a tracción simplemente. Se excluye por norma el uso de vigas con acero a compresión y tracción. Si la viga requiriera refuerzo a compresión, se debe incrementar el peralte o ancho de la viga o dintel.
Diagrama de flujo
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Ejemplo: Diseño de viga de equilibrio de hormigón armado (flexión y cortante)
Planteamiento del problema
Diseñar la viga de equilibrio mostrada en la siguiente figura:
La resistencia del concreto y del acero son 21 [MPa] y 420 [MPa] respectivamente. La capacidad portante del suelo es de 150 [KN/m2] o de 1.5[Kg/cm2]. No se conocen las dimensiones de la zapata medianera o excéntrica ni de la sección transversal de la viga.
Determinar las dimensiones de
- la base de la Zapata
- la sección transversal de la viga de equilibrio
- la cantidad de acero longitudinal de la viga de equilibrio
- el acero transversal o estribos de la viga de equilibrio
Solución
Diseño de la base de la Zapata
Para determinar la dimensión de la base de la Zapata debemos trabajar con cargas en servicio. O sea en este caso con la carga de 250 KN de la Zapata excéntrica.
La reacción del suelo hacia la Zapata no será de 250 KN debido justamente a la presencia de la viga de equilibrio. Debido a esta viga la reacción del suelo hacia las zapatas será ligeramente mayor a la carga de 250KN.
En un primer tanteo determinemos las dimensiones aproximadas de la base de la Zapata:
Con estas dimensiones podemos elaborar un modelo simplificado de la viga de equilibrio donde la reacción del suelo hacia la Zapata se comporta como una carga distribuida constante linealizada a partir del esfuerzo de reacción del suelo:
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Programa: Diseño de viga de equilibrio de hormigón armado
Variables de ingreso (desplegar)
Datos
| GEOMETRÍA | |
| MATERIALES | |
| CARGAS | |
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Diseño de muro de contención de sótano – parte 1
SE PIDE DISEÑAR POR COMPLETO EL MURO DE CONTENCIÓN DE SÓTANO MOSTRADO EN LA FIGURA.
La resistencia del concreto a utilizarse será de 20 MPa y la resistencia del acero será de 500 MPa.
Se debe encontrar la profundidad del muro por debajo del nivel de sótano, el espesor del muro de contención y además el ancho b de la Zapata.
PARTE 1 DETERMINACIÓN DE PROFUNDIDAD DE FUNDACIÓN
Antes de proceder con este cálculo debemos razonar de la siguiente manera: Debido a que el muro está apoyado en la corona a la losa de entrepiso, no existe probabilidad de vuelco del muro por tanto no se realizará esta verificación.
La losa de entrepiso funciona como un apoyo adicional al muro de contención cuya mayor probabilidad de falla se centra en el deslizamiento horizontal de la base del muro. Para asegurar el equilibrio con un buen factor de seguridad a este tipo de falla se debe realizar el equilibrio de fuerzas horizontales que concurren al muro de contención.
Para esto calcularemos primeramente los coeficientes de empuje activo y pasivo Ka y Kp para el suelo del enunciado.
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