Algunas consideraciones

La norma ACI 318-99 ya ha sido reemplazada por nuevas versiones de esta mísma norma, sin embargo, muchos ingenieros aun utilizan este algoritmo de cálculo pues incorpora aún el concepto principal de cuantía balanceada.

Por cierto, el concepto lo explico a bastante detalle en el link del vídeo

Algoritmo

El siguiente es un diagrama de flujo para la resolución de armadura a flexión según la norma ACI 318-99.

Varios libros explican el método de cálculo de armaduras de vigas sometidas a momentos flectores. Lo que hago acá es resumirlo en un pequeño esquema fácil de seguir sin toda la teoría que a veces se vuelve algo pesada.

El procedimiento a seguir en diagrama de flujo se detalla a continuación:

Variables de entrada del programa

Necesitas utilizar las unidades correctas para el ingreso de las variables al programa y éstas se muestran a continuación:

• b = ancho de la sección rectangular [m]
• d = peralte efectivo (distancia desde la fibra más comprimida al eje de los aceros a tracción) [m]
• d’ = recubrimiento superior (desde la fibra más comprimida hasta el eje de aceros a compresión) [m]
• f’c = resistencia característica del hormigón a compresión [MPa]
• fy = límite de fluencia del acero [MPa]
• Mu = Momento último solicitante en la sección [MN-m]

Variables de cálculo

Al igual que con las variables de ingreso de datos, cuando realices los cálculos necesitas conocer las unidades en las cuales se están realizando los cálculos.  Estas variables se muestran a continuación

• Φ = factor de seguridad de diseño para flexión = 0.90
• ρb = cuantía balanceada de la sección
• ρmax = cuantía máxima = ρb x 0.75
• ρcy = cuantía correspondiente a la mínima cantidad de acero a tracción necesaria para que el acero a compresión fluya.
• Asmax = Acero máximo a tracción que debe tener la sección sin necesidad de acero a compresión [m²]
• As = Acero a tracción de cálculo, que soportará el momento Mu [m²]
• A’s = Acero a compresión de cálculo, que soportará el momento Mu [m²]
• A’srev = Acero a compresión corregido debido a la no fluencia del mismo [m²]
• M2 = momento no resistido por el par acero Asmax – zona de compresión de hormigón [NM m]
• a = peralte idealizado del bloque de compresión del concreto [m]
• c = distancia de la fibra comprimida al eje neutro [m]
• γ = Parámetro experimental del bloque de compresión del concreto (generalmente 0.85)
• β1 = parámetro experimental del bloque de compresión del concreto (generalmente 0.85)
• εu = deformación unitaria del hormigón (en la mayoría de los casos 0.003)
• εy = deformación unitaria del acero = fy / Ey = fy/200’000

Además, se puede descargar el programa del algoritmo mencionado en Programa de Flexión Simple – Hormigón Armado ACI 318-99. El link descarga una planilla en excel sencilla donde se introducen los datos y calcula la cantidad de acero necesaria.

Algunos aspectos a tomar en cuenta

El Algoritmo ha cambiado en versiones posteriores al 2002, por lo que en normas de diseño actuales, se debe seguir un algoritmo correspondiente a la norma ACI 318-14

¿Hay algún dato que no entiendas o sobre el cual necesitas aclaración?  Te invito a escribirlo en la caja de comentarios, con toda confianza.